采煤機電控系統模塊化設計分析

趙云雷

【摘 要】采煤機電屬于一種較為先進的設備內容，它能夠受到控制系統的指揮，展開實時的工作。與液壓采煤機相比，在采煤機的控制系統中設置電力控制，更加科學有效，而且對于控制系統科學性和穩定性的提高，有著最為直接的效用。論文主要對采煤機電控系統的模塊化設計進行了分析，并提出了針對性的一部分建議。

【Abstract】The coal mining machine belongs to a kind of advanced equipment content.It can be controlled by the command system，and carry out real-time work.Compared with the hydraulic coal mining machine， it is more scientific and effective to set up the power control in the control system of the coal winning machine，which has the most direct utility. In this paper， the modular design of the electric control system of coal mining machine is analyzed， and some suggestions are put forward.

【關鍵詞】采煤機；電控系統；模塊化設計

【Keywords】 coal mining machine； electronic control system； modular design

【中圖分類號】TD632 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）03-0088-02

1 采煤機中電控系統的功能簡述

1.1 多樣化的控制方式

在現階段的采煤機中，主體的控制方式并不單單有自動化控制一種，很多時候，要根據采煤的實際需求，設置半自動控制和手動控制。這樣的控制系統設置，對于應對各種采煤過程中出現的問題，有著最為直接的作用。一旦其中的一種控制系統出現了錯誤，不能夠再進行控制，可以迅速進行切換，由其他的控制系統來完成控制工作。

1.2 切實的監控功能

一般而言，在運用采煤機盡心工作的過程中，都會面對一些復雜的環境，如果不加以注意，很容易出現工程中的失誤或者儀器的損壞，為此，在使用電控系統為主的采煤機時，需要對它的運行狀態進行監控，一旦出現某一部分的運行問題，應當迅速進行檢查，必要時候應該迅速進行停用，直到排除故障。具體的監控內容主要包括采煤機運行狀態、變頻器狀態、電流強度和信號狀態等，其中的任意一項內容出現了問題，都會導致整體的工作效益迅速下降。對于采煤機而言，周圍的環境是對采煤機的最直接威脅，一旦把握不好，很容易出現各種各樣的問題。因此，在電控系統的規劃中，也要設置一部分切實有效的監控系統。

2 系統模塊式結構及功能展示

在對采煤機電控系統進行模塊式設計的時候，需要切實考慮到各個模塊的獨立性和銜接性，不同的模塊之間，需要共享相同的信號，同時又不會產生干擾的狀況。對于不同模塊之間的連接，主要是通過CAN總線來完成，并且能夠實現電氣元件科學的集成。現階段的CAN總線技術，所具有的功能十分廣泛，最為核心的主要有四個方面的內容。

第一，CAN總線連接后的電控模塊，具有較高的信號傳遞準確度，發射的速度相對較快，而且十分穩定，對于采煤機的整天工作狀態也能夠進行有效監控。

第二，這種電控模塊，本身所具有的抗干擾能力相當強，能夠應用于多種不同的環境，即使周圍的噪聲污染比較嚴重，它也能夠較好地保持工作狀態。

第三，CAN總線下的電控系統，具有一定的靈動性，它能夠根據當前客戶的實際需求，對優先權進行設計，使得多個不同的系統模塊同時連接到CAN總線上，并對主體的工作設備，進行優先權的分配。

第四，現階段的采煤機電控系統，本身有著較高的監控功能，能夠科學迅速地發現系統運行過程中可能出現的問題，并采用報警的方式提醒工作人員進行有效的處理。同時，通過電控系統，可以對系統的故障檢查形成一定的輔助作用，能夠最大化地降低損失。此外，隨著科技的發展，國內的電控系統功能有了很大的發展，其中的各個系統模塊能夠迅速連接到控制中心，并將其中的各項數據內容實時地展現到顯示屏上，進而方便工作人員合理地監控整個工序的有效開展。

3 采煤機電控系統模塊化設計分析

3.1 核心的功能模塊——中央處理器

在采煤機電控系統當中，核心的部分是CPU模塊，它能夠對其中的各個模塊進行科學的控制以及管理，并且發布和執行不同的功能指令。可以看出，CPU模塊能夠對電控系統產生最為直接的影響，人們需要努力保持CPU性能處于較為優良的狀態。在實際的采煤機電控系統中，工作人員需要優先選擇較為科學的CPU型號，現階段的型號主要是Cortex-M3，它的實效性十分高，并且是核心的系統控制器，具有相當快的處理速度。同時，該中控制器具有極強的適應能力，能夠為不同的模塊，提供8個連接通道，整體的執行效率十分高，可以在較短的時間內迅速對操作人員的指令功能進行運用。此外，它還有一定強度的抗干擾能力，即使面對礦井中十分復雜的工作環境，它的工作優勢依然不會有絲毫的減弱。緊跟著時代的變遷，電控系統中的CPU模塊，不可能永遠保持原有的工作狀態，可以根據實際的需要對它進行科學有效地更新，以滿足用戶的實際需求，使得采煤機獲得全新的優化和發展[1]。

3.2 模擬信號控制系統

現階段，我國的采煤機電控系統模塊之間的銜接，需要有較好的模擬信號輸入，以完成科學有效地控制。而其中的輸入信號，不僅包括了基礎的電流信號和CPU模數，還包括牽引機電流，對于這些數據的收集，可以統一采用電控系統中的采集模塊來完成。并且，對于采集后的數據，不能夠進行直接地輸入，還需要進行一定的處理分析，確保結果具有高度的可行性，再將數據內容集中反饋給CPU模塊，由CPU進行處理，以完成核心的控制功能。現階段的采煤機電控系統，主要包含了2個ADS774電路，其中所安置的處理芯片產生的能耗十分低，在采樣的過程中又會保持較高的精確度，速度也相對較快，可以在較短的時間內，接收實際的信號，并對后期的工作進行處理。此外，在模擬信號的控制系統中，芯片周圍的元器件十分少，在與其他元件相連的過程中，可以通過多種接口方式進行，整體的適應性相當強。

3.3 端頭操作系統

在運用采煤機采煤的過程中，還需要運用到端頭操作系統，它一般處在采煤機的兩端。在實際的采煤控制中，需要運用操作系統上的按鍵實現對采煤機的直接控制，而控制的主要內容包括采煤機的開啟以及停止、速度、掘進方向以及搖臂的降低等內容。

首先，中央處理器會發出一定的操作信號，并將這部分信號傳輸到端頭操作系統。緊接著，由這一系統中的處理模塊對接收到的信號進行分析，并得出最終的指令，完成相應的操作。當前，我國國內的端頭操作系統可以分為幾方面的內容，主要有自動化控制、手動控制以及半自動化控制，在整個控制的過程中，經常還會運用到以太網，以實現整體性的遠程操控連接系統。可以看出，在整個指令的完成過程中，端頭操作中的信號處理尤其地重要，而且能夠對不同的信號采取針對性的處理方式，使得采煤機的控制更加直接有效。

4 結語

采煤機電控系統模塊化設計的科學性，對于整個采煤機的使用，有著最為直接的促進效用，而且能夠在較短的時間內，迅速有效地實現完整的控制流程，新時期的煤炭企業，應當加大對其的利用，積極地運用采煤機電控模塊化設計，使得整體的采煤控制效率迅速提高。

【參考文獻】

【1】李志杰，蘇志偉.煤礦提升機電控系統設計與分析[J].科技致富向導，2013（33）：56-57.