帶式輸送機(jī)防人因傷害安全防護(hù)系統(tǒng)及其工作方法

蔡勇 吳光真 劉明虎 胡棟春

摘 要：帶式輸送機(jī)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域，在多重因素的影響下其人因傷害事故難以避免，時(shí)有發(fā)生。帶式輸送機(jī)防人因傷害安全防護(hù)系統(tǒng)（PEMS）在不影響帶式輸送機(jī)生產(chǎn)效率的情況下，重視對(duì)人的保護(hù)。在以人為本的精神指導(dǎo)下，利用自動(dòng)化技術(shù)解決了當(dāng)下帶式傳送機(jī)的設(shè)計(jì)困境。文章從設(shè)計(jì)背景、改進(jìn)方案、設(shè)計(jì)架構(gòu)、工作方法和性能特點(diǎn)等幾個(gè)方面系統(tǒng)地闡述了帶式輸送機(jī)PEMS的核心問題。旨在進(jìn)一步提升帶式輸送機(jī)防人因傷害安全防護(hù)自動(dòng)化程度，填補(bǔ)國內(nèi)此領(lǐng)域的空白。

關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī)；防人因傷害安全防護(hù)系統(tǒng)（PEMS）；工作方法；改進(jìn)方案；特點(diǎn)性能

中圖分類號(hào)：TD634 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）26-0132-02

Abstract： Belt conveyor is widely used in various fields of industrial production. Under the influence of multiple factors， it is difficult to avoid injury accidents. The belt conveyor PEMS attaches importance to the protection of people under the condition of not affecting the production efficiency of the belt conveyor. Under the guidance of people-oriented spirit， the use of automation technology is made to solve the current belt conveyor design dilemma. This paper systematically expounds the core problems of the belt conveyor PEMS from several aspects， such as design background， improvement scheme， design framework， working method and performance characteristics， etc. The purpose of this paper is to further improve the degree of automation of belt conveyor protection against human injury and to fill the gap in this field in China.

Keywords： belt conveyor； PEMS； working method； improvement scheme； characteristic performance

1 帶式輸送機(jī)PEMS設(shè)計(jì)背景

帶式輸送機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)中的重要設(shè)備，廣泛應(yīng)用于需要遠(yuǎn)距離輸送物料的電力、礦山、港口等行業(yè)。因其轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)行特點(diǎn)，在生產(chǎn)中存在較大的人身傷害安全隱患，由于帶式輸送機(jī)一般輸送距離較長，傳統(tǒng)的安全保護(hù)由人工巡視實(shí)現(xiàn)，而現(xiàn)場(chǎng)巡視無法做到實(shí)時(shí)監(jiān)控，再加上巡視人員不足帶來的巡視不到位、生產(chǎn)人員的安全意識(shí)不足等原因，經(jīng)常發(fā)生人員違章闖入帶式輸送機(jī)的安全警戒線內(nèi)，甚至有人員試圖跨越輸送帶，極易發(fā)生人身傷害安全事故。根據(jù)《中國安全科學(xué)學(xué)報(bào)》統(tǒng)計(jì)，機(jī)械傷害事故中受到傳動(dòng)（轉(zhuǎn)動(dòng)）部件引起卷入、擠壓造成人員傷害的比例占全部機(jī)械傷害的47.7%。帶式輸送機(jī)主要依靠護(hù)欄進(jìn)行安全防護(hù)，缺乏警示和監(jiān)控，因此，為了及時(shí)有效地防止由于運(yùn)行、維護(hù)、清理等人員的操作不當(dāng)?shù)仍蛘`入帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域，意外引起的人身傷亡事故發(fā)生，在帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域安裝PEMS系統(tǒng)，能夠有效預(yù)防和避免操作人員誤入帶式輸送機(jī)的安全區(qū)域造成人身傷害安全風(fēng)險(xiǎn)。

2 帶式輸送機(jī)安全防護(hù)裝置改進(jìn)的解決方案

帶式輸送機(jī)兩側(cè)安裝防人因傷害安全防護(hù)系統(tǒng)（PEMS），有效預(yù)防和避免人因傷害安全風(fēng)險(xiǎn)。該系統(tǒng)包括控制中心、前端探測(cè)系統(tǒng)、紅外監(jiān)控系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警系統(tǒng)與閉鎖控制裝置，前端探測(cè)裝置包括安裝于護(hù)欄外側(cè)的光束遮斷式感應(yīng)器，紅外監(jiān)控裝置為紅外視頻監(jiān)控，現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警裝置包括聲音報(bào)警與燈光報(bào)警，閉鎖控制裝置控制帶式輸送機(jī)的電機(jī)啟動(dòng)與關(guān)停?？刂浦行陌娺B接的控制系統(tǒng)PLC、光纖連接的現(xiàn)場(chǎng)紅外監(jiān)控視頻系統(tǒng)、PEMS智能交互系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)PLC控制現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警裝置的開關(guān)和前端探測(cè)裝置的開關(guān)，進(jìn)行前端探測(cè)裝置信號(hào)的采集及處理。前端探測(cè)裝置的光束遮斷式感應(yīng)器，包括分別位于傳送帶兩端的發(fā)光器與受光器。

3 帶式輸送機(jī)PEMS拓?fù)鋱D（圖1）

4 帶式輸送機(jī)PEMS工作方法

傳送帶的前端探測(cè)裝置啟動(dòng)，判斷本段傳送帶的工作狀態(tài)并將信號(hào)上傳到控制中心。

若本段傳送帶處于運(yùn)行狀態(tài)，則控制中心控制現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警裝置的燈光報(bào)警進(jìn)行狀態(tài)提示。

若本段傳送帶處于停機(jī)狀態(tài)，當(dāng)有人員闖入本段傳送帶安全區(qū)域時(shí)，光束遮斷式感應(yīng)器的光線被遮斷，其繼電器回路接通，向控制中心發(fā)出信號(hào)。

控制中心控制閉鎖控制裝置向前一段傳送帶的電機(jī)發(fā)出停機(jī)信號(hào)，并且向本段傳送帶的電機(jī)發(fā)出不啟動(dòng)信號(hào)；同時(shí)控制中心控制現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警裝置同時(shí)啟動(dòng)聲音報(bào)警與燈光報(bào)警。

上述各個(gè)工作步驟中，紅外監(jiān)控裝置均將本段傳送帶的現(xiàn)場(chǎng)畫面實(shí)時(shí)傳送到控制中心。

5 帶式輸送機(jī)PEMS特點(diǎn)和性能

操作使用簡便：監(jiān)測(cè)中心軟件界面友好。系統(tǒng)維護(hù)容易：系統(tǒng)具有較強(qiáng)的容錯(cuò)糾錯(cuò)功能，并且有系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)機(jī)制，系統(tǒng)還提供了遠(yuǎn)程管理功能。設(shè)備防護(hù)：數(shù)據(jù)檢測(cè)終端機(jī)箱封閉良好，具有防雷、防雨、防塵的功能。外形設(shè)計(jì)有效地避免了高電場(chǎng)環(huán)境下尖端集電、放電的影響?，F(xiàn)場(chǎng)安裝方便：數(shù)據(jù)檢測(cè)終端采用模塊化設(shè)計(jì)。上部為傳感器、太陽能板，下部為主機(jī)控制箱，便于現(xiàn)場(chǎng)拆裝。

電源：數(shù)據(jù)檢測(cè)終端采用就地取電或UPS供電，可以確保設(shè)備的正常工作。數(shù)據(jù)控制中心：專門為安全防人因監(jiān)測(cè)而配置的服務(wù)器，具有功能強(qiáng)大、技術(shù)成熟、可靠性好、網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn)。全功能診斷，環(huán)境自適應(yīng)，裝置穩(wěn)定，能夠適應(yīng)復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。數(shù)字模糊人工智能識(shí)別，采用人工智能模糊判斷，誤報(bào)率降至最低。運(yùn)行閉鎖系統(tǒng)的運(yùn)用，自動(dòng)識(shí)別誤闖人員，啟動(dòng)報(bào)警和停止運(yùn)行，有效率保障人員的安全。有線，總線兼容，現(xiàn)場(chǎng)全息實(shí)時(shí)報(bào)告，6大系統(tǒng)的綜合調(diào)度，有效的保障系統(tǒng)穩(wěn)定。智能功率發(fā)射，自主開發(fā)的芯片能夠自動(dòng)的感知周圍環(huán)境的變化，根據(jù)環(huán)境狀況來自動(dòng)調(diào)整對(duì)射的發(fā)射功率，大大延長了發(fā)射管的使用壽命，也降低電能。

上下光學(xué)鏡片同時(shí)調(diào)整結(jié)構(gòu)，使調(diào)整更快，更準(zhǔn)確。使用偏蝕式球面高精度光學(xué)聚焦鏡。有效探測(cè)范圍：100米；工作環(huán)境溫度范圍：-30～60℃；工作電壓 AC220；整機(jī)功耗：1kW；監(jiān)測(cè)參數(shù)：裝置過程模擬量和數(shù)字量。

6 帶式輸送機(jī)PEMS應(yīng)用范圍

本系統(tǒng)應(yīng)用于長距離輸送設(shè)備防人因傷害的安全防護(hù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種帶式輸送機(jī)防人因傷害的PEMS安全保護(hù)系統(tǒng)。

火力發(fā)電廠輸煤膠帶機(jī)防人因傷害防護(hù)監(jiān)控。

港口運(yùn)輸機(jī)械物料運(yùn)送防人因傷害防護(hù)監(jiān)控。

礦山行業(yè)選礦機(jī)械運(yùn)行防人因傷害防護(hù)監(jiān)控。

煤化工燃煤輸送、水煤漿輸送防人因傷害防護(hù)監(jiān)控。

7 帶式輸送機(jī)PEMS運(yùn)行案例結(jié)論

該設(shè)備于2016年5月在黃岡大別山發(fā)電責(zé)任有限公司斗輪機(jī)皮帶升級(jí)改造試運(yùn)行以來， 該設(shè)備運(yùn)行可靠、安裝使用方便，免維護(hù)。由于該設(shè)備可長期在線監(jiān)測(cè)并自動(dòng)記錄和傳送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，不受外界及人員限制。

對(duì)于長距離帶式輸送設(shè)備，PEMS安全防人因裝置是一種科學(xué)、簡單、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的預(yù)防手段。帶式輸送機(jī)設(shè)備跨度長，運(yùn)行檢修人員無法判斷設(shè)備狀態(tài)，誤闖機(jī)率大大增加的情況下，PEMS系統(tǒng)在該設(shè)備的穩(wěn)定應(yīng)用，大大降低的機(jī)械事故的發(fā)生，有效保護(hù)了帶式輸送機(jī)附近作業(yè)人員的生命和財(cái)產(chǎn)安全，應(yīng)用前景廣闊。

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