主提升机超温故障预警监测装置的制作方法

本实用新型属于矿用主提升机技术领域，具体涉及一种主提升机超温故障预警监测装置。

背景技术：

目前矿井用提升机采用了以三菱PLC为核心的控制技术，双机拖动交流绕线式异步电动机，采用串电阻调速控制，控制电动机动力方向切换的是高压柜内的真空接触器，通过真空接触器的通断实现方向的改变。

提升机在运行过程中，由于真空接触器每班动作几百次，导致温度高，实际工作中经常出现真空管漏气的现象，造成高压两项短路故障，引起高开柜跳闸事故导致提升机停运，更换一块真空接触器需要的时间为1个小时。针对上述故障，目前缺少预知、预判故障的方法。在日常维护中，维修工只能通过传统的用手摸、用眼睛观察及用耳朵听的方法或通过设备的手动试验状态来判断真空管的吸合状态及其他部件例如，轴承温度和轴瓦温度，的运行状态。

另外，电动机轴瓦温度高会导致电动机定子与转子间隙过小，造成电动机扫膛的事故。以及盘形闸间隙过小会造成盘形闸温度高打不开闸的问题，例如，盘形闸温度超过60摄氏度以上，将会造成盘形闸制动安全系数达不到制动要求。若提升机盘形闸长期高温，闸盘容易变形，存在安全隐患。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷以及不足之处，本实用新型提出了一种主提升机超温故障预警监测装置，通过故障预警监测装置对主题升机进行温度监测，及时发现真空管及其他部件运行异常情况，解决了主提升机电控系统高压真空接触器由于温度过高不能及时发现导致真空管漏气、电动机轴瓦温度高以及盘形闸间隙过小造成盘形闸温度高打不开闸的问题；其能够做到对设备运行状态进行早期预防和诊断，将故障消灭在萌芽状态，保证了提升机的工作安全性，减少了设备的中断影响时间，提高企业的经济效益。

本实用新型的技术方案如下：

一种主提升机超温故障预警监测装置，其包括电源、信号传输线缆、PLC、红外传感器、热电阻、模数转换器、报警装置、指示灯、空气开关以及触摸屏；所述电源设置在控制箱内，所述控制箱设置有能够开启的后盖，所述后盖的上部与所述控制箱的上部采用枢轴连接，所述后盖下部设置有拉环，所述拉环固定在所述后盖的外部；所述PLC采用直流电源供电；所述控制箱的前端面为斜面，所述前端面上设置有触摸屏固定孔，用于显示报警信息的所述触摸屏与PLC进行通讯，所述前端面还设置有与工作电源连接的用于指示电源工作的电源指示按钮、与备用电源连接的备用电源按钮、与报警装置相连的超温报警按钮以及故障复位按钮；高压换向柜的真空接触器具有陶瓷外壳，所述陶瓷外壳上设置有红外传感器；所述热电阻分别设置在主轴装置两侧的轴承及电动机两侧的轴瓦上，实时监测轴承及轴瓦运行温度；红外传感器还设置在提升机盘形闸制动器上，从而实时监视提升机盘形闸的松闸运行状态。

可优选的是，所述触摸屏为昆仑通态触摸屏。

可优选的是，所述热电阻为PT100热电阻，所述热电阻与标准温度计量装置相连通，所述标准温度计量装置与PT100热电阻测得的温度进行了对比，得到监测温度与实际测量温度的差值。

可优选的是，所述信号传输线缆为屏蔽通信电缆。

可优选的是，所述电源为D C 24V电源，其能够由单独外加的电源提供。

可优选的是，所述红外传感器设置在真空接触器的三相真空管的支架上。

可优选的是，所述高压换向柜内设置的红外传感器的数量为四个，其配置用于监视正向真空接触器和反向真空接触器。

可优选的是，所述报警装置PLC输出口与连接蜂鸣器。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型中的主提升机超温故障预警监测装置，解决了主提升机电控系统高压真空接触器由于温度过高不能及时发现导致真空管漏气、电动机轴瓦温度高以及盘形闸间隙过小造成盘形闸温度高打不开闸的问题。

通过温度在线监测装置的使用，设备出现故障前可以提前发现，做到了及时更换原件。减少了中断影响时间，使用效果良好。

通过对主提升机超温故障预警监测装置，实现提升机电控系统和电动机轴瓦的运行情况在线实时监测和历史故障查询，温度超过设定值产生报警提示，对设备故障能够早期预防和控制，把设备故障消灭在萌芽状态，保证了提升机的安全稳定运行。

所述主提升机超温故障预警监测装置，其既包括了监视电控部分又包括监视机械部分，真正做到了机电设备不分家，其解决了改造前提升机司机每个班需要离开座位去巡回检查设备运转温度的问题；根据本实用新型的装置，提升机司机不用离开座位就能够掌握被监测设备的运转温度。

与其他同类产品相比较，价格低廉、维护方便、结构简单、安全可靠、适用推广于国有煤矿和私营工厂对设备进行实时监测，同时能够供其他领域借鉴使用。

附图说明

图1是根据本实用新型的主提升机超温故障预警监测装置中控制箱的结构示意图。

图2是根据本实用新型的主提升机超温故障预警监测装置中控制柜PLC模块的接线图。

图3是根据本实用新型的主提升机超温故障预警监测装置中供电系统图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细描述。

本实施例中所采用的提升机基于PLC进行控制，电动机额定功率630KW，双机拖动交流绕线式异步电动机，电动机级数10极，额定电压6KV，采用串电阻调速控制，控制电动机动力方向切换的是高压柜内的真空接触器通断实现方向的改变，并且其所监视的设备超温报警后，提升机还能够继续运行，起到只预警不断电的作用。

如图1至图3所示的主提升机超温故障预警监测装置，其包括电源、信号传输线缆、PLC、红外传感器、热电阻、模数转换器、报警装置、指示灯以及触摸屏，当监测设备上温度超限时，PLC输出启动报警装置。电源设置在控制箱100 内，控制箱100设置具有能够开启的后盖，后盖的上部与控制箱100的上部采用枢轴连接，控制箱100的后盖下部设置有拉环，拉环固定在所述后盖的外部，后盖能够向上开启，如图1所示。

优选地，报警装置为声光报警装置；PLC采用西门子200PLC。

电源包括工作电源和备用电源。

PLC采用直流电源11进行供电。

控制箱100的前端面为斜面，前端面上设置有触摸屏固定孔1，其配置用于容纳触摸屏2。触摸屏2与PLC通过485接口进行通讯，用于显示报警信息。控制箱100的前端面设置有电源指示按灯3，备用电源指示灯4，超温报警指示灯 5以及故障复位按钮6，如图1中所示。

优选地，触摸屏2为昆仑通态触摸屏。

优选地，热电阻为PT100热电阻。为了保证安设的PT100热电阻显示准确，采用标准温度计与PT100热电阻测得的温度进行了对比试验，得到监测温度与实际测量温度相差0.35摄氏度。

优选地，为了防止提升机投入低频干扰，信号传输电缆为屏蔽通信电缆，以减少对信号的干扰性。进一步，在电缆桥上辐射屏蔽专用信号电缆，装设在高压柜内的红外传感器不接地，并采用绝缘板与柜体隔离。

控制电源为DC24V，其能够由单独外加的电源模块提供。

优选地，控制电源为交流220伏变直流D 24伏，其能够由单独外加的电源提供。优选地，PLC主机箱和触摸屏布置在提升机操作室，通过触摸屏参数设置模块能够设置所监测设备的上限报警温度和下限报警温度，将设备温度超过所预先设定的上限报警温度和下限报警温度后，主提升机超温故障预警监测装置进行报警操作。借助触摸屏组态装置，主提升机超温故障预警监测装置进行自动记录实时数据和历史故障曲线查询，有故障显示时字体由黑色变为红色，方便区分和以便使绞车司机能够随时监测到提升机整个运行系统的状态和以便日常维护。

红外传感器配置用于监视机械设备的温度变化，及时了解设备的运行状态。对电控系统电气元器件进行温度监视，其目的在于通过温度变化了解设备的健康情况。

高压换向柜的真空接触器具有陶瓷外壳，其上设置有红外传感器。

优选地，高压换向柜为6kv。

优选地，红外传感器设置在真空接触器的三相真空管的支架上，通过红外线温度传感器监视高压换向柜真空管表面温度的变化，从而判断真空管的工作状态。

优选地，高压换向柜内设置的红外传感器的数量为四个。

优选地，安装红外传感器时需要确定其安装位置符合高压爬电距离，为了保证红外传感器安装位置准确无误，通过红外线手电筒进行打光，保证红外传感器精确照射在真空管上。

本实用新型中的主提升机超温故障预警监测装置采用PT100热电阻来监视两台电动机轴瓦温度，PT100热电阻分别设置在主轴装置两侧的轴承及电动机两侧的轴瓦上，实时监测轴承及轴瓦运行温度。

本实用新型中的主提升机超温故障预警监测装置在提升机盘形闸制动器上设置红外传感器来监视提升机盘形闸，实时监测盘形闸的松闸运行状态。

根据本实用新型的实施例，主提升机超温故障预警监测装置的硬件选用了西门子S7-200PLC。

S7-200PLC扩展模块EMAE08可接4-20ma信号，其用于接红外传感器；EMAR04 可接PT100热电阻信号。

触摸屏2与24伏电源连接，电源设置有电源指示灯。电源和电源指示灯与传感器、触摸屏并联，如图3所示。

本实用新型中的主提升机超温故障预警监测装置，其包括电机轴承温度监测部分和盘形闸监测部分和高压柜真空管温度监测部分。

电机轴承温度监测部分包括一号电动机前轴瓦温度显示模块、一号电动机后轴瓦温度显示模块、二号电动机前轴瓦温度显示模块和二号电动机后轴瓦温度显示模块。

根据本实用新型的实施例，高压柜真空管温度监测部分包括换向柜正向A 相温度显示模块、换向柜正向C相温度显示模块换向柜反向A相温度显示模块、换向柜反向C相温度显示模块以及提升机盘形闸温度显示模块。进一步，主提升机超温故障预警监测装置，其还包括日期和当前时间显示模块，其配置用于实时记录当前的日期和时间。

电机轴承温度监测部分和高压柜真空管温度监测部分以及盘形闸温度监测部分通过PLC能够进行历史报警查询和参数设置。

历史报警装置用于记录当前时间之前的超限报警信息，历史报警装置中设置返回按钮，返回至主提升机超温故障预警监测装置的主界面。

参数设置时需要进行登录操作，以便相关责任人员输入ID和密码，根据级别权限进行参数设置。

参数设置模块包括电机轴承温度报警设定模块，电机轴承温度报警设定模块中通过一号电机前轴瓦高温设定模块能够对一号电机前轴瓦最高温度进行设定；一号电机后轴瓦高温设定模块对一号电机后轴瓦最高温度进行设定；二号电机前轴瓦高温设定模块对二号电机前轴瓦最高温度进行设定；二号电机后轴瓦高温设定模块对二号电机后轴瓦最高温度进行设定。

当上述各设定值为空值或0,取消报警。

参数设置模块包括高压柜真空管温度报警设定模块，其中换向柜正向A相高温设定模块对换向柜正向A相最高温度进行设定；换向柜正向C相高温设定模块对换向柜正向C相最高温度进行设定；换向柜反向A相高温设定模块对换向柜反向A相最高温度进行设定；换向柜反向C相高温设定模块对换向柜反向C相最高温度进行设定；提升机盘形闸高温设定模块对提升机盘形闸的最高温度进行设定。

参数设置完毕后，返回根据本实用新型的主提升机超温故障预警监测装置的主界面。

启动温度监测按钮，当某一工作温度，超过设定的阈值时，主井提升机温度在线监控系统进行报警。进一步，主提升机超温故障预警监测装置的报警装置连接声光报警器10，例如，蜂鸣器或者设置自动停机。当主提升机超温故障预警监测装置的报警装置进行声和/或光报警。

历史报警装置中设置如下字段，例如，负责人，报警时间，对象名称，报警时间，包括报警产生时间和报警结束时间，以及各个报警时间的当前值，开或关，界限值，开或关。以及具体的报警描述。

优选地，根据本实用新型的主提升机超温故障预警监测装置在报警时，将报警值的参数由黑色字体变成红色字体，便于维护人员进行观察，做到对设备的早期预防和诊断。

进一步地，触摸屏字体的编辑，触摸屏内部的组态，触摸屏下载程序时的版本的选择分辨率显示不全屏。

如图2所示，L1N为PLC外接220伏交流电源；Q0.0.为PLC输出接声光报警器10，L正与M负为PLC外供24伏直流电源11给模块电源供电。

如图3所示，N L为交流220伏外供电源，QF1为10安断路器开关12； DR-60-24为220伏变24伏电源模块13；触摸屏电源2为触摸屏提供能量；SR30 代表西门子200PLC，其附图标记为17；AE08代表模拟量模块14可接4-20ma信号，用于接红外传感器；AR04代表模拟量模块15可接PT100热电阻信号。右侧的代表三口插座16。

根据本实用新型的主提升机超温故障预警监测装置，通过密码进行登录，其具有参数设置、超温报警、历史故障查询以及故障复位的功能。执行报警动作时数字变成蓝色便于区分。同时声光报警提示设备超温。故障消失后字体变为黑色。便于维护人员观察。其能够查询历史故障，设备超温报警能够及时地显示时间，出现故障显示红色字体，正常后显示黑色字体，同时具有出现故障具有记忆功能。

以下为对监视的设备报警参数整定值。

1.电动机轴瓦温度设定值规定：根据煤矿安全规程电动机滑动轴瓦温度不能超过75摄氏度。轴瓦实际整定70摄氏度报警。

2.监视高压真空接触器真空管温度设定值不能超过55摄氏度报警。整定值是根据现场长期观察得出结论。

3.提升机盘形闸温度报警设定值是根据咨询提升机设备厂家技术人员和通过现场实际测量和通过对红外传感器现场根据温度系数变化总结出的结论。设定为60摄氏度报警。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。