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罐笼自动罐帘门、阻车器及无线语音视频监控等 罐笼智能化改造实施应用方案

发布时间:2021/8/14 11:36:10      点击次数:197

概述

矿井副井提升系统是煤矿安全生产的“咽喉”。矿井人员、材料、设备、等提升任务均由罐笼来完成。罐笼高质量高效率的安全稳定运行直接关系到人员和设备的安全及提升效率。

以下分别介绍自动罐帘门、自动阻车器、无线视频监控及语音通讯、5G无线通讯系统,供相关方根据自身情况选用。


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第一部分、自动罐帘门

一、概述

目前,国内绝大部分矿井的副井罐笼既升降人员又升降物料,罐笼多使用上下滑动栏杆式罐帘门或转轴式内开折页门。主要由井口把钩工或乘罐人员进行人工操作,工人劳动强度大且来回靠近井口作业安全程度低。且不利于整个操车系统的自动化运行。

针对以上问题,近年来各厂家或矿方研发应用各种自动罐帘门,期驱动方式有电动式,液压式,气动式,弹簧蓄能式等等。

其中电动式自动升降罐帘门在用比例较大,为主流产品,以下对各种形式的电动自动罐帘门作优劣分析。

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二、技术方案

本公司推荐选用钢丝绳缠绕式不锈钢栏杆式安全门。


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三、结构及原理

自动罐帘门主要由两部分组成:驱动装置和执行装置。其中,驱动装置主要由电机、减速机、联轴器、轴承座、滚筒、到位开关等组成:执行装置主要由不锈钢横梁、连接板、提升钢丝绳、导轨等组成。

本装置是以西门子S7-1200 PLC为控制核心,通过控制电机的正反转带动钢丝绳缠绕在滚筒上,从而实现罐帘门的自动升降。

 技术特征及主要技术性能

1.主要技术参数

门挡高度:>1200mm

挡杆间距:<200mm

挡杆距罐笼底部距离:<250mm

开启高度:在现有罐笼高度情况下,尽可能提高。

遥控距离:< 20米

打开关闭时间:< 10S

2.技术特征

2.1罐帘门整体设计美观,门挡全部采用无缝不锈钢方管制作,运行噪声小;

2.2驱动电机采用防水防爆电机,防护等级达到IP65以上,适应井筒淋水环境;

2.3在罐帘门发生故障或下大件时,罐帘门横杆可快速拆卸,横杆拆除后不影响罐笼大型设备装卸。

2.4具有罐帘门开到位和关到位的限位保护,罐帘门动作到位后自动停止电机运转。另罐帘门与推车机安全闭锁,在罐帘门未全部打开时,推车机不能动作,防止摇台或矿车碰撞罐帘门。

3.配套主要部件技术参数

3.1手持遥控器

3.1.1主体需采用增强型塑料,要求结构坚固,体积小。

3.1.2需采用高性能低功耗单片计算机技术与稳定可靠的 FSK 遥控编码技术相结合,以达到控制系统的兼容性稳定、可靠的目的。

3.1.3采用干电电池组供电,超低功耗设计技术,长时闲置手动关机功能。

3.2.电瓶组及充电功能技术要求

3.2.1采用矿用锂离子蓄电池电源,电压24V,电池容量100AH具备充放电保护功能,电量显示功能,使用寿命不得低于1年。

3.2.2本电源备用同容量电池组一组,用于电池箱电量即将耗尽时更换备用电池,不影响自动罐帘门的正常使用。

3.2.3本电池箱备用充电接口,后续可采用无线充电或滚轮罐耳发电充电。

3.3 PLC控制箱

3.3.1本控制箱对罐帘门运行进行集中控制,实现遥控、顺序动作,开关到位、与操车设备通信闭锁功能。

3.3.1本控制箱可预留接口,以备以后罐笼内增加灯光、照明、视频监控、无线语音通讯、载荷监控等功能

3.4充电装置

目前,对于提升容器的充电装置有以下两种方式:一是无线充电,二是用滚轮罐耳发电充电。

对于第一种无线充电,经过实际现场应用,已较为成熟,充电效果较好,利用罐笼休止时间基本上可以满足用电量的需求。

对于第二种滚轮罐耳自发电方式,目前我公司已在研发试制中,预期效果较好,近期完成产品试验。

第二部分、自动阻车器

一、概述

罐内阻车器有多种方式。按操作方式分有手动、外力开闭式;按阻挡方式分有阻轮式、阻轴式。

以上各方式均不能由罐外操车设备联锁,不能实现整个操车设备的自动化,大多需要人工干预,操车何止时间长且存在一定的安全隐患。

在解决罐内电源问题后,阻车器完全可以要所各矿使用要求实现自动阻车,自动打开并与安全门、摇台、阻车器、推车机等设备通过PLC控制台联锁运行,也可单独遥控。

二、技术方案

1.组成

自动阻车器由阻爪、缓冲机构、电动开闭机构、位置传感器、控制系统等组成。形式如下阻车器完全可以要所各矿使用要求实现自动阻车,自动打开并与安全门、摇台、阻车器、推车机等设备通过PLC控制台联锁运行。

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三、主要技术性能

1.主要技术参数

1.1阻车方式:阻轮式

1.2两阻爪间距:以矿方轮距实测确定

1.3开闭方式:电动

1.4遥控距离:< 20米

1.5控制方式:联动或单独遥控。

2.技术特征

2.1阻爪设计合理,具备足够的强度,开启阻力小;

2.2根据矿方使用矿车及载重情况设计缓冲器;

2.3驱动电机采用防水电机,防护等级达到IP65以上,适应井筒淋水环境;

2.4在电动执行机构发生故障时,可手动打开。

2.5设有高精度位置传感器,可实时监测阻爪的运行状态,根据操车流程需要进行打开关闭,且具有防窜车功能。

2.6两阻爪间位置可根据工况进行调整。

3.配套主要部件技术参数(同自动罐帘门,与其共用PLC控制箱、电源)

第三部分、无线视频监控及语音通讯

一、网络视频监控

通过视频传输功能可实现罐笼与车房的图像采集及动态查看,提高设备运行的安全可靠性。


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二、罐内照明

防水棚顶部安装两个防爆型LED照明吸顶灯,确保罐笼内有足够的照明。罐笼内照明控制方式为遥控器控制,以满足乘人时照明需要。

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三、无线语音系统

在信号房或车房内可以信息公告、播放音乐,可实现快速一键对讲等。

 

第四部分、矿用隔爆型锂离子电池箱电源及无线充电

一、电池箱

1、该系统由电池组、显示器、防爆箱组成。

2、显示器首页能显示电池电量(电压),当前用电流等参数;

3、充电电缆5米(即充电机到电池连接电缆,含两头插头);

4、可根据需要选择电池容量60AH或100AH,并可提供可更换备用电池。


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一、无线充电装置

PWS-1K2-DC-48(24)(PBZ)型充电器是一款采用谐振式电磁感应原理,可以实现为48V或24V直流电器设备非接触式充供电的装置,电器设备可以使用锂电池、铅酸电池和容性负载等。

该充电器输入使用 220VAC±20%、50/60Hz 电源,输出功率{**}高可达1100W,输出电压为0-55VDC。

发射机箱使用LED指示灯进行状态指示,可以清晰直观的显示当前充电器运行状态。

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1.发射机箱 4.发射线圈 7.接收线圈 8.接收机

第五部分、实时无线发射及接收

以上自动罐帘门、阻车器各传感器将信号接入PLC控制箱,经过SIEMENS的S7-1200可编程序控制器(PLC)进行数据处理后,通过5GHz(为5G系统)天线发射装置将信号实时定向传送到地面,由设置在地面上5GHz无线接收装置接收井下传输的无线电信号。

天线采用点对点和点对多点传输方式,井筒不加任何东西,同时天线适应0-1500米的井筒,与地面组态软件对接,传输稳定不卡顿,同时可以发布在矿内局域网上,传输到任何所需部位。

该5G无线传输系统,不仅可传输监测控制信号,还可传输语音、视频,预留后续加装罐内语音通讯及视频监控接口及提升机载荷监测接口。


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