CN203581901U - 皮带机非接触式在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种皮带机非接触式在线监测系统，包括系统前端检测单元和单片机处理单元，系统前端检测单元由速度接近开关、断带接近开关、速度/断带检测单元、跑偏检测单元和若干只一级跑偏开关、二级跑偏开关组成，单片机单元输入端与速度/断带检测单元的输出端和跑偏检测单元的输出端电联接。本实用新型将计算机技术、工业控制技术和仪器仪表监测技术融为一体，组成完整的现场数据传输与监测网络，该系统具有合理的网络结构，还具有较好的扩展能力和升级能力，在保护输送机设备、保障相关行业安全可靠生产、减少事故发生等方面有着重要的意义。

Description

皮带机非接触式在线监测系统

技术领域

本实用新型属于皮带输送机传动监测系统技术领域，涉及一种皮带输送机速度监测、断带保护和跑偏监测三合一的监测系统。

背景技术

皮带输送机在现代工业中应用十分广泛，它具有输送效率高的明显特点，为大宗散装物料提供了一种便捷的输送手段。但是在一些特殊的场合，尤其是煤炭的输送场合，由于现场条件和被运物料的原因，时常会发生皮带失速、打滑、断带、跑偏等现象，轻则造成输送过程的不顺畅，重则引起设备的严重损坏。目前输送机的保护装置虽然种类很多，但都属于接触式，时间稍长就磨损严重，影响监测效果，使用者不得不经常更换保护装置，既浪费人力也浪费物力，因此如何保证检测效果又能延长工作寿命，提前预警皮带机组的故障，尽量把故障控制在萌芽状态就显得特别重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有皮带机接触式监测和保护装置存在的磨损严重及需要经常更换的不足，提供一种皮带机非接触式在线监测系统，用以保证检测系统的准确性和连续性。

本实用新型的技术内容如下：

一种皮带机非接触式在线监测系统，包括系统前端检测单元和单片机处理单元，其中，

系统前端检测单元包括速度接近开关、断带接近开关、速度/断带检测单元、跑偏检测单元和若干只一级跑偏开关、二级跑偏开关；

速度接近开关安装在从动轮外侧并与从动轮上设置的检测块相对应；断带接近开关安装在主动轮外侧并与主动轮上设置的检测块相对应；速度接近开关输出端和断带接近开关的输出端与速度/断带检测单元电联接；

一级跑偏开关安装在皮带跑偏的近距离位置、二级跑偏开关安装在皮带跑偏的远距离位置，一级跑偏开关和二级跑偏开关的输出端与跑偏检测单元电联接；

单片机单元用于实现前端监测单元的数据获取、分析和处理，单片机单元的输入端与速度/断带检测单元的输出端和跑偏检测单元的输出端电联接。

上述皮带机非接触式在线监测系统中，还包括终端传输单元和控制系统，其中，

终端传输单元用于实现皮带监测结果的远距离传输，终端传输单元包括速度/断带输出单元和跑偏输出单元，速度/断带输出单元的输入端和跑偏输出单元的输入端分别于单片机单元的输出端电联接；

控制系统用于实现皮带机故障报警、显示及相应处理，控制系统与速度/断带输出单元的输出端和跑偏输出单元的输出端电联接。

上述皮带机非接触式在线监测系统中，速度接近开关、断带接近开关、一级跑偏开关和二级跑偏开关均配置有金属罩，并安装在远离强电磁场干扰的位置。

本实用新型具有的有益技术效果如下：

1、本实用新型可以准确测出皮带打滑、断带、皮带的一级跑偏和二级跑偏，并发出报警信号；

2、本实用新型可以将皮带机现场故障信号传输给上一级控制系统，并在控制室实现故障报警、显示及皮带机的刹车制动等相应处理；

3、本实用新型以单片机为控制核心，充分利用单片机性能价格比高，功能灵活、易于人机对话以及良好的数据处理能力等特点，根据现场采集的信号，按照判别算法，快速识别皮带机打滑、断带、跑偏状态，迅速有效地进行制动处理，避免重大损失，为工业生产提供强有力的保障；

4、本实用新型所述的监测系统可靠稳定、监测结果直观方便，自动化和智能化程度高，且便于维护；

5、本实用新型所述的监测系统具有可扩展性好，可操作性能好，实时性强，环境适应能力强，性价比高、市场推广价值高等特点。

附图说明

图1为本实用新型的皮带机在线监测系统结构原理图。

图2为本实用新型单片机单元工作步骤和流程图。

附图中各数字标号的名称分别是：1－皮带机，2－主动轮，3－从动轮；4.1－检测块，4.2－检测块，5.1－一级跑偏接近开关，5.2－一级跑偏接近开关，6.1－二级跑偏接近开关，6.2－二级跑偏接近开关，7－速度接近开关，8－断带接近开关，9－速度/断带检测单元，10－跑偏检测单元,11－单片机处理单元,12－速度/断带输出单元，13－跑偏输出单元，14－控制系统。

具体实施方式

一、皮带机在线监测系统的组成

如图1所示，本实用新型所述的皮带机非接触式在线监测系统包括系统前端检测单元和单片机处理单元11、终端传输单元和控制系统14。系统前端检测单元和单片机处理单元11可以单独工作，主要实现皮带机参数的在线监测，并可以实现本地的故障报警和显示；终端传输单元和控制系统14可将皮带机监测结果进行远距离传输至控制室内，满足远程监测控制和进一步级联的要求。

系统前端检测单元包括速度接近开关7、断带接近开关8、速度/断带检测单元9、跑偏检测单元10和若干只一级跑偏开关5.1、5.2、二级跑偏开关6.1、6.2。速度接近开关7安装在从动轮3外侧，并与从动轮3上设置的检测块4.2相对应；断带接近开关8安装在主动轮2外侧，并与主动轮2上设置的检测块4.1相对应。一级跑偏开关5.1、5.2安装在皮带跑偏的近距离位置，二级跑偏开关6.1、6.2安装在皮带跑偏的远距离位置。单片机单元11用于实现前端监测单元的数据获取、分析和处理。

终端传输单元用于实现皮带监测结果的远距离传输，控制系统14用于实现皮带机故障报警、显示及相应处理。

二、在线监测单元工作过程

1、速度监测

目前较为常用的速度监测仪基本上都是在皮带机下安装检测轮，通过皮带运行带动检测轮，从而得到胶带运转的信号。这种速度检测开关在使用过程中容易出现以下情况：触轮磨损快，使用寿命短，抗干扰能力差，无法对设备起到保护作用。

本系统速度监测装置是通过在皮带从动轮3外侧安装一个接近开关，在从动轮3上安装检测块。皮带正常运行时，从动轮3带动检测块同步转动，经过接近开关时，接近开关就产生一个脉冲，将此脉冲送至单片机单元11处理，单片机通过对每分钟产生的脉冲数进行累加进行判断，如果达到预先测速开发设定的数目时，皮带视为运行正常；当皮带运行速度低于设定值时，接通系统内部的继电器输出一个报警信号送至上一级控制系统。当皮带出现打滑时，从动轮的转速会明显降低，甚至停转，这样在单位时间内测速开关监测到的脉冲数目就会减小，达不到开始设定的脉冲数，就会发出相应的报警信号。

2、断带监测

本系统中的断带监测是对速度监测的一个补充。在皮带机主动轮2外侧安装接近开关，并利用安装在从动轮2上的速度接近开关获得主动轮2、从动轮3的转速信号,经过单片机运算处理，判断主动轮2与从动轮3之间是否存在转速差。如果存在转速差，则按照事先设定的判断标准来判别皮带是否断带，同时可以根据转速差的大小发出不同级别的预警信号，并接通系统内部的继电器或者通过内置的现场总线接口将相应的信号送至上一级控制系统。

3、跑偏监测

目前广泛应用的跑偏开关一般为无源机械式两级跑偏开关。跑偏开关按照一定间隔固定安装于带式输送机两侧支架上，跑偏开关的滚轮部分在受到偏离中心运转的输送带的边沿挤压后产生偏转，当滚轮偏转到一定角度时触发开关接点动作。这种结构抗冲击性不好，容易磨损，需要经常更换。本实用新型系统中的跑偏监测采用接近开关代替滚轮检测皮带是否跑偏。

如图1所示，根据现场不同情况及跑偏位置，分别固定一级跑偏接近开关5.1、5.2和二级跑偏接近开关6.1、6.2，根据皮带运行时偏离的位置接近开关可以分别探测到一级、二级的报警，并将报警信号送入单片机处理单元。

三、单片机单元工作流程及步骤

如图2所示，单片机经过初始化后，对监测传感器进行数据采集和处理，再屏蔽掉误动信号后，对故障类型进行判断并将结果通过终端传输单元传输至控制系统，同时进行故障显示和报警，并进行紧急刹车制动等处理，另外根据系统的特点，本装置内置有现场总线接口，也可通过该接口接入上一级控制系统中。

需要说明的是，本实用新型所述的监测系统给出了一条皮带完整的在线监控系统，对于短皮带和监测要求不高的皮带可以省略一级跑偏及断带的监测。

本实用新型所述的监测系统以单片机为控制核心，充分利用单片机性能价格比高，功能灵活、易于人机对话以及良好的数据处理能力等特点，根据现场采集的信号，按照判别算法，快速识别皮带机打滑、断带、跑偏状态，迅速有效地进行制动处理，避免重大损失，为工业生产提供强有力的保障。

本实用新型所述监测系统的核心在于非接触，所有接近开关都配置有金属罩，尽量安装在远离强电磁场干扰的位置，可将故障消灭在萌芽状态，延长皮带机的使用寿命，节约皮带机的设备投资，同时实现自动化和智能化，大大减少人工操作，节约了大量设备检修的人工，能自动诊断简单常见故障。此外本实用新型还具有可靠性高，可扩展性好，可操作性能好，实时性强，环境适应能力强，性价比高等优点，虽然初期投资可能略高于目前使用的传感器装置，但稳定可靠，使用寿命长，运行人员维护的工作量小，从长期来看性价比较高，有广阔的推广前景。

Claims (3)

1.一种皮带机非接触式在线监测系统，包括系统前端检测单元和单片机处理单元(11)，其特征在于：

1.1所述的系统前端检测单元包括速度接近开关(7)、断带接近开关(8)、速度/断带检测单元(9)、跑偏检测单元(10)和若干只一级跑偏开关(5.1、5.2)、二级跑偏开关(6.1、6.2)；

所述的速度接近开关(7)安装在从动轮(3)外侧并与从动轮(3)上设置的检测块(4.2)相对应，所述的断带接近开关(8)安装在主动轮(2)外侧并与主动轮(2)上设置的检测块(4.1)相对应；所述的速度接近开关(7)的输出端和断带接近开关(8)的输出端与速度/断带检测单元(9)电联接；

所述的一级跑偏开关(5.1、5.2)安装在皮带跑偏的近距离位置，所述的二级跑偏开关(6.1、6.2)安装在皮带跑偏的远距离位置，所述的一级跑偏开关(5.1、5.2)和二级跑偏开关(6.1、6.2)的输出端与跑偏检测单元(10)电联接；

1.2所述的单片机单元(11)用于实现前端监测单元的数据获取、分析和处理，单片机单元(11)的输入端与速度/断带检测单元(9)的输出端和跑偏检测单元(10)的输出端电联接。

2.根据权利要求1所述的皮带机非接触式在线监测系统，其特征在于：还包括终端传输单元和控制系统(14)；

所述的终端传输单元包括速度/断带输出单元(12)和跑偏输出单元(13)，速度/断带输出单元(12)的输入端和跑偏输出单元(13)的输入端分别与单片机单元(11)的输出端电联接；

所述的控制系统(14)与速度/断带输出单元(12)的输出端和跑偏输出单元(13)的输出端电联接。

3.根据权利要求1或2所述的皮带机非接触式在线监测系统，其特征在于：所述的速度接近开关(7)、断带接近开关(8)、一级跑偏开关(5.1、5.2)和二级跑偏开关(6.1、6.2)均配置有金属罩，并安装在远离强电磁场干扰的位置。

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