新型采煤机电控装置的研究分析
社会发展对煤炭资源的需求,使得采煤机设备开始趋向于信息化
和高效化。煤矿企业期望利用高稳定性和可靠性的采煤机电控装置,
来提高综采设备的性能和工作效率。而在这种思维观念的影响下,电
控装置不断的进行着改革和创新。稳定性高的采煤机,可以提高整个
采煤的工作效率,也能减少人工劳动力的强度。但是,采煤机的电控箱
很难在狭小的空间内施展,造成了采煤工作的许多不利因素,也很难对
采煤机电控装置进行维修和维护。
本文所提出的电控装置,分为变频调速和电气控制两大系统,主要
应用了DSP嵌入式的计算机控制技术,并且有大屏幕显示技术和信号
传输技术的介入。整个网络分布的结构,既能调节采煤机的截割部位,
也能控制截割部位的工作。也可以用变频调速来加以控制。而DCS
控制系统又不会使得各个系统部分出现互扰的问题,提高了采煤的工
作效率。
1 主要特点
该采煤机电控装置的牵引系统,实施的是主从式的模式,由变频器
来拖动牵引电机,变频器和牵引电机都是两台。其中,变频器有着自动
恒功率的调节办法。由于该装置使用了数字信号处理技术DSP和分
布式的控制系统DCS,具有一定的先进性。该电控装置还采用了先进
的通讯技术和信号传输技术,连接方式是网络形式,可以拓展系统的整
个性能。DSP技术使得数据有了更高的准确度。由于有着较好的人机
界面,可以提供更准确的系统参数。其运行状态的故障记忆功能,方面
更好的查找系统内部故障,具有自动化的诊断故障能力。
2 内部构成
该新型采煤机电控装置主要分为电气控制和变频调速两大系统,
并加上一部分的辅助系统。电气控制系统由电控箱进行控制,而变频
调速系统由调速箱进行控制。其他的辅助系统有端头控制站、分线盒、
瓦斯监测仪、遥控器等。截割电机、调高电机和牵引电机提供采煤机
的机械动力。电控装置由控制器组件来完成操作控制。
2.1 主控制器
主控制器是整个采煤机电控装置中最主要的控制部分,它的设计
结构相对复杂。主要负责将人机界面和控制部分进行交互,然后将状
态信息传送到显示单元,接收HMI的修改请求,决定下一步的操作。另
外,主控制器能够运用无线遥控的办法操作控制牵引调速系统,控制制
动器和液压操作阀,并接收处理端头操作站的输入。电机的电流信息
传入主控制器以后,能够实现重载反牵的功能。主控制器的研制,还能
保护好过热的电机和瓦斯的超限。
2.2 模拟量系统
模拟量系统是将泵电机、牵引电机的电流信号处理后传输到主控
制器中。主控制器完成重载反牵的功能。该系统主要是将信息传递给
主控制器,然后实施过载、过热的保护功能。
2.3 遥控接收盒
遥控接收盒主要负责处理遥控发射器输入的无线信号。经过检
波、解调后驱动继电器,从而输送到主控制器内,实现采煤机的运行。
2.4 指令转换盒
指令转换盒主要处理变频器的状态指令,以及将主控制器输出的
速度信号转发给变频器来调节采煤机的速度。处理状态指令,主要有
处理接触器、松闸指令,由程序算法进行处理。处理主控制器的速度
信号,将其信号转变成为模拟量模块,来保护牵引电机功率。
2.5 显示部分
显示部分主要是由发光二极管和GP显示器组成。GP显示器能
够和主控制器相通信,显示出各种的工作状态和参数信息。如果检测
系统时发现了故障,则会自动保存好故障的信息数据。并且,运行时所
采集的所有工作温度和电流,都可以存进存储卡内,将其导出便可以轻
松的查看。电控箱上还有显示按钮,能够轻松便捷的进行窗口切换。
3 控制交互方式
该新型采煤机电控装置的控制方式,主要有三种人机交互方式,即
遥控器方式、端头操作站方式、机身按钮方式。
3.1 遥控器方式
遥控器方式即手持遥控机,它能够接收到主机电路发送的整个采
煤机的工作状态情况,并由此向主机电路发送执行的命令。操作人员
可以将其随身携带。根据手持遥控机的显示数据,比如电机的电流量、
温度情况以及采煤机运行参数,来控制采煤机组的方向、加减速、摇
臂升降问题。手持遥控机发出指令,接收盒解调好无线信号,驱动继电
器运作,节点信号传输给PLC输入模块。遥控器方式的控制能力只能
在井下距离15 m时有效,也是便于操作的方式。
3.2 端头操作站方式
该控制方式处于采煤机的两端部位,控制整个采煤机组的方向、
牵停、加减速,和手持遥控器的功能差不多。主要的区别在于放置的
方向和精确性。端头操作站发出指令之后,接受盒解码译码信号,再经
过光电的隔离,获得了继电器的动作,其节点信号再传输给PLC输入模
块。
3.3 机身按钮方式
该控制放置在电控箱的面板部位,能够方便的实现采煤机组的牵
引送断电以及方向、运闭等控制。机身按钮操作将运行动作的节点信
号传输给PLC开关的输入模块。PLC组件获得指令以后开展程序算
法,从而开展相应的动作。
4 结语
随着社会的发展和科技的进步,采煤机电控装置也将不断的步入
信息化和高效化。本文所研究的新型采煤机电控装置应用了DSP技
术,并实施分布式的控制系统,由多种高信息传输技术和网络连接方式
组成。在控制方式上,有遥控器方式、端头操作站方式和机身按钮方
式三种。和传统的采煤机电控制装置相比,具有更准确的系统参数和
人机界面,使得采煤机的工作效率大大提高。
参考文献
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