电驱动采煤机控制系统设计与实现.pdf
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1、:./.电驱动采煤机控制系统设计与实现李 乾(山西西山煤电(集团)有限责任公司山西 太原)摘 要:针对电牵引采煤机控制系统存在的灵活性差、数据处理能力不足的问题设计基于 的电牵引采煤机电控系统 重点分析了以 芯片和 芯片为中央控制单元的电驱动采煤机控制系统硬件、软件设计方案 中央控制单元周期性地采集采煤机机身的模拟数字信号以 总线通讯模式与主从变频器、触摸屏、远程控制计算机等进行交互完成采煤机的控制、本地显示以及远程控制 试验分析结果表明:设计并实现的电驱动采煤机控制系统满足设计要求提升了采煤机的智能化水平和控制系统的灵活性以及数据处理能力关键词:电牵引采煤机监测远程控制主从变频器中图分类号:
2、.文献标识码:文章编号:()(.):.:引 言采煤机是煤矿井下综采工作面的“三机”设备之一其控制系统的灵活性、数据处理能力严重制约着综采工作面智能化进程 因此结合当前先进的、控制技术设计出数据处理能力强、灵活性好的智能型电驱动采煤机控制系统成为提升采煤机功能的重要目标 由于现有电驱动采煤机控制系统方案存在功能单一、灵活性差、数据处理能力不足等问题对提升采煤机的工作效率、保障煤矿井下高效安全生产带来诸多困难 通过、控制技术、主从变频控制技术以及 总线通讯技术的应用能够达到提升采煤机灵活性、增强数据处理能力的目的也为提升采煤机控制系统智能化水平及实现高效、稳定、安全生产奠定了基础笔者基于控制器技术
3、、主从变频控制技术以及 总线通讯技术提出电驱动采煤机控制系统方案重点对系统设计硬件、软件设计进行阐述并通过试验验证了采煤机控制系统运行的有效合理性达到采煤机控制系统实现智能化的目的对提升综采工作面作业效率具有一定参考意义 设计总体方案电驱动采煤机控制系统结构框图如图 所示图 电驱动采煤机控制系统设计框图 工作原理为:截割电机电流、截割电机温度、瓦斯煤矿机电 年第 期(第 卷总第 期)机械研究与应用收稿日期:作者简介:李 乾()男山西原平人工程师主要从事机械化、自动化、计量等方面的科研工作浓度、牵引变压器温度等传感器信号以及控制按钮、遥控接收器指令、绝缘监测等信号经输入模块传送至中央控制单元 远
4、程控制计算机控制信号经 通讯传送至中央控制单元并由中央控制单元对输入信号进行分析、计算、逻辑处理经输出接口控制采煤机的截割电机、摇臂升降等动作通过 通讯控制主从变频器进而完成对左右牵引电机的控制通过 通讯将采煤机运行数据传送至远程控制计算机通过 通讯将采煤机运行数据传送至触摸屏实时显示电驱动采煤机控制系统由主控模块、接口模块、显示模块、模拟量采集模块以及远程控制模块五部分组成具体如下()主控模块:由 组成中央控制单元扩展 通讯接口分别与主从控制器、远程控制计算机、触摸显示屏通讯扩展模拟量信号输入模块、输入接口模块接收传感器信号、按钮信号并进行分析处理由 总线通讯、输出接口输出完成采煤机牵引部、
5、截割部控制()接口模块:由模拟信号输入接口、输出接口组成用于采煤机机身模拟量信号、开关信号的处理与控制()显示模块:完成采煤机运行过程状态的本地显示方便采煤机的维护与维修()模拟量采集模块:周期性地采集采煤机左右截割电机电流及温度、瓦斯浓度以及牵引变压器温度数据()远程控制模块:以 总线通讯采集采煤机运行数据对采煤机运行状态进行分析进而发出指令完成对采煤机的远程控制 硬件设计.硬件选型电驱动采煤机控制系统的核心硬件主要包括 控制器、控制器、光耦合器、触摸显示屏、变频器具体选型如下()控制器及 控制器 控制器选用 的 控制芯片该芯片采用改进的哈佛总线结构计算处理能力强、中断快速响应好、支持/通讯
6、、支持 个可复用的 引脚、支持静态 技术 选用 的 芯片该芯片采用快速启动、非易失结构具有低成本、低功耗等特点 选用的 以及 芯片组成采煤机电控系统的中央处理单元满足设计要求()光耦合器 选用 光耦合器件实现、输入管脚信号的光电隔离()触摸屏显示屏 选用三菱 系列的该触摸屏支持 总线通讯可在 软件平台对要显示的界面进行编辑满足采煤机监测界面设计要求()遥控器及接收器 遥控器选用的型号为接收器选用的型号为 矿用本安型供电电源为 最大输出电流为 使用时需串联 电阻 与中央控制器的输入口 相连控制采煤机总急停、牵引急停、左右牵引、摇臂上升/下降等动作()变频器 选用 采用 控制模式 选用两个同型号变
7、频器分别作为主变频器、从变频器以分别控制左右牵引电机采用“一拖一”主从控制方式 通过数字量开关信号控制变频器的启停、加减速、正反转通过 总线通讯读取变频器运行状态数据.硬件接口电驱动采煤机控制系统硬件接口主要有中央控制单元扩展的输入接口处理开关按钮、遥控接收器、瓦斯监测、水流量监测、变频器故障等信号详细硬件地址分配如表 所列表 输入接口硬件地址分配地 址物理意义地 址物理意义总急停牵引总急停牵引总急停左牵引启停右牵引启停左摇臂升左摇臂降右摇臂升右摇臂降左截割启停右截割启停破碎启停牵引部送电牵引部断电水流量监测信号瓦斯断电信号绝缘监测信号左变频器故障信号右变频器故障信号故障复位信号保留 电驱动采
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- 关 键 词:
- 驱动 采煤 控制系统 设计 实现