在線式鋼絲繩檢測儀解決技術(shù)方案：3.1系統(tǒng)概述

目前，國內(nèi)煤礦為了確保生產(chǎn)安全均采用了監(jiān)控系統(tǒng)，隨著現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)不能順應(yīng)先進的數(shù)字通信趨勢，必將逐步被淘汰，均將計算機直接控制系統(tǒng)，同時采用單元分子合成方式。

監(jiān)控系統(tǒng)采用雙重監(jiān)控方式：永磁監(jiān)測與視頻監(jiān)控兩大功能?？赏瑫r將兩種不同方式的監(jiān)控信息及時上傳到監(jiān)控主機，以確保設(shè)備的正常運行，真正實現(xiàn)了防患于未然的效果。

永磁監(jiān)測系統(tǒng)主要是集磁化與檢測一體式的設(shè)計的傳感部件，當(dāng)鋼絲繩快速通過傳感探頭時，傳感探頭中的長久磁鋼深度磁化鋼絲繩，并達到飽和狀況。鋼絲繩內(nèi)外部的局部損傷等缺陷同步產(chǎn)生向外擴散的漏磁場，向空間擴散的信號經(jīng)集聚并被磁敏元件接收；同時金屬截面積變化同樣產(chǎn)生磁通量的變化，傳感部件中的磁橋回路的裝置及時地測量到磁通量變化的信號，兩路信號同步通過自主研發(fā)的多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，將轉(zhuǎn)換后的壓縮數(shù)字信號通過以太網(wǎng)方式上傳網(wǎng)絡(luò)交換機再傳到監(jiān)控主機，實施鋼絲繩在線監(jiān)控，同時由自主研發(fā)的監(jiān)控程序?qū)D(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)進行實時地、連續(xù)地、動態(tài)地顯示與觀察數(shù)據(jù)信號及其變化，并對數(shù)據(jù)實時處理分析，對缺陷超出限值及時發(fā)出預(yù)警信號。

監(jiān)控系統(tǒng)增加了可選擇的現(xiàn)場視頻監(jiān)測。在永磁監(jiān)測現(xiàn)場增加紅外線攝像探頭，可及時將監(jiān)測現(xiàn)場各種信息，并將現(xiàn)場信息以視頻圖像的形式傳送機房監(jiān)控主機，并由專用的軟件顯示，并可以存儲起來，可靠地隨時掌握現(xiàn)場的信息，更好了保證監(jiān)測的效果。

3.2在線鋼絲繩檢測儀技術(shù)標準

2009版《煤礦安全規(guī)程》

MT/T 970－2005《鋼絲繩（纜）在線無損定檢測方和判定規(guī)則》

GB/T 26832-2011《無損檢測儀器 鋼絲繩電磁檢測儀技術(shù)條件》

GB/T 21837-2008《鐵磁性鋼絲繩電磁檢測方法》

Q/PQA 03-2009 《GNDT鋼絲繩在線監(jiān)控系統(tǒng)》

4、在線鋼絲繩檢測儀系統(tǒng)總體架構(gòu)

4.1 在線鋼絲繩檢測儀硬件布局

本系統(tǒng)設(shè)計四個永磁傳感部件,一個視頻探頭。將分別對提升機的四根鋼絲繩進行實時監(jiān)測。根據(jù)礦上的現(xiàn)場情況與鋼絲繩基本資料，鋼絲繩在線實時監(jiān)控系統(tǒng)（四繩豎井式）GNDT－RTC型一套，其系統(tǒng)所有配置如下：

井架上硬件配置：傳感部件、支架、視頻

序號

名 　　　稱

型號

單 位

數(shù)量

1.       

安裝支架與平臺

YDPB1000

組

2

2.       

伸縮式減振擺臂

SYBS800

4

3.       

可調(diào)節(jié)撐桿

SXZG500

根

4.       

距離定位裝置（含底座）

RTDW120

組

1

5.       

永磁監(jiān)測主機

GNDT-RTB40

臺

6.       

檢測導(dǎo)套（含端子線）

CE30

只

7.       

信號輸入傳輸線

RTB10

8.       

位移信號線

RT310

9.       

信號輸入端子

RT8L

只

10.   

紅外視頻探頭

DS-2CC172P-IR3

11.   

視頻探頭安裝支架

只

 

信號控制箱配置：信號轉(zhuǎn)換器、網(wǎng)絡(luò)交換、電源控制

序號

數(shù)量

1.       

電源控制箱

PQARTB

1

2.       

模數(shù)轉(zhuǎn)換器

P

3.       

網(wǎng)絡(luò)交換機

TOTOLINK

4.       

信號中繼器

EKL-NE-300

5.       

接線端子

PQA388

6.       

三宏電源

S－35－12

7.       

交叉式網(wǎng)線

根

2

監(jiān)控主機配置：多媒體計算機

序號

名 　　　稱

型號

數(shù)量

多媒體式監(jiān)控主機

G41MT－S2PT/英特爾E2200CPU/ 2G內(nèi)存/500G硬盤/惠普DVD光驅(qū)/19’紅外觸摸屏

1

限值報警器

PQART-M

網(wǎng)絡(luò)交換機

TOTOLINK

UPS電源

山特MT1000

視頻采集卡

中維890C

塊

激光打印機

惠普P1008

鼠標

只

8.       

鍵盤

 

附件：軟件、線纜等

1.       

鋼絲繩在線監(jiān)控系統(tǒng)軟件

GNDT 2.0

套

1

遠程信息傳送軟件

套

視頻系統(tǒng)監(jiān)控軟件

DVR 2.2

多媒體式監(jiān)控主機

臺

同軸電纜

米

100

電源電纜

雙絞纜線

使用說明、檢測報告、合格證等技術(shù)資料

2

傳感設(shè)計示意圖　　　　　　　　　　傳感部件實物圖

傳感部件采取8路同測設(shè)計，每路各有一組磁敏元件，周向環(huán)繞，可以達到無死角探測；磁敏元件的每路探測夾角為45度，同時傳感部件整體加載聚磁結(jié)構(gòu)，是鋼絲繩局部損傷所產(chǎn)生的漏磁場收集到聚磁結(jié)構(gòu)，并有效地傳遞到磁敏元件，磁敏元件的信號通過RTB10信號線送至信號控制箱，由自主研發(fā)的P型模數(shù)模塊轉(zhuǎn)換后送到監(jiān)控主機，由專用監(jiān)控數(shù)據(jù)軟件進行實時顯示，并予以分析、處理與存儲。

根據(jù)提升鋼絲繩的直徑為20mm，將傳感部件的檢測導(dǎo)套設(shè)計為30mm，同時在傳感部件的兩端各有三支定位輪，這樣可以有效地將傳感部件控制不與鋼絲繩接觸，同時周向的磁敏元件可以準確地收集到鋼絲繩的磁場變化信號。

定位輪內(nèi)套加載634000型雙列滾針軸承（內(nèi)徑16mm,    外徑24mm，基本額定負荷8.8kN,極限轉(zhuǎn)速為19000r/min）定輪的外圈采取進口聚胺脂直接硫化在襯套上，直徑為60mm，按此計算，理論定位輪的*大速度可達59.66m/s。而鋼絲繩是實際提長升速度只有2.2m/s。同時傳感部件為垂直安裝，承受負荷基本不計垂直安裝式減振支架　　　　　　　　　　　　　位移定位裝置

視頻監(jiān)控探頭直接安裝在井架平臺上，直對于傳感部件運行部位，**觀察到傳感部件運行情況為宜。視頻紅外探頭由電源控制箱供給電源，視頻信號直接由同軸電纜將信號傳給監(jiān)控主機的視頻解碼模塊，將解碼后的信號由DVR軟件顯示，可直接查看到現(xiàn)場的實時信息。一臺視頻探頭的流程示意圖如下

2）在線鋼絲繩檢測儀電氣控制部分（模數(shù)轉(zhuǎn)換）

電氣控制箱中包括模數(shù)轉(zhuǎn)換部分、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)交換部分和電路電源控制部分，外機箱采用防水、防潮的金屬外殼，一般情況下直接安裝于復(fù)合支架的背面或安裝在井架平臺處。此裝置主要是將各部件提供可用電源并對其控制，同時也是檢測信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換部分，在此將傳感部件收集的磁場的模擬信號通過自主研發(fā)的P型模塊，對信號進行模數(shù)處理，并以以太網(wǎng)的方式提供給監(jiān)控主機；故將該模塊的網(wǎng)絡(luò)地址設(shè)為IP1；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奶攸c，在此設(shè)備距機房的布線位移一般均大于80米以上，所以在此對傳輸端增添網(wǎng)絡(luò)中繼器，以確保信號傳輸良好，有效增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性?！⌒盘柨刂葡鋵嵨飯D　　　　　　　　　　監(jiān)控主機實物圖

3）在線鋼絲繩檢測儀監(jiān)控主機的安裝

此部份主要集成了各信號終端，包括有多套程序軟件（鋼絲繩在線監(jiān)測評估系統(tǒng)軟件、視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟件、監(jiān)控信息實時上傳系統(tǒng)軟件）、視頻信號解碼模塊、網(wǎng)絡(luò)交換器、UPS后備電源；多媒體監(jiān)控主機采用紅外多點觸摸屏，同時配備聲光報警和高容后備電源，以防突然斷電造成的數(shù)據(jù)丟失，可直接屏幕操作，機器內(nèi)均配有備用鍵盤與鼠標；可直接放置在控制機房內(nèi)，當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測到缺陷預(yù)警時，司控人員可觀察的地方。

4）在線鋼絲繩檢測儀各單元之間的連接

傳感部件與電氣控制箱采用信號屏蔽電纜，距離≤10米；使用礦用阻燃電纜將電纜與以太網(wǎng)信號傳輸電纜連接。

8．在線鋼絲繩檢測儀軟件的功能

由于系統(tǒng)采用了減振安裝支架，減小鋼絲繩振動，并將聚磁技術(shù)和平衡技術(shù)的傳感器安裝在鋼絲繩平穩(wěn)段處，即能收集**的檢測信號，將模擬信號輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器中將其輪換為數(shù)字信號，再由鋼絲繩在線實時監(jiān)控系統(tǒng)程序（監(jiān)控軟件圖）實時解壓處理分析，并按現(xiàn)行標準和規(guī)程規(guī)定的限值對鋼絲繩缺陷的進行預(yù)警顯示和定量、定位的數(shù)據(jù)結(jié)果，*終可生成下圖所示的表格中的檢測結(jié)果報告；計算機同時可能通過視頻監(jiān)

在線鋼絲繩檢測儀系統(tǒng)業(yè)績

 

1. 

陜西省澄合礦業(yè)合陽一礦（主、副）

2臺(單繩、雙繩)

2. 

陜西省澄合礦業(yè)權(quán)家河礦

1臺(雙繩)

3. 

陜西省澄合礦業(yè)王斜礦

1臺(單繩斜井)

4. 

陜西省澄合礦業(yè)董家河礦

2臺(單繩)

5. 

陜西省澄合礦業(yè)董東礦

2臺(雙繩)

6. 

陜西省彬長礦業(yè)集團文家坡礦

1臺(四繩)

7. 

陜西省彬長礦業(yè)集團小莊礦

8. 

陜西省彬長礦業(yè)集團胡家河礦

9. 

開灤礦業(yè)集團東歡坨礦

2臺(四繩)

10. 

開灤礦業(yè)集團錢家營礦

11. 

山西省太同礦務(wù)局劉家梁礦

12. 

山西省太同礦務(wù)局焦家寨礦

13. 

山西大同煤業(yè)集團煤峪口煤礦一礦區(qū)

14. 

山西大同煤業(yè)集團煤峪口煤礦西山礦區(qū)

15. 

山西霍州煤電紫晟煤礦

16. 

山西霍州煤電騰暉煤礦

17. 

山東棗莊大興礦業(yè)有限公司

18. 

大同煤礦集團有限責(zé)任公司十四礦（燕子山煤礦）

19. 

新疆神新能源公司屯寶煤礦

20. 

山西省潞安礦業(yè)集團漳村煤礦

21. 

山西省潞安礦業(yè)集團石圪節(jié)煤礦