东庞煤矿主井定量装载称重仪的设计

　　1前言

　　东庞煤矿主井为双箕斗提升，额定每斗提煤16t。为安全高效，需控制箕斗中的煤量。不宜过多，导致绞车提不动，甚至箕斗下滑，发生坠斗事故;也 不宜过少，降低提煤效率。为此，需在井下设置定量仪，以控制提煤量，控制煤量的方法有定容和定重2种方式。由于要提升的煤含有水，有时还含有研石等混合 物，靠定容控制很不可靠，采用定重控制最理想，即不论有多少水或歼石，每次提升重量是一致的，从而保证提升安全。通过合理设定重量，可充分发挥绞车的提升 能力，保证提升效率。所以与山东科技大学仪器仪表研究所合作设计了定量斗煤量称重仪。

　　2仪器结构与工作原理

　　仪器结构如图1所示。地面部分主要由工业一体化计算机、通信接口组成，井下部分由分机、电源、振弦式称重传感器、设备开停传感器、磁限位开关传感器等组成。

　　工作原理:先由地面计算机通过通信接口对井下分机进行初始化操作，即将传感器常数、称重满载、空载设定值等传输给分机内的单片机，单片机收到这 些数据后将其保存在一只掉电不丢失数据的存储器中，随时开机，随时调用，不需计算机每次送电后都要初始化，即分机具有独立工作能力，即使计算机不开机，井 下分机照常称重、显示、控制输出。在　　计算机与分机连接情况下，分机将两定量斗中的煤重及各传感器状态实时传给计算机显示、累计和存盘处理。

　　3硬件设计

　　3.1通信接口的设计

　　由于仪器是用在主井，敷设专用电缆比较困难，最好利用原有的井筒信号电缆。井筒电缆用于多种信号联络，电磁干扰比较大，所以设计了具有较强的抗干扰能力、只用二芯线的通信接口，它主要由如下3部分电路组成:

　　(1)信号转换电路完成计算机的RS232信号电平与标准的TfL电平的相互转换。

　　(2)光电隔离电路是把计算机用电源与井筒通信电缆用电源相互隔离。

　　(3)滤波放大电路是对通信信号的进一步处理，保证计算机与分机的数据通信正确无误。

　　3.2计算机

　　选用了工控一体化工作站计算机为仪器控制主机，它的特点是计算机主板、电源、键盘、显示器等集成在一个机壳内，其性能完全同一般PC机，而结构简化为一体，无论运输、安放、使用操作都很方便，正常使用时只需按一下面板上的固定的几个键即可查看有关数据。

　　3.3称重仪分机

　　该分机为本安型设计并经防爆和性能测试，设有8路开关量输人，输人接口全部采用光藕隔离，无论传感器连线是4线制、3线制还是2线制均可使用。 控制输出采用目前比较先进和实用的光电MOS继电器，其特点是:驱动电流小于5 mA ,隔离电压达5 kV，最大负载电流达300 mA，触点耐压达400V，主要用来输出空载、满载、超载接点，用于自动控制装载系统。