新型采煤機電控裝置的研究分析

張雷雷

摘 要：煤炭資源是我國最基本的消耗能源。我國的經濟發展和居民的日常生活都離不開煤炭資源。為了滿足我國對煤炭資源的需求量，采煤機也進行了一定的改革和創新。新型的采煤機具有較高的機械化程度，也能在一定程度上減少工人的勞動強度。它采用了先進的信號傳輸技術、大屏幕中文顯示技術等。運用了網絡分布的結構，真正實現了采煤機牽引部的無級調速。適應于當今信息化時代的需求。本文就此對新型采煤機電控裝置進行研究，分析了其主要內部構成和工作原理。

關鍵詞：新型 采煤機 電控裝置 研究

中圖分類號：TD421.6 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（c）-0087-01

社會發展對煤炭資源的需求，使得采煤機設備開始趨向于信息化和高效化。煤礦企業期望利用高穩定性和可靠性的采煤機電控裝置，來提高綜采設備的性能和工作效率。而在這種思維觀念的影響下，電控裝置不斷的進行著改革和創新。穩定性高的采煤機，可以提高整個采煤的工作效率，也能減少人工勞動力的強度。但是，采煤機的電控箱很難在狹小的空間內施展，造成了采煤工作的許多不利因素，也很難對采煤機電控裝置進行維修和維護。

本文所提出的電控裝置，分為變頻調速和電氣控制兩大系統，主要應用了DSP嵌入式的計算機控制技術，并且有大屏幕顯示技術和信號傳輸技術的介入。整個網絡分布的結構，既能調節采煤機的截割部位，也能控制截割部位的工作。也可以用變頻調速來加以控制。而DCS控制系統又不會使得各個系統部分出現互擾的問題，提高了采煤的工作效率。

1 主要特點

該采煤機電控裝置的牽引系統，實施的是主從式的模式，由變頻器來拖動牽引電機，變頻器和牽引電機都是兩臺。其中，變頻器有著自動恒功率的調節辦法。由于該裝置使用了數字信號處理技術DSP和分布式的控制系統DCS，具有一定的先進性。該電控裝置還采用了先進的通訊技術和信號傳輸技術，連接方式是網絡形式，可以拓展系統的整個性能。DSP技術使得數據有了更高的準確度。由于有著較好的人機界面，可以提供更準確的系統參數。其運行狀態的故障記憶功能，方面更好的查找系統內部故障，具有自動化的診斷故障能力。

2 內部構成

該新型采煤機電控裝置主要分為電氣控制和變頻調速兩大系統，并加上一部分的輔助系統。電氣控制系統由電控箱進行控制，而變頻調速系統由調速箱進行控制。其他的輔助系統有端頭控制站、分線盒、瓦斯監測儀、遙控器等。截割電機、調高電機和牽引電機提供采煤機的機械動力。電控裝置由控制器組件來完成操作控制。

2.1 主控制器

主控制器是整個采煤機電控裝置中最主要的控制部分，它的設計結構相對復雜。主要負責將人機界面和控制部分進行交互，然后將狀態信息傳送到顯示單元，接收HMI的修改請求，決定下一步的操作。另外，主控制器能夠運用無線遙控的辦法操作控制牽引調速系統，控制制動器和液壓操作閥，并接收處理端頭操作站的輸入。電機的電流信息傳入主控制器以后，能夠實現重載反牽的功能。主控制器的研制，還能保護好過熱的電機和瓦斯的超限。

2.2 模擬量系統

模擬量系統是將泵電機、牽引電機的電流信號處理后傳輸到主控制器中。主控制器完成重載反牽的功能。該系統主要是將信息傳遞給主控制器，然后實施過載、過熱的保護功能。

2.3 遙控接收盒

遙控接收盒主要負責處理遙控發射器輸入的無線信號。經過檢波、解調后驅動繼電器，從而輸送到主控制器內，實現采煤機的運行。

2.4 指令轉換盒

指令轉換盒主要處理變頻器的狀態指令，以及將主控制器輸出的速度信號轉發給變頻器來調節采煤機的速度。處理狀態指令，主要有處理接觸器、松閘指令，由程序算法進行處理。處理主控制器的速度信號，將其信號轉變成為模擬量模塊，來保護牽引電機功率。

2.5 顯示部分

顯示部分主要是由發光二極管和GP顯示器組成。GP顯示器能夠和主控制器相通信，顯示出各種的工作狀態和參數信息。如果檢測系統時發現了故障，則會自動保存好故障的信息數據。并且，運行時所采集的所有工作溫度和電流，都可以存進存儲卡內，將其導出便可以輕松的查看。電控箱上還有顯示按鈕，能夠輕松便捷的進行窗口切換。

3 控制交互方式

該新型采煤機電控裝置的控制方式，主要有三種人機交互方式，即遙控器方式、端頭操作站方式、機身按鈕方式。

3.1 遙控器方式

遙控器方式即手持遙控機，它能夠接收到主機電路發送的整個采煤機的工作狀態情況，并由此向主機電路發送執行的命令。操作人員可以將其隨身攜帶。根據手持遙控機的顯示數據，比如電機的電流量、溫度情況以及采煤機運行參數，來控制采煤機組的方向、加減速、搖臂升降問題。手持遙控機發出指令，接收盒解調好無線信號，驅動繼電器運作，節點信號傳輸給PLC輸入模塊。遙控器方式的控制能力只能在井下距離15 m時有效，也是便于操作的方式。

3.2 端頭操作站方式

該控制方式處于采煤機的兩端部位，控制整個采煤機組的方向、牽停、加減速，和手持遙控器的功能差不多。主要的區別在于放置的方向和精確性。端頭操作站發出指令之后，接受盒解碼譯碼信號，再經過光電的隔離，獲得了繼電器的動作，其節點信號再傳輸給PLC輸入模塊。

3.3 機身按鈕方式

該控制放置在電控箱的面板部位，能夠方便的實現采煤機組的牽引送斷電以及方向、運閉等控制。機身按鈕操作將運行動作的節點信號傳輸給PLC開關的輸入模塊。PLC組件獲得指令以后開展程序算法，從而開展相應的動作。

4 結語

隨著社會的發展和科技的進步，采煤機電控裝置也將不斷的步入信息化和高效化。本文所研究的新型采煤機電控裝置應用了DSP技術，并實施分布式的控制系統，由多種高信息傳輸技術和網絡連接方式組成。在控制方式上，有遙控器方式、端頭操作站方式和機身按鈕方式三種。和傳統的采煤機電控制裝置相比，具有更準確的系統參數和人機界面，使得采煤機的工作效率大大提高。

參考文獻

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