APL-I皮带(张力)监控保护装置说明书

第一章概述
APL-I型皮带张力监控保护装置是矿用隔爆兼本质安全型,适用于煤矿井下环境的皮带输送设备保护装置,96年获国家专利.是带式输送机必备的可靠的测力计,可实现皮带张力下降保护,皮带张力重锤落地保护.
我厂通过大量调查研究表明,皮带的打滑、跑偏、纵撕、断带等故障的主要原因,都是因为运输机皮带的张力值调整的不理想,使用该仪器可以有效的降低或避免上述故障的发生率,从而更有效的保护皮带.
该装置可广泛应用于各类皮带输送机.由张力/断带传感器、跑偏传感器、速度传感器、温度传感器、烟雾传感器、煤位传感器、急停传感器、纵裂传感器、主机等几部分组成.张力传感器由SYZ系列拉压式电阻应变片和无感无容组件构成,为本质安全电路;主机采用隔爆兼本安电路设计方式,电源及外控继电器在隔爆腔内,显示及其它弱电电路在本安腔内.
该产品以单片微型计算机为核心,可对皮带张力进行动静态测试,并可实现自动调整皮带张力,使输送设备在理想拉力状态下长期运行.并具有声光报警及远距离故障报警输出,过温、烟雾自动洒水灭火输出及紧急故障时停止主拖动电机输出等功能.该产品特别适用于煤矿井下使用,是保护设备及防止因皮带打滑而引起火灾事故最有效的装置.
第二章技术参数与功能
△防爆标志:Exdib I(150℃)
△测力精度：+0.2%
△测力范围：0-20t
△电源：AC36V AC127V AC220V 50Hz+1Hz
△功能：主机≤10W 灭火装置≤40W
△环境温度：-20℃-40℃相对温度：≤98%
△本安参数：力传感器电源模拟电路电源数字电路电源
最大开路电压：≤15V ≤12V ≤5V
最大短路电流：≤250mA ≤38mA ≤0.75A
工作电流：≤50mA ≤33mA ≤0.4A
△力传感器：分布电感：≤1mH
分布电容：≤1uF
输入、输出阻抗：≤350Ω
灵敏度:1-3Mv/v
精度：优于0.1%
工作电压：15V 工作电流：≤50 mA
△继电器接点可控电流：AC240V 7A
AC125V 10A
AC28V 10A
△上限、下限、允许过载时间及真实值调整给定功能
△具有皮带打滑保护功能
△具有温度、烟雾、纵向撕裂、急停开关、机头煤位、断带检测
及用户自选项等多种输入保护功能
△具有自动调整皮带张力的功能
△具有给定值掉电不丢失的功能
△具有各种状态声光报警功能
△具有通讯功能，各种运行参数可实时与中控室进行交换（为备选功能，需要请在合同中注明）
△具有外报警控制接点
△具备上、下限、上上限、下下限四级张力保护
△具有工作和检测状态选择功能
第三章型号及状态说明
型号说明：
状态说明：各种状态分别由指示灯显示。

第四章工作原理
APL皮带张力测试控制装置由张力/断带传感器、传感器连接件、电源电路、放大电路、A/D转换电路、数字处理电路等构成：
I型见下框图：
皮带张力测试时传感器将力值信号变换成电信号，电信号由放大器放大，放大后由A/D变换电路变换成数字量，该数字量由计算机整理后与上、下限给定值进行比较，当力值超限时给出报警信号及相应的断点信号，断点信号可以作为开关主拖动电机信号使用，也可作为张紧绞车电机的正反转控制用，由此可达到张力自动控制的目的。

过温保护：过温保护电路由PT100热敏电阻、放大电路、基准及整型电路等构成，温度传感器采用三线制，在厂内调试合格后密封一体化出厂，输出信号为标准的TTL电平，可由计算机进行远距离监控，当计算机监测到过温后，输出内、外报警信号和故障指示，打开自动洒水装置进行洒水，同时驱动主控继电器工作，关闭主拖动电机电源。

故障解除后，洒水停止，主控继电器恢复到正常工作位置。

温度传感器壳体内设有灵敏度电位器，可根据实际情况调试。

烟雾保护：烟雾保护电路由烟雾探头、放大器、基准及数字调整电路构成，烟雾传感器采用三线制，在厂内调试合格后密封一体化出厂，输出信号为标准的TTL电平，可由计算机进行远距离监控，当计算机监测到烟雾后，输出内、外报警信号和故障指示，打开自动洒水装置进行洒水，延时15秒后故障仍未解除，则驱动主控继电器工作，关闭主拖动电机电源。

故障解除后停止洒水，主控继电器恢复到正常工作位置。

烟雾传感器壳体内设有灵敏度电位器，可根据实际情况调试。

打滑保护:打滑保护由安装在从动滚筒上的永久性磁钢、安装在从动滚同一侧的侧速传感器和启动信号共同实现.打滑传感器采用三线制，在厂内调试合格后密封一体化出厂，输出信号为标准的TTL电平，可由计算机进行远距离监控.当启动信号有效后20秒打滑保护进行工作,此时从动滚筒若出现10秒的不连续运转,监测计算机输出内、外报警信号和故障指示，延时15秒后,如继续发生打滑故障则驱动主控继电器工作，关闭主拖动电机电源。

故障解除后停止洒水，主控继电器恢复到正常工作位置。

注:如打滑传感器出现故障,只需要拆掉打滑传感器的连接线,则该项保护自动解除.
断带保护:由张力/断带传感器控制,当监测到的张力值低于200kg 时计算机即认为已经断带，同时给出报警信号并驱动主控继电器关闭
主拖动电机电源。

张力值恢复后,报警停止, 继电器恢复到正常工作位置。

注:接线盒I中控制断带保护的拨断开关应在测试状态
急停保护:急停传感器采用二线制，输出信号为开关信号(常闭触点), 可由计算机进行远距离监控.是由行程开关、自锁开关、拉簧、细钢丝线、活动限位器等构成.当有意外需紧急停车时,拉动钢丝绳,计算机收到此信号后输出内、外报警信号和故障指示, 同时关闭主拖动电机电源,故障排除后报警停止，继电器回复到正常工作位置。

注:急停传感器可以若干支串联使用.限位发生动作时,传感器自动锁定急停状态.解除故障,需拉动复位开关,使传感器恢复到正常位即可.
纵裂保护:纵裂传感器是由接料板和信号放大电路、基准电路等构成.放大电路和基准电路在厂内调试合格后密封一体化出厂，该传感器放大电路采用三线制，输出信号为标准的TTL电平，由计算机远距离监控，当计算机监测到纵裂后，给出报警信号并驱动主控继电器动作，关闭主拖动电机电源。

故障排除后报警停止，主控继电器恢复到正常工作位置。

纵裂传感器壳体内设有灵敏度电位器，可根据实际情况调试。

跑偏保护:跑偏传感器采用二线制，输出信号为开关信号(常闭触点),由串接在皮带机两侧的若干只传感器组成, 可由计算机进行远距离监控.当其中一只发出信号, 计算机收到此信号后输出内、外报警信号和故障指示,延时15秒后,皮带继续跑偏,则给出报警信号并
驱动主控继电器动作，关闭拖动电机电源。

故障排除后报警停止，继电器恢复到正常工作位置。

煤位保护:煤位传感器是由外壳及内部放大电路、基准电路等构成.安装于皮带机头或煤仓落煤处的附近,当发生堆煤时,煤接触到传感器的信号端,主机发出报警信号并关闭主拖动电机电源.因现场不同,煤位壳体内设有灵敏度电位器，可根据实际情况具体调节.
注:①煤位传感器的信号端可以外接一根硬度较高的金属延长杆作为传感器的信号端②将传感器的壳体固定在接地较好的部位.
皮带机多机连锁功能:当多部皮带机接力方式运输时可使用此项功能.上位机启动后自动输出一个启动信号通知下位机,下位机自动启动,……。

当上位机停机后，下位机延时1分钟自动停机，……。

多机连锁的APL-I型皮带监控保护装置设有启动按钮外接接口，为接线盒中的“启动/停止”接口。

当通过此接口启动皮带时,主机给出预报警信号,提醒行人皮带即将启动.隔爆腔内还设有外接电铃接口,该接口可作为报警电铃的控制开关使用.报警8秒后,皮带自行启动,主机恢复到监控状态.发生故障后,主控继电器按单片机的指令,给出停车信号.停车后,内外报警延时20秒,此时如故障未解除,故障指示灯长亮,故障解除后,故障指示灯闪动显示.按一下停止按钮,主机恢复到正常工作状态.重新启动时按下启动按钮即可.
传感器发生故障后的解除方法:1.温度、烟雾、跑偏、急停、纵裂、煤位六项保护的解除只需将接线盒I内和其相应的拨断开关拨到测试端(正常为工作端)即可;2.打滑保护的解除有两种方法①解掉接线
盒I中与打滑传感器的连接线.②将接线盒I内控制“启停输入”的拨断开关拨到测试端;3.断带保护的解除由控制面板上的“工作/检测”键实现,解除时,按一下此键,输入密码“11111”后,按一下“认可”键即可,解除成功后,该键左侧的绿色指示灯灭,红色指示灯亮.
第五章结构
仪表采用壁挂式机箱,箱体分为隔爆腔及本安腔,仪表工作电源及外控继电器在隔爆腔内,显示与操作部分为本安电路在本安腔内.
第六章操作与显示
仪表前面板:
△所有数据在修改前必须输入密码“11111”,按“认可”键后方可修改.修改完毕按“认可”键确认,如未按此键,10秒后将自动退回到工作状态,修改则未成功.
△上限键此键为上限值设定键
注:该装置分别有上限、上上限、下限、下下限,上、下限为允许
在给定时间内超限运行的张力值; 上上限、下下限为张力运行极限值,当张力值达到极限值时装置立即报警,同时驱动主控继电器,关闭主拖动电机电源;而张力值达到上限或下限时装置开始计时,同时给出声光报警信号,时间到达给定时间时张力仍超限,则计算机驱动上限或下限继电器动作,自动进行张力调整.
注:当因为张力值超过设定的上上限或下下限而停皮带时,张力的恢复调整需要人为的手动调整.
△下限键此键为下限值给定键
△上上限键此键为上上限值给定键
△下下限键此键为下下限值给定键
△时间键此键为上、下限延时时间给定键
△认可键确认数据无误键
△进位键此键为给定数值左移键
△加1键此键为给定数值个位加1键
△系数键按此键,可设定系数值.当选用5吨的传感器时,显示值为实际值时的系数为1000.
△工作/检测键控制与监测状态的转换键.如果想改变当前状态,输入密码并按“认可”键后自动转换为另外一种状态.
注:工作状态时,张力部分进行监测并实现各种控制功能,检测状态下,只实现张力检测功能,不进行控制.
例:上限给定:给定值为45600kg
先按“上限”键，显示00000
按1次“加1”键，显示00001
按1次“进位”键，显示00010
按1次“加1”键，显示00011
按1次“进位”键，显示00110
按1次“加1”键，显示00111
按1次“进位”键，显示01110
按1次“加1”键，显示01111
按1次“进位”键，显示11110
按1次“加1”键，显示11111
按“认可”键显示XXXXX（为上次设定值）
按5次“进位”键，显示00000
按4次“加1”键，显示00004
按1次“进位”键，显示00040
按5次“加1”键，显示00045
按1次“进位”键，显示00450
按6次“加1”键，显示00456
按2次“进位”键，显示45600
按“认可”键显示XXXXX（现场设定值）
此时45600 kg即作为上限值为保存，仪表又回到皮带张力跟踪显示状态。

其它各参数给定类同。

△该仪器具有开机自检功能
△仪表具有各项参数查检功能
如：想查看当前上上限设定
按“上上限”键，仪表显示：00000
输入密码“11111”后按“确认”键，仪表显示：XXXXX（为当前上上值）
此时的值即为上上限设定值，如确认无误无须改动，则按“认可”
键，仪表返回正常工作状态。

第七章安装与调试
该装置应安装在张力调整系统较近的便于操作的地方，所有信号线必须穿保护管。

一、设备的安装
设备安装见“系统安装示意图”、“APL-I型皮带保护装置系统接线示意图”、“隔爆腔主板接线示意图”及“机头站控制原理图”。

主机应放在机头站控制室内或独立控制柜内。

1、张力断代传感器的安装：张力断带传感器必须安装在拉紧绞车固定钢丝绳的一端，把传感器串在拉紧钢丝绳上，使传感器的受力方向与钢丝绳上的拉力方向相同。

注：①因为张力断带传感器属于高精度敏感元件，在使用中不得有侧向力及其它机械结构影响。

②张力断带传感器的固定端必须接缓冲弹簧筒。

2、打滑传感器的安装:该装置由测速传感器、磁石和启动信号组成.传感器安装在从动滚筒的一侧,磁石固定在从动滚筒上,磁石与传感器线圈的最小距离不得远于10厘米,以越近效果越好.
3、温度、烟雾传感器的安装:温度、烟雾传感器应安装在主拖动滚筒上方的顺风位置,以越靠近滚筒越好.
4、跑偏传感器的安装: 跑偏传感器的安装采用串接方式,分别安装于皮带的两侧.
5、煤位传感器的安装: 煤位传感器安装在皮带机头或煤仓的落煤处.
注:各传感器的接线点旁标有指示符号,其中“Vcc”与接线盒中的“+”相同，“信号”端与接线盒中的“信号”相同，“GND”与接线盒中的“-”相同。

注意事项：在安装调试之前，跑偏、断带、急停的指示灯可能会亮，是因为这三项保护的传感器是常闭型的，这时只须将接线盒I 中这三项所对应的拨断开关打到测试状态即可恢复正常。

接好传感器后，再将拨断开关打到工作位置。

三、系统接线
I型本安腔引出线：
左侧接口：1、+12V 2、地 3、启停输出 4、烟雾
5、煤位
6、纵裂
7、跑偏
8、急停
9、断带 10、温度 11、启停输入 12、速度
13、打滑测试
右侧上接口：1、+15V 2、地
3、传感器信号输出+
4、传感器信号输出-
5、传感器屏蔽
隔爆腔主板接线详见“隔爆腔主板接线示意图”
四、系统控制
系统控制方式建议采用“改造后机头站控制原理”所示的方式进行改造，这样可实现手动、自动同步操作。

详见“机头站控制原理图”
五、系统调试
⑴系统安装接线无误后切断调整绞车电源，接通主机电源，首先
进行数据给定
系数给定：采用5T的传感器时系数设定为1000，10T的为2000，20T的为4000。

此时的显示值为力传感器的直接受力值，用显示值×钢丝绳的匝数得到的数值为此时整条皮带的张力值，单位为公斤。

注：1、各根钢丝绳的受力要均匀，滑轮组的机械传动要好
2、传感器一端的弹簧筒的弹性要好
时间给定：时间值为允许上限或下限的超限时间。

例如：时间设定为10，即张力值超过上限或下限10秒后主机才控制继电器工作，从而实现张力的自动调整，10秒之内继电器不工作。

上上限给定：上上限给定值为皮带设计拉力的200%
上限给定：上限给定值为皮带设计拉力的150%
下限给定：下限给定值为皮带设计拉力的60%
下下限给定：下下限给定值为皮带设计拉力的40%
⑵传感器安装完毕后，插好航空插头，接通电源，仪器前面板的数码管显示正常，无指示灯亮，再按接线盒I上的实验按钮，所按的按钮与仪器面板上的显示相同则表示仪器工作正常。

调试好温度传感器、烟雾传感器、煤位传感器、纵裂传感器的灵敏度即可。

跑偏传感器测试时，扳动传感器的跑偏辊，主机给出相应的信号即为正常。

打滑传感器测试时，需给入启动信号，如果不安装磁钢，35秒后打滑指示灯亮，用磁钢在传感器前10CM处晃一下，打滑指示灯灭，10秒钟后，打滑指示灯再亮，则表示打滑传感器工作正常。

注意事项：在安装调试之前，跑偏、断带、急停的指示灯可能会亮，是因为这三项保护的传感器是常闭型的，这时只需将接线盒I 中这三项对应的拨断开关打到测试状态即可恢复正常。

接好传感器后，再将拨断开关打到工作位置。

如果没有断带传感器，则控制断带的拨断开关应在测试端。

第八章使用注意事项
检修时不得改变本安电路及关联电路中元器件的规格型号及电器参数。

第九章井下检测
1、主机功能的检测：
⑴温度的检测
当按下温度实验按钮后主机的温度指示灯给出指示，同时报警器给出报警信号，单片机控制主控继电器和洒水继电器，进行停车和驱动电磁阀洒水。

松开按钮，主机恢复到监控状态。

⑵烟雾的检测
当按下烟雾实验按钮后主机的烟雾指示灯给出指示，同时报警器
给出报警信号，单片机会立即控制洒水继电器驱动电磁阀洒水，15秒钟后单片机会控制主控继电器进行停车处理。

松开该按钮，主机恢复到监控状态。

⑶煤位的检测
当按下煤位实验按钮后主机的煤位指示灯给出指示，同时报警器给出报警信号，单片机会立即控制主控继电器进行停车处理，松开该按钮，主机恢复到监控状态。

⑷打滑的测试
当按下打滑实验按钮后主机的打滑指示灯给出指示，同时报警器给出报警信号。

15秒钟后单片机会控制主控继电器进行停车处理，松开按钮，主机恢复到监控状态。

⑸急停的检测
当按下急停实验按钮后主机的急停指示灯给出指示，同时报警器给出报警信号，单片机会立即控制主控继电器进行停车处理，松开按钮，主机恢复到监控状态。

⑹断带的检测
该试验按钮为备用按钮，传感器由用户自行提供。

当按下该实验按钮后主机的断带指示灯会给出指示，同时报警器给出报警信号。

单片机会立即控制主控继电器进行停车处理，松开该按钮，主机恢复到监控状态。

⑺跑偏的检测
当按下跑偏实验按钮后主机的跑偏指示灯给出指示，同时报警器
给出报警信号，延时15秒后单片机会控制主控继电器进行停车处理，松开按钮后，主机恢复到监控状态。

⑻纵裂的检测
当按下纵裂实验按钮后主机的纵裂指示灯给出指示，同时报警器给出报警信号。

单片机会立即控制主控继电器进行停车处理，松开该按钮，主机恢复到监控状态。

注：对于具有连锁功能的主机，如在启动状态下检测，松开实验按钮后，故障指示灯为闪动显示。

恢复到停止状态，指示灯恢复正常。

2、传感器的检测
⑴正常状态下，传感器的信号端与地之间的电压为+12V（打滑传感器低于+3V），电源端与地之间的电压为+12V，传感器检测到故障后，信号端与地之间的电压低于+3V（打滑为+12V）。

反之，表明该传感器已坏。

⑵急停、跑偏、断带信号输入为开关信号，传感器的信号端与地
之间的电压为0V，传感器检测到故障后（或传感器发生故障），电压为+5V。

第十章定货须知
1、每种传感器需要数量在合同中注明，多出成套部分另行计
价。

2、自动洒水灭火装置的供电电压和公称压力在合同中注明
（36V/127V,4Mpa/6Mpa）
3、张力断带传感器到主控仪表均采用0.5平方毫米四芯屏蔽电
缆，用户可根据皮带机长度进行订购。

出厂每台配0.5平方毫米四芯电缆50M。

其它传感器均采用1.5平方毫米的普通四芯电缆，长度根据用户需求自行配置，厂家不负责提供。

4、如用户需要其它扩展功能（时间显示故障存储，RS485及自定义输入/输出）请在合同中注明。

第十一章产品成套性
1、使用说明书1本
2、产品合格证1份
3、主控仪表1套
4、拉（压）式张力断带传感器1只
5、信号电缆50M
6、分线盒I 1只
7、速度传感器1只
8、温度传感器1只
9、烟雾传感器1只
10、煤位传感器1只
11、跑偏传感器1对
12、纵裂传感器1只
13、急停传感器1只
14、洒水灭火电磁阀1只
第十二章附表
APL—I型皮带张力监控保护装置常见故障及排除
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接线盒I（各种传感器）接线示意图
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