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煤业企业重锤式仓位计量仪的设计优化

来源: 大同煤矿集团企业挖金湾煤业企业 编辑:周保平, 郭文波 发布日期:2021-02-24

 摘 要:先容了重锤式料位计的技术优势及创新点,分析了其应用情况及产生的经济效益。煤业企业通过比较技术方案选用了重锤式料位计,使用过程中基本达到自动、准确、可靠地测量料位。重锤式料位计的使用对于减轻劳动强度、提高综合自动化水平具有重要的现实意义。

 
引言
煤仓仓位作为煤业企业生产的重要设备,在煤炭生产过程中发挥着重要的作用。由于煤的颗粒大小不同、形状各异、密度不均匀,且含有其他杂质,同时煤仓仓位是动态变化量,且生产环境复杂等客观原因,使得目前各种物位计在选煤厂的使用情况并不太理想,常常需人工进行测量,故基于生产实践的需求,企业改进研发了重锤式仓位计。
 
煤业企业原煤仓一直采用雷达式仓位计进行仓位计量,该设备采用微波技术来检测料位,采用集成电路,利用雷达原理、数字信号处理等技术进行工作。该设备在使用过程中,由于煤仓情况比较复杂恶劣,容易受到煤尘、水雾、堆煤角度等煤仓内各种实际条件的影响,在不同工况下测量数值不稳定,波动没有规律可循。在企业的实际使用中,还存在着与调度室没有建立直接的数据通信,不能实时显示仓位信息的情况,实际生产中主要通过皮带机司机、调度员利用对讲机沟通,由于工作环境嘈杂,信息不能及时传递,导致调度室不能掌握仓位实时数据,在数据的读取和反馈方面有延时,不能及时反映真实工况,极大地影响了调度工作效率、生产进度安排[1]。因此,企业基于 STC12C5A60S2 芯片设计了智能重锤式原煤仓位计及其配套无线监控仪,来解决上述问题。 1 技术优势及创新点重锤式仓位计(如图 1)的工作流程为料位探测过程由控制器发出的信号来控制,当传感器接到探测命令时,电机正转,经蜗轮、蜗杆减速后带动齿轮轴和绕线筒转动,使钢丝绳下放,带动重锤由仓顶下降,当重锤降至料面被测面托起而失重,钢丝绳松弛,灵敏杠杆动作使微动开关接触,控制器得到该信号即发出电机反转命令,重锤上升返回,直到碰顶开关电机停转,重锤回到仓顶原位置完成一次探测过程。此过程中控制器通过检测绕线筒的圈数计算出重锤从仓顶到料面的距离。该料位计较为适于煤炭的固态物位测量[2-4]。
重锤式仓位计结构图
1.1 技术优势
通过分析,对比传统雷达式仓位仪重锤式仓位计具有以下几方面优点:不受煤尘、水雾、堆煤角度等煤仓内恶劣条件影响,测量数值稳定,结果可信度高;调度室,能够实时显示仓位信息;使用国标配件,更换方便,维护费用低;所有电路采用模块化设计,扩展性能好,维修更换方便(如下页表 1 所示)。 
雷达式仓位仪与重锤式仓位计的优势比较
1.2 本套设备的创新点 
1.2.1 仓位计部分
本装置采用 STC12C5A60S2 主控,应用广泛的C 语言编程,机械控制灵活可靠;机械部件除绕绳滚筒外,全部使用通用国标配件,更换方便,维护费用低;所有电路采用模块化设计,扩展性能好,维修更换方便;采用直流蜗轮蜗杆电动机驱动,绕绳滚筒实现了机械闭锁,防止倒转;滚珠丝杠副作为辅助绕线器,防止钢丝绳重复缠绕影响测量精度;使用接近开关实现重锤位置检测,可靠性强;EE- SX671WR光电开关搭配 50 线不锈钢码盘作为距离传感器,理论精度高;利用特殊设计的锂基脂罐保证了机械部与煤尘隔离;机械部分与电子器件分仓安装,避免粉尘干扰,减少后期维护成本,大幅提高机械使用的可靠性[5]。 
 
1.2.2 无线监控部分
采用 SX1278 无线通讯模块,结构简单实用,传输距离远,信号稳定其意义在于:实现了双向信号通讯,可以定时更新仓位数据;实现对仓位计的远距离无线遥控,测得即时数据;自动计算满仓时间点,并在满仓前进行报警;根据煤位情况,智能计算测量间隔时间,接近空仓时,大幅延长测量间隔时间,延长了使用寿命。 
 
2 应用情况及经济效益
2.1 应用情况
本套设备采用机械式测量,抗干扰能力强,不受煤尘等影响,不受介质湿度、温度、电导率等的影响。采用单片机控制,无线模块传输,原理简单结构可靠。此套设备实际使用情况良好,测量数据可信度高,使用几个月来,未出现重大故障,日常维护保养简单,电控部分由于采用模块化设计,模块更换方便,出现的小故障便于维修。
 
使用过程中针对出现的问题进行了部分改进。改变锤头的形状,由原来的十字形锤头更换为柱状锤头,降低对锤头的冲击力;在仓位计下部下料方侧面加装挡板,减少煤炭对锤头的冲击,减少掉锤;使用钢丝绳与锤头连接,减少线缆卡滞现象;在锤头上部加装橡皮垫,既起到除尘作用,也减小了锤头上行到顶部时的冲击力,保障设备正常运行。安装此套设备后,保证了调度室掌握实时原煤仓仓位数据,从而能够准确地布置综采、机掘当班生产任务量,提高了生产效率。 
 
2.2 经济效益
截止目前,企业设计的重锤式原煤仓位计及其无线监控仪运行平稳,测量数据可靠。该套设备由我单位自主设计研发,除机箱结构件、绕绳滚筒为委托加工外,其余 43 部配件全部通过网络采购,自主拼装,共花费 8000 余元,对比进口雷达式仓位计,成本仅为其 1/10。使用 5 个月以来,除调试阶段外,未出现故障。该套测量系统结构合理,运行可靠,除为我矿节约 7 万余元设备采购费外,也节省了大笔维护、调试费用,保证了调度室掌握实时原煤仓仓位数据,从而能够准确的布置综采、机掘当班生产任务量,取得了较好的经济效益。 
 
3 结语
针对企业雷达式原煤仓仓位计测量数值漂移,测量结果可信度低等问题,发明的这套基于STC12C5A60S2 芯片的智能重锤式原煤仓仓位计及其无线监控仪,解决了实际运行中出现的干扰因素和问题,为调度室提供了准确可靠的实时原煤仓仓位数据,对相关测量设备的使用和改进有借鉴作用。

咨询热线

0517-86998326

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