基于物联网的矿井提升机监控系统设计.pdf

《基于物联网的矿井提升机监控系统设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、《仪器仪表与分析监测》2016年第3期基于物联网的矿井提DesignofSupervisoryControl升机监控系统设计SysteminMineHoist廉文利(唐山学院，河北唐山063020)【摘要】分析了矿井提升机运行的安全性与可靠性，传统的矿井提升机电控系统具有速度控制性能差，能耗大等缺点，设计了基于物联网的矿井提升机监控系统。实现井上和井下之间信息的传递，有利于改善矿井提升机的控制性能，提高自动化水平。具有较大的经济效益和社会效益．[关键词】矿井提升机；监控系统；变频器[中图分类号】TP368【文献标识码】B引言矿

2、井提升机是一种在井下作业的大型机械设备，在井下的工作中起到了很重要的作用。但是由于运行环境恶劣，结构复杂，是一项风险较高的工作，对其可靠性和稳定性要求高。矿井提升系统一旦发生故障．轻则导致矿井生产陷于停滞，严重时造成人身伤亡事故。矿井提升机在工作过程中。时刻保持矿井内人员与井外人员的联系就显得非常重要。物联网是利用感知技术、网络技术、人工智能及自动化技术．并集成应用，建立在一起的人与物、物与物对话的智慧型网络。本文讨论在物联网条件下．建立起一套监控系统配合矿井提升机在矿下作业。1矿井提升机的工作原理矿井提升机一般包括提升容器、

3、机械部分、提升信号系统和装卸载设备，以及驱动电机、钢基金项目：唐山市科技局科技支撑计划项目(14110212a)一12一丝绳等设备。其中，提升容器包括箕斗和罐笼；提升机的电控设备包括高压配电系统、低压配电系统和提升机工艺控制系统等。矿井提升机一般是非连续的运行方式。运行时不断重复，包括启动、反向运动、停止等。为了保证提升机的正常运行。要求电控系统具有较大的调速范围和准确的位置控制。有可靠的保护功能。矿井提升机在运行时拖动电机的功率较大，耗电量也较大，要求尽量缩短运行的时间。2矿井提升机监控系统设计要求2．1要求拖动电动机在四个

4、象限内不断地起动和制动反映矿井提升机运行状态的速度图和力图是据其提升要求和有关的安全规程来确定的。且对其中运行的各种速度和各阶段的行程都有严格的要求。图1为矿井提升机系统常用速度的基本形式。基于物联网的矿井提升机监控系统设计廉文利I‘!，]ZF：f1罔一：F。厂F，图l速度丰口力的图不2．2要求较为平滑地调速且调速精度要高矿井提升机在运送煤和其他材料时．要能够达到预定的运行速度。在升降工作人员时，速度要非常平稳．否则就有可能对工作人员造成伤害；在运送一些特殊的物品，如炸药等时，也要注意保持一个平稳的速度，一般情况下不大于2m／

5、s；在进行检修和验绳操作时，速度要保持在O．3～1．Orals之间可调；提升机有时需低速运行。此时要求速度较低而且可调。不同的运行速度要求工人进行不同的操作。2．3加速和减速有一定的限制由于提升系统在丝绳和电机减速器之间存在间隙，需要对提升机在各种状态下的速度变化有所限制。加、减的速度如表l所示。表1提升机加减速的限制m／sa提升对象提物提人系统允许加、减速度加速度减速度加速度减速度立井1．20．7斜井O．52．4要求具有行程显示与行程控制功能矿井提升机系统采用尝试指示的方法来协助司机正确操作。为了保证提升机在运行过程中的行程

6、计算、速度保护和位置准确，提升系统需要安装井筒的接近开关和测速装置．以保证提升系统具有可靠的速度控制和计算的功能。实现准确地停车和稳定的加、减速等功能。3矿井提升机监控系统的设计3．1硬件结构矿井提升机监控系统由两部分组成。分为上位机和下位机。上位机包括计算机和通信接口，主要作用是利用组态王监控软件对控制系统进行检测和控制。通信接口实现双向的数据传输。由于上位机的功能主要是检测和控制．所以对于位置并无严格要求，可以放在调试室或者办公室。上位机可以与多个不同的检测接口连接，可以将矿井下作业的所有情况都显示在屏幕上。下位机是监控系

7、统的核心部分，比上位机更加重要，其组成包括变压器、主板机和显示器。下位机对硬件的要求较高，如耗电不能太大，井下输电有一定难度．只有耗电量较小才能使下位机长期保持工作的状态。矿井提升机物联网监控系统结构图如图2所示。亏垃笙王生l$-IJlM盘两片F交换机●I‘铃◇矿区监测中一0＼／、＼—／。图2矿井提升机物联网监控系统结构图上位机和下位机之间通过工业环形以太网进行数据传输。网络主要由传输线路和交换元素两部分组成。传输线路负责在机器之间传输数据，可以是铜线、光纤或无线网络。主要是利用电信公司的传输线路。交换元素又称交换机，是专用的

8、计算机，负责连接两条以上的传输线路。当数一13一划纠且●《仪器仪表与分析监测》2016年第3期据达到一条入境线路时．交换机就必须选择一条出境线路把数据转发出去。矿井提升机物联网监控系统结构中．交换机主要负责将井上与井下的数据进行交换，可以通过有线或无线网络实现计算机或无线移动