1. 1.概述引言煤矿安全生产的急迫需要。近年来，煤矿事故居较多，重特大安全事故也时有发生，从事故情况来看，有一部分事故是因提升机安全闸失灵造成的，为了避免类似事故的发生，需研发新型的多功能的提升机闸瓦间隙保护装置。如果提升机配备了本装置就会大大提高提升机安全制动的可靠性，就会避免因事故给人员生命财产安全带来的重大损失，就会大大地提高工作生产效率，促进安全生产。产品的用途及特性绞车提升装置是煤矿生产中的重要设备，它是确保整个矿井能够安全生产的关键环节之一。而盘式制动闸的闸瓦与制动盘之间间隙的大小直接影响到绞车制动性能，其性能的好坏直接危及着安全生产。ZTJ127矿用提升机闸瓦间隙保护装置（以下简称装置），属于矿用隔爆兼本安型产品。主要用在提升机保险闸闸瓦间隙，制动油压的在线监测，装置具有结构设计美观坚固，越来越成为矿山闸皮磨损的主要监控手段。国内矿山近两年来也纷纷采用闸间隙保护技术，对闸间隙保护装置的要求也在逐步提升。该产品能提前预警液压闸的工作状况，直观、明显，有效减轻了检修人员的劳动强度、降低了设备故障率及停机检修时间。从而大大提高了矿井提升机液压闸系统安全性、避免由于液压闸长期失修或闸检测开关被甩掉造成闸安全检测的盲点。安装方便，操作灵活。抗干扰能力强，判断精度高，提高了提升机的生产力，避免重大安全事故。2. 2.提升机闸瓦间隙保护装置系统组成提升机闸瓦间隙保护装置系统简介本装置采用英国ARM公司设计的主流嵌入式处理器，samsung公司的s3c2440为核心，功能强大、性能稳定。是传统单片机与PLC无法相比的。本系统在ARM9平台上移植了Microsoft（微软）公司的windows ce 操作系统，采用visual studio2005编写软件移植到ARM9平台，软件编写采用国际上流行的C#，分析功能强大，数据操作方便。为了提高稳定性，采集分站与主机ARM9平台采用RS485通讯，让采集分站就近安装在闸瓦附件，减少系统连线。提高系统的稳定性和施工的难度。2.1提升机闸瓦间隙保护装置硬件组成ZTJ127矿用提升机闸瓦间隙保护装置有ZTJ127-Z矿用隔爆兼本安型提升机闸瓦间隙保护装置主机、GDP 10矿用本安型油压传感器、 GUZ 20矿用高精度位移传感器，远程监测计算机及其他辅助件组成。其原理框图如下：12寸液晶显示ARM9平台通讯接口分选电缆通讯分站AC127V/AC220V指示灯 间隙磨损量油压高精度传感器弹簧疲劳度偏摆空洞时间注释：系统主机为工业控制机，可长期连续工作。具有美观大方的人机操作和显示界面，可根据实际系统要求，用户可自行进行不同段的设置。2.2提升机闸瓦间隙保护装置软件组成软件系统由基于ARM9平台的汇编语言编写，其功能框图如图二所示。该软件包括管理程序、测试程序、数据交换程序、显示程序。各部分均采用模块化设计，具有很高的通用性、可靠性、可维护性、可扩展性和可移植性。用户在检测过程中不需要记忆任何操作步骤，只需观看液晶显示器即可知道哪一个闸瓦磨损过于严重或油压过大，如有需要还可以查看以前这个闸瓦的情况。1. 1.闸瓦的磨损量与间隙量 （图一）2. 2.闸瓦的实时曲线 （图二）3. 3.闸瓦的历史曲线 （图三）4. 4.闸瓦的数据库 （图四）（A） 管理模块。管理模块式系统的控制中心，根据用户的操作指示和系统运行的现态控制系统的运行，这是人机对话的关键。同时 该模块通过配套的传感器采集信号.经数据交换模块运算处理后实时监测显示闸瓦间隙，闸瓦磨损度及工作油压，弹簧压力，总制动力的动态数据。，同时将监测的结果实时的反馈到管理模块，显示在显示模块上。（B） 监测模块。检测模块执行对各个闸瓦的测试功能根据管理模块发出的指令，将相应的数据传输到传感器，进而确定其的正常运行，是传感器处于实时监测的状态，接收提升机闸瓦的动态情况，将其传送到单片机。（C） 数据交换模块。该模块是单片机与液晶显示器、控制回路模块之间的通讯程序，主要进行数据的比较、数据交换，提示系统运行状态，及应如何操作。（D） 控制模块。该模块接收单片机处理过的数据信号，对提升机的回路作出相应的动作以及报警信号是否发出。（E） 显示模块。将各种有关信息直观地显示在液晶显示器上，让操作人员更加直观地了解的提升机闸瓦的运行情况。为了让人们更好地了解提升机闸瓦在一段时间内的运行情况，系统具备数据查询功能及曲线分析功能，可实现实时闸瓦，油压，弹簧压力，制动力动态曲线，动态数据库以及在线历史追溯查询。可动态查询闸瓦动作、故障（越上限与越下限）报警与各数据汇总表数据，同时也可在线追溯历史数据查询。可根据用户需求安装打印设备。采用彩色触摸屏，操作更加方便，同时画面采用了动态演示，形象直观，操作性极强。为了提高程序的可靠性，采用高精度位移传感器，精度达到0.01mm，当闸瓦间隙超过煤矿安全规程规定值2mm时及制动油压数值大于5.8MPa小于2Mpa时及时均能报警。同时编写时写入了自检程序，可以对形同本身进行自检，程序执行流程图如下图所示：开机初始化开始自检正常不正常维修3.工作原理1）根据煤矿安全规程对闸间隙保护装置有关要求，提升机闸瓦与制动盘间隙不能大于煤矿安全规程规定值2mm，制动油压数值不能大于5.8MPa或不能小于2Mpa。提升机保险闸实时数据会在线显示在屏幕上，当提升机保险闸的闸瓦间隙大于2mm,制动油压值大于5.8MPa小于2MPa时，数据经分析确定输出报警信号。2）当提升机闸瓦与制动盘间隙大于煤矿安全规程规定值2mm时，该装置将自动报警输出并在液晶屏幕显示出具体的情况，当制动油压数值大于5.8MPa或小于2MPa时产生报警输出， 使声光报警安全继电器动作当提升机闸瓦与制动盘间隙大于煤矿安全规程规定值2mm时，该装置将自动报警输出或自动断电，当制动油压数值大于5.8MPa或小于2MPa时产生报警输出，使声光报警安全继电器动作液晶屏幕上显示出具体的油压值。 3）ARM9作为本机器的核心部分，能够更加便捷方便的对提升机的数据库管理。在外置存储器中设置硬件重构数据库和显示数据库，硬件重构数据库用来存放与被测对象相适应的系统复用控制接口硬件结构数据信息，显示数据库用来存放显示所需的汉字、图片等数据信息;单片机中存放管理程序、测试程序、数据交换和显示程序等，通过I/O接口与逻辑控制板进行通讯，构成人机对话系统。操作人员液晶显示器的键盘输入选择指令，通过接口与单片机进行通讯，单片机从硬件重构数据库中调出相应复用控制接口硬件结构控制信息，实现硬件结构的重构。煤矿地面提升机综合后备保护装置工作人员操作过程示意图工作人员操作示意图绞车房4.闸瓦间隙磨损量的检验和信号转换1）磨损量的检验为了提高程序的可靠性，采用高精度位移传感器，精度达到0.01mm。提升机的闸皮经常的与滚筒接触、相对摩擦而长生磨损，使闸皮的厚度、精确度性能劣化。装置高精度位移传感器固定在闸皮旁边能够及时准确的将闸皮的磨损量检测出来。并将检测出来的结果转换成信号转换器可以识别的信号发射出去。2）信号转换的实现a）高性能位移传感器传输过来的信号经过信号检测转换装置和RS-485接口转换成数字信号发射出去。b）信号监测转换装置将高性能位移传感器传输过来的信号经处理判断是那一路的闸皮超出了规定值并将信号转换经RS-485传输到主机。 c） RS-485 逻辑“1”以两线间的电压差为+（26） V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（26）V表示。 接口信号 电平 低不易 损坏接口电路的芯片 。 因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。 RS-485能将各个分站传输过来的信号迅速准确的传输到主机。 3）油压监测和液晶显示 a） 在提升机中，由油压控制闸皮的运动。由于运动者的零、部件的相互接触，闸皮会和滚筒摩擦而逐渐磨损，使提升机制动时的油压越大。随着闸皮的磨损油压越来越大，当达到5.8MP时机器报警并在屏幕上显示出来。油会从裂缝、孔眼、或空隙溢出从而影响油压的实际测量使机器不能正常的工作。所以矿上应保证机器运动正常没有泄露现象。 b） 采用进口数码位移传感器监测芯片，数码方式，具有运行准确、抗干扰能力强。 屏幕上模拟出滚筒的运行情况，工作人员能够直接的看到闸皮的实际情况方便快捷。 5主要技术特性1GDP10矿用本安型油压传感器a) a)额定工作电压：DC12V；b) b)最大工作电流：30； c) c)量程：010MPa；2. GUZ20矿用位移传感器a）电源额定电压：DC12V；b）最大工作电流：30；c）量程：020mm；3. ZTJ127矿用提升机闸瓦间隙保护装置主机a) a)工作电压：AC127b) b)最大工作电流：1 A6.安装调试6.1 安装6.1.1）主机安装主机置于绞车房适当位置，固定牢固，确保不易脱落。且有利于提升机司机观察。6.1.2）直线位移传感器的安装将直线位移传感器安装在提升机保险闸监测位置且不被撞击的地方，确定好位置固定牢固，同时保证可靠工作。6.1.3）油压传感器安装将油压传感器连接在制动油压管路上。6.2 调试接通电源，在提升机启动和制动时，位移传感器和油压传感器有数据的上传，主机实时显示数据变化。7. 保养与维修7.1专业维修人员在维护时，不得随意改变、更换与安全性能、参数有关的结构、元器件的型号、规格、参数。 7.2使用、维护过程中应注意防爆面的保护！不得丢失引入装置中的密封圈！注意适当拧紧压紧螺母！ 7.3不得与未经防爆联检的设备配接使用！ 7.4 “严禁带电开盖”8. 故障的分析与排除故障的原因原因分析故障的排除接通电源无指示电路通路有故障检查电路通路电源接通数据无变化主板故障或传感器故障更换主板或传感器9. 安全保护装置及事故的处理当装置有报警输出时，请及时修护保险闸的制动装置；当出现装置故障，立即断电，及时联系厂家，请专业售后人员前来处理；10. 注意事项 10 .1 严格按照说明书进行相关操作； 10 .2 不可将易燃物品放在主机附近； 10 .3 装置严禁安装在有爆炸性气体的环境中； 10 .4 安装传感器时，应严格按照煤矿安全规程操作； 10 .5 安装主机时应可靠固定，配线作业必须由具有专业资格的人员进行；确认输入电源处于完全断开的情况下，才能进行接线工作。 10.6每月一次对机器外壳的灰尘进行清除。10.7仪器出现故障后，立即切断电源通知专业售后服务人员维修。10.8当因维修导致橡胶密封圈损坏时，为确保其防爆性能应及时更换新的橡胶密封圈。11. 运输储存11.1在运输中不能受液体的浸