| 1 概述
为了提高皮带运行的安全可靠性，减少经济损失，满足《安规》要求，我们研制了一套技术先进，工作可靠率高的皮带撕裂保护系统。该系统解决了传统的保护装置采用压敏电阻与光电传感器测漏煤技术的诸如动作可靠率低，技术落后等弊端。其先进的高精度测量技术，能准确的测量皮带撕裂的宽度，深度。及时停止皮带机的运行，使皮带撕裂造成的损失降至最低。
系统配备RS485接口，方便的进行网络传输，可独立形成监控系统，也可作为安全监控的子系统。使地面工作人员一目了然的跟踪生产动态，出现问题及时采取相应的解决措施。
2 结构特性与工作原理
利用日本欧姆龙公司生产的Z300高精度激光视觉传感器，采用激光二维CCD图像处理技术，准确判断皮带裂缝，并能测裂缝平均宽度、深度。
本系统由激光传感器（形Z300-S60）、控制器（形Z300-VC10V3）、电源、程序控制器、总控制系统、报警器、井上下传输装置、液晶显示、防爆外壳等部分组成（如下图所示）。
系统上电后通过速度传感器检测皮带机运行的速度，当速度大于0时，系统将驱动杆开启，同时将激光传感器上电，进入检测状态。利用日本欧姆龙公司生产的Z300高精度激光视觉传感器，采用激光二维CCD图像处理技术，准确判断皮带裂缝。当皮带裂缝时，系统输出跳闸信号，停止皮带机的运行并声光报警，提示用户采取安全措施；当速度等于0时，系统将驱动杆停止，同时将激光传感器电源断开。
系统通过485接口将实时状态传输给上位机，供井上人员跟踪生产运行动态。
3 技术特性
工作环境
- ——环境温度－5℃～40℃；
- ——海拔高度不超过2000m；
- ——空气相对湿度不大于95％（25℃时）；
- ——在有瓦斯、煤尘爆炸危险的场所；
- ——在无破坏绝缘的腐蚀性气体或蒸汽的场所；
- ——在无显著振动和冲击的场所；
- ——污染等级为3级；
- ——安装类别为Ⅲ类。
技术参数
——系统供电电压：36VAC；
——供电电流：小于2A；
——传输方式：RS485，波特率设置：9600，n，8，1；
——温度：1~±50℃，湿度：35~85%RH；
——抗振动：10~150HZ（振幅0.35mm）；
——防爆形式：本质安全型。
3.1 激光传感器（形Z300-S60）
具有宽广的测量区域±350mm，长测量距离600mm和高分辨率40um；能发射波长658nm、15mw以下，等级3B的激光，并同时接收经被测量物体表面反射的激光，以此来判断有无裂缝和裂缝的宽度，深度。
耐环境温度：1~±50℃，湿度：35~85%RH，
抗振动：10~150HZ（振幅0.35mm）。
防爆形式：本质安全型。
3.2 控制器（形Z300-VC10V3）
通过对传感器输入信号的计算分析，输出判断信号和输出测量值，以此发出报警信号，控制皮带机停机。输出接口为RS-232C输出，经光端机传至地面。
电源电压DC24V，抗干扰信号1500VP-P，脉冲幅0.1us/us，耐环境温度0~±50℃，湿度35~85%RH，抗振动10~150HZ（振幅0.1mm）。
图像记录机能：周围图像最多4个，工件表面图像最多4个；图像前处理，除去干扰平滑化；光量追踪机能，能够指定光量追踪范围；区域指定，能够指定线性光束方向和变位方向的区域；保持机能、抽样、顶点、底部，顶点到顶点，平均、长度；应用分类：表面变位。
防爆型式：矿用隔爆型
3.3 程序控制器
用于扫描机架、清扫装置、中间继电器输出的程序控制，提供同步信号。
3.4 井上下传输装置
井上、下安装1台光端机，通过现有光缆，将信号传输至地面监控室或与矿井监控网联网。
3.5 显示器
采用液晶显示器（形F150-M05L），安装在地面监控室。
3.6 清扫装置
使用环境煤尘较大，环境较差，为不影响使用精度，采用压风管（现有）定期（每天1次）清扫传感器表面。
3.7 防爆外壳
采用矿用隔爆型式，附合GB3836.1~4标准。
4系统功能:
4.1 保护功能
当皮带撕裂长度达到15m以上时，系统立即切断电机电源，使皮带机停机。同时在皮带沿线用电铃报警，在地面监控站显示撕裂曲线（裂缝宽度，深度，长度）发出报警信号。
4.2 显示功能
通过光纤将信号传至地面监控站，显示撕裂曲线，显示事件发生的时间，显示裂缝状态（宽度、深度、长度）。
4.3 打印功能
打印显示器发生事件时的一切内容。
4.4 联网功能
配有和矿井安全监控系统组网的RS—232C接口，可以作为矿井安全监控系统的子系统。
4.5扩展功能
程序控制器留有备用容量和接口，可以很方便地进行扩展。
5 可靠性分析及论证.
系统可靠性主要表现在原理的可靠性、技术的可靠性、适应环境的可靠性三个方面。
5.1原理的可靠性
导致皮带撕裂的原因是铁器、尖锐矸石，在卸煤口附近（占皮带撕裂几率的95%以上）或运输过程中，遇到着力点，当牵引力大于皮带本身的撕裂力时，使皮带撕裂。皮带撕裂后首先表现出的物理特征为“裂缝”，“裂缝”是皮带撕裂的充分必要条件。“漏煤”不是皮带撕裂的充分必要条件，利用测“漏煤”来判断皮带撕裂的可靠性并不科学。只有利用表面变位传感器（激光）测“裂缝”，才是科学的原理、即可靠又稳定。
5.2技术的可靠性
BPS-300矿用隔爆型皮带撕裂保护装置的核心技术是引进日本欧姆龙公司生产的形Z300高精度视觉变位器，变位器具有同时发射接收激光功能，以此来判断被测物体表面是否变位，已经广泛应用于军事、汽车制造业，是目前国际上的领先技术，制造精良，性能稳定可靠。
5.3 适应环境的可靠性、安全性
该产品使用环境温度为0~+50℃、湿度35~85%RH、抗震动、功耗低（24VA）；具有隔爆外壳，符合GB3836.1~4的防护标准；测量误差不受煤尘、煤粒的影响，并且定期（每天一次）用风清扫。
具有激光发光警告灯、激光关闭输入电路、电路闭锁机能。安全距离（眼睛障害距离、直射距离）为1m，只有在设置和调整时戴上激光保护眼镜，其它运行状态均安全可靠。
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