沈宏平
广西华锡矿业铜坑矿业分公司，河池南丹，547205
摘要：依据华锡矿业单线循环式运矿索道沿线设备故障情况，综合考虑监测灵敏度、成本投入、具备后续维护便捷等因素，量身定制的掉绳在线监测方法。
广西华锡矿业铜坑矿业分公司I、II期索道分别于1979年和1986年建成投产和使用，两条索道平行架设，线路长均5330m，沿线共108座塔架，设立8个人工监控哨所。始终点高差320m，最大高差380米，并途经一处长1600m，深250m谷地，是目前国内乃至亚洲同类型索道中地形最复杂、运矿量最大的索道。
自投产使用以来，受限于观察距离远、山间浓雾、夜间能见度差等环境制约，虽已安排哨所人员24小时轮值，但通过人工目视检查无法及时观测到索道沿线钢丝绳掉绳异常，因掉绳引起的大面积掉斗事件偶有发生。为及时发现掉绳故障，笔者依据现场情况自行设计掉绳报警装置。
1、索道沿线掉绳的原因
铜坑索道沿线I、II期两期索道的钢丝绳通过沿途108个塔架上的216个托索轮做支撑，机房驱动机带动钢丝绳循环运转，携带矿斗翻山越岭输送原矿至8公里外。
除小概率的报索器机械原因导致抱索不劳，矿斗掉落外，发生大面积的掉斗主要原因为沿途的钢丝绳发生掉绳故障，即钢丝绳的从支撑其运载的托索轮上掉落。以托索轮内外为界，掉绳故障分为掉外绳、掉内绳两种情况。掉内绳时矿斗与塔架碰撞，100%发生掉斗且钢丝绳与刚塔架塔体摩擦产生断丝；掉外绳时不一定掉斗，连续多个塔架上的托索轮掉绳会导致驱动机负载加重，甚至引发整条钢丝绳坠地的严重设备事故。及时发现索道沿线运输异常的关键节点是“监测钢丝绳是否在沿途216组托索轮上正常运行”。
2、掉绳监测方案选择
历经现场调研、现场需求调查初步选定了三个方案，综合从经济投入、实施难度、运行可靠性、准确率、使用维护难度等方面做综合比较。
(1)方案一：钢丝绳跳槽检测
通过检测钢丝绳驱动托索轮旋转，以此来判断是否掉绳。
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2、见效速度慢，需要3—9个月时间收集、分析数据波形。
优势 若能实现则投入最少，对硬件依赖少，免维护。
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3、掉斗监测的实施细节
以0#哨所为试点，历经检测机构选型、监测点安装位置调整、传感器到货试用、控制柜设计制作、现场安装、程序编写和软件BUG修正、现场长期试用等步骤，实现了0#哨所的I期、II期过斗异常报警。因各个哨所的过斗监测装置原理相同，推广安装至其他哨所,多个哨所均安装完毕后便能确保I期、II期整条沿线掉斗监测。通过掉斗监测功能及时发现钢丝绳掉斗的故障隐患。该监测装置目前能实现的功能为：
① 为适配现场不同运载速度、挂斗间隔的开机需求，利用plc的定时器功能综合统计最近10个矿斗的经过时间间隔，自动动态计算平均设定值X。
② 当开机送矿时，利用PLC定时器功能统计下一个矿斗的经过时间，当过斗累计时间大于设定时间间隔Y=2×X-10秒，则控制柜发出“掉斗”故障蜂鸣警示。
③ 通过plc的计数器功能计算正常运载时单位时间内的轮子脉冲数，通过软件编程消除因检修、开倒车等特殊开机状态下导致过斗时间不规律的误报。
④ 利用位置传感器、托索轮霍尔元件于运转时的信号逻辑，发现异常时通过声光蜂鸣报警，提醒线检工确认在线监测装置的硬件异常，排除传感器故障。
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4、机房驱动机的主回路电流监测
通过定制霍尔电流传感器，通过安装PLC及AI监测模块采集驱动机运行电流，通过以太网接口实现PLC与电脑上位机的数据通讯，通过组态软件完成了驱动机电流的“实时电流曲线”和“历史电流曲线”绘制，其作用为：
① 以“实时曲线图表”的直观方式提供给司机辅助观察，作为判断设备异常，操作停机的依据。
② 以“历史曲线图表”的方式，用于采集今后发生跳绳、掉斗时的设备参数变化，找出相关规律。历时一年，通过采集现场16次小规模掉斗、10次掉外绳故障波形，累积故障时的电流曲线，成功查摸索出索道沿线设备故障的参数特征，并依据特征针对性地编写PLC了语句来实现设备异常故障报警。
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通过组态软件制作的“实时电流曲线图”和“历史曲线图”
5、结束语
依据铜坑矿业分公司索道沿线运输特点，针对性地定制设备故障的监测方案，方能克服现场地势环境不便导致的设备维保困难。该装置的成功应用后，保障了索道沿线设备安全运行，取得了一定经济和社会效益。