皮带检测仪技术方案.docx
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皮带检测仪技术方案
目录
一．概述……………………………………………………………1
二．技术指标………………………………………………………1
三．设计原理………………………………………………………2
四．探伤仪组成及功能……………………………………………3
五．探伤仪特点……………………………………………………4
六．探伤仪安装……………………………………………………4
七．电气线路架设…………………………………………………5
八．探伤仪软件及设备的调试……………………………………5
九．今后多皮带检测实现…………………………………………7
一十．技术服务与培训………………………………………………8
一、概论
1.1设计的目的和意义
一座现代化的大型矿井，年生产能力几百万吨。
井下运输主要以胶带运输为主，钢绳芯输送带又占到很大比例，它在运行过程中，胶带接头受力过大而抽动，或胶带钢丝绳因受外力的冲击而被砸断，或者因胶皮破损受水的锈蚀造成断绳或锈蚀。
这些问题的出现会给胶带的安全运行带来极大的隐患，甚至造成重大的伤亡事故。
由于井下环境的特殊性，我们设计出了电磁感应式、非接触式强力皮带纲绳芯在线检测仪。
l、采用现代高新技术,实现胶带的实时在线检测,减少停机时间,增加生产能力。
2、采用现代检测手段,把工人从繁重、不利于身体健康的工作环境中解放出来，实现胶带接头和断头的全自动检测。
3、实现早期诊断、预测，避免重大事故的发生。
4、实现故障报警和数据的贮存。
5、实现数据共享，通过局域网可以在任何一台计算机上查看皮带情况。
1.2设计的主要内容及创新点
1.2.1主要内容
①本安型磁感传感器的研制；
②本安电源的设计；
③下位机数据采集模块的软硬件设计；
④数据通讯模块的研制；
⑤上位机数据处理及控制单元的软硬件设计。
1.2.2创新点
①研制出了独有的本安型自感式高灵敏度传感器；
②有效地解决了快速并行数据采集和串行数据传输相衔接的问题；
③实现了数据的等空间采集技术，具有数据避错、容错以及自动校零功能；
④独有的算法，智能地判断接头脱胶及抽动的变化趋势曲线；
⑤独有的模糊还原算法，智能地反映胶带接头局部对绳、搭接绳的变化情况；
⑥独立模块化设计，根据煤矿井下不同的网络，选择电话线、光纤或以太网进行数据远距离传输。
二、本探伤仪的技术指标
●胶带硫化接头等级：
一级至四级
●胶带宽度：
800～2000mm
●胶带运行速度：
0.5～6m/s
●计算机工作温度：
0～35℃
●传感器工作环境温度：
-5～40℃
●工作环境相对湿度：
95±3%（25℃时）
●海拔高度：
-1000m～3000m
●本检测仪应安装在无严重淋水和滴水的位置
●电源电压：
AC127V，50Hz
●最大功率：
300W
●传感器箱与电源控制箱距离：
≤100m
●检测接头和断绳准确率90%以上，断绳位置误差：
纵向距离误差±0.3m，横向距离误差±50mm
三、设计原理
该探伤仪主要是基于电磁感应原理，利用钢丝绳芯输送带已有的静态磁场以及输送带接头脱胶、抽动和钢丝绳锈绳、断绳时引起的钢丝绳磁场变化的特性，通过我公司研制的独有的“自感式高灵敏度磁感传感器”该传感器结合了强磁和弱磁（剩磁）优点，属于复合型传感器，传感器将磁场变化量转变成数字信号，该数字信号经中央处理计算机进行处理后，一路信号传至显示窗口显示；另一路数字信号通过通讯发送器传至地面计算机内，由专用软件处理后最终得到钢丝绳芯输送带接头、锈绳、断绳的实际变化情况及接头变化曲线趋势图。
如下图为探伤仪工作原理图：
四、探伤仪组成及功能
系统组成的结构框图如下图所示：
该探伤仪共有以下几部分组成:
计算机监测部分：
实现对输入的信号的采集、分析、处理、输出，并得出结果。
矿用隔爆兼本安电源控制箱：
完成传感器信号的采集；数据编码传输以及提供本安电源；
传感器部分：
完成钢丝绳芯输送带接头和断头信号的拾取。
调节箱：
完成对探测传感器工作状态的调节及显示；
测距传感器：
完成对输送带长度的测量，对判断出锈绳、断绳的位置准确定位。
功能:
1、完成对钢丝绳芯输送带接头脱胶、抽动、接头内锈蚀、接头内断绳的无损在线检测及数据后处理，并能用图形反映出胶带接头局部对口、搭接口的变化情况，智能的绘出接头脱胶及抽动变化趋势曲线，清晰的反映出输送带接头的变化状况。
2、完成对钢丝绳芯输送带中钢丝绳的锈蚀、断绳的无损在线检测及数据后处理，智能判断出锈绳、断绳的情况并准确定位，准确率达100%。
3、实现计算机实时显示接头、锈绳、断绳的运行状况并贮存数据。
4、实现对接头、断绳、锈绳的异常报警。
5、实现数据共享，通过局域网可以在任何计算机上查看皮带状况。
6、通过电话线或光纤实现数据的远距离通信。
7、实现接头、绣绳、断绳数据的日、月、历史数据报表及图形的打印，数据保存时间长达8年。
8、产品操作简单，使用方便，对人体无任何损害，完全可以替代X光机检测装置，大大降低工人的劳动强度，缩短检测时间。
9、探头与皮带之间距离由原来的35mm提高到50-70mm，防止异物卡在探头与皮带之间对探头及皮带造成损伤。
五、探伤仪的特点
该探伤仪实现了对胶带无损伤，在线式实时监测，Windows界面，操作简单，使用方便。
对人体无任何损害。
它可以完全取代现用Ｘ光机检测装置。
可大大降低工人的劳动强度，改善其劳动工作条件，缩短检测时间，节省能源，明显提高了经济效益。
六、探伤仪的安装
传感器的安装：
传感器位置的选定：
传感器的安装位置要尽量远离强磁场，不易受砸的场合，另外还要考虑安装维护方便和信号传输距离。
注意:
本传感器信号传输最大距离为：
100米。
传感器的安装：
选好位置后，4个传感器箱应安放于下输送带的上部，为确保信号平稳，应使传感器覆盖下的输送带变为平带。
4个传感器箱到输送带的垂直距离及A、B、C三箱之间的距离跟据现场的情况再确定。
具体安装如下图所示：
说明：
具体安装尺寸须根据现场条件，安装调试后确定。
测距传感器安装
测距传感器安装时，要选择输送带抖动很小、最好输送带下面有平托棍的地方，使磨擦轮压紧输送带。
调节箱的安装
选择距离传感器箱较近、抖动很小的大架上，最好安装到墙上。
矿用隔爆兼本安电源控制箱的安装
电源控制箱应安装于距传感器较近无震动的地方，要求易于观察，易于接线。
说明：
如果地面安装，电源控制箱可以选用非防爆电源箱。
电源控制器的安装
电源控制器和计算机系统放置在一起，它的电源由UPS电源提供。
探伤仪电缆线的接线
所有电缆线在与各装置连接时，必须使得电缆线上的标志与各装置上的标志相一致。
以上设备安装，需矿方组织相关的人员安装，由我方技术人员负责现场指导。
计算机系统的安装
首先把主机、显示器、打印机和计算机主机箱后的数据采集接口（即九针插口）连接起来，各连接线应与各自插口相对应，不能插错（计算机后插口处有说明）。
连接时注意它们的电源都应由UPS电源提供。
UPS电源输入电压为交流220V。
然后试机，即按下计算机电源（Power钮）及打印机电源，启动计算机，看它是否能正常启动及打印机自检是否正常，开机顺序：
打开UPS电源开计算机开打印机；如无故障可继续安装下去，如有故障，排除后，再继续安装。
当计算机安装调试通过后，方可把所有传输电缆相连接。
电缆连接时应按照插座的标志和指示相连，绝对不允许接错。
所有部件都应按安装说明来安装，安装完毕后，应仔细检查、校对是否有安装错误，确认无误后方可上电进行系统的下一步调试。
七、电气线路架设
主要是指连接各传感器和电源控制箱的电缆线，所用电缆为0.3mm2×16芯的矿用阻燃屏蔽电缆线，距离不大于100米；电源控制箱与计算机之间的通讯线，根据距离远近，可选用电话线或光纤，若用电话线最大距离不大于8000千米，建议，距离大于4000千米最好选用光纤传输。
由于距离较远，布线较为困难，中间需要穿线管与走电缆桥架。
具体布线需我矿派人负责安装、敷线。
八、探伤仪软件及设备的调试
软件处理的运行环境是在windowsXP下，数据库支持软件是SQLServer，该软件已预装到计算机中，设备安装完成，检查无误后，就可以调试设备。
具体界面如下：
主参数设置界面区分接断头界面
8.1系统设置
这里的所有设置必须由厂家的工作人员来修改，用户不能直接修改，第一次使用必须先进行系统设置（这里包含系统正确运行的参数）。
一．主参数设置
1． 名称：
在报表打印时所要打印的报表名称。
2． 传感器数：
所安装的传感器箱中的传感器总数。
3． 钢丝绳数：
输送带中的钢丝绳数量。
4． 最后一个头距初位的距离：
皮带的总长度。
5．毛刺信号：
这样的信号将在数据分析过程中忽略不计。
6.文件位数：
保存的数据是五位还是四位。
7.设备是井下用的还是井上用的。
二．接头查询显示
显示台阶图形选择：
选中的台阶将在[接头查询]中显示，没选中的将不显示。
显示台阶数据设置：
把搭接头和台阶对应起来，把对接头和台阶对应起来。
接头查询显示界面断头查询显示界面
8.2接头查询：
基础数据：
可以在列表中选择要显示的基础数据项目。
实时采集数据：
可以在列表中选择要显示的实时数据项目。
接头：
可以在列表中选择要显示的接头号。
接头信号可以通过[上个传感器]和[下个传感器]来浏览。
接头搭接图形显示：
显示输送带接头的搭接图形，经过查看距初位的距离、信号大小与基础数据进行对比后来判断输送带接头的状况。
断头查询界面接头查询界面
8.3接头曲线图：
基础数据：
在列表中选择要作为实时数据项目参考的基础数据项目。
实时采集数据：
在列表中选择要在图中显示的实时数据项目。
接头：
在列表中选择要在图中显示的接头。
8.4疑问数据：
疑问数据项目列表：
此列表显示系统所有疑问数据项目，选择要显示的疑问数据项目，右边则显示所选中的疑问数据项目的数据。
打印疑问数据的检测报告：
在疑问数据项目列表中选择要打印的疑问数据项目，点击[打印疑问数据的检测报告]，即可打印。
删除选择的疑问数据项目：
在疑问数据项目列表中选择要删除的疑问数据项目，点击[删除选择的疑问数据项目]，即可删除。
疑问数据查询界面接头曲线图
九、多皮带检测实现
为了便于实现多皮带集中检测，我们采用无源分路器连接集中控制器（下位机）及地面的主控制器，在下行方向，主控制器发送的控制信号经单纤双向光模块后，变为某一波长（一般为1550nm）的下行光信号经光纤传输到井下，通过无源光分路器广播发送到各下位机，无源光分路器可以采用如上图所示的集中分路方案，光分路器的分光比可以根据具体的链路距离计算。
在上行方向，下位机发出的另一波长光信号通过光分路器发送到主控制器。
由于有多个下位机共享一个波长，所以下位机应分时发送光信号，哪个下位机发送信号由主控器决定，保证了不会有冲突发生。
为简化下位机的设计，减少在井下的处理工作，采用了将采集数据复接后全部上传，在主控制器进行处理的方案，其中，复接分接器和串并变换器将光模块来的数据变为并行，或将并行的输入数据变为高速串行信号输入光模块。
微控制器与主控制器通过UART通信。
微控制器主要作用是接收主控制器的命令，可以关断下位机或开启光模块，微控制器由工业级单片机即可实现，可以保证工作于井下的复杂环境。
十、技术服务与培训
1技术资料
1.1提供完整图纸（包括系统图、原理图、接线图等）及提供相应的监控软件安装、运行、维护、检修使用操作说明书。
1.2提出预设方案，待需方确认后实施。
1.3提供设备检验、出厂、使用的相关资料。
2安装调试
2.1派出有关技术人员全权处理现场出现的一切技术问题，包括货物现场验收，按安装调试大纲向需方安装人员技术交底及对安装过程进行质量把关，并对产品质量和安装质量负责。
2.2有关的技术人员负责设备的系统调试，直至正常运行，并经需方验收合格，有关技术人员在试运行结束并征得需方同意后，方可撤离。
3培训
3.1现场培训：
在安装调试过程中，分阶段培训，安装调试完成，进行系统培训，需方为供方培训人员提供设备、场地等，并提供食宿方便。
培训内容及计划见下表。
序号
培训内容
计划人数
培训教师
地点
备注
1
设计思想、总体方案
2～3
1
现场
2
原理介绍
1
3
编程、操作
1
4
故障判断及处理
1
4售后服务
在质保期内，免费更换损坏的部件。
质保期外，优惠提供备品备件，对一般问题12小时内给予答复，重大问题48小时内到现场。
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