掘進機控制系統及相關技術

文/吳培軍

我國煤炭產業生產建設中，依照懸臂掘進機調整技術發展標準，分析綜合化機械挖掘模式，提升掘進效率。依照礦井安全生產模式，逐步降低工人的勞動強度，加強我國掘進機的長期穩定發展效果，實現掘進機綜合技術水平的提升。依照遠程監控、無線遙控、視頻監控等，實現有效的推陳出新，調整掘進機的整體工作狀況，從多角度條件分析遠程監控、無線監控、視頻監控中，線上線下的標準，結合環網、地面的整體網絡接入點標準，加強掘進機綜合運行參數的分析，獲取有效的數據參數信息監測效果，對相關參數、信息進行顯示，提升遠程故障診斷和報警等各類功能的研究。

1 掘進機控制存在的各類問題

掘進機始終是以自身定位和自動定向為標準，在實際的參考坐標分析過程中，受激光指向，分析煤壁的光點情況，判斷掘進機無法與其建立的關系問題。掘進機操作過程中可能自動化水平較低，掘進機手動操作中，需要根據具體的定位、定向，分析斷面的實際挖掘情況，判斷具體割接的形狀和質量標準。

掘進機的操作自動化模式較低，掘進機手段操作定位可能不準確，接割處理中采用手動模式，擺動速度低，會影響整體割接效率，處理不合理，會造成割接損壞，最終導致割接失敗。掘進機在實際的控制自動化操作過程中，需要采用智能化控制標準，如果控制水平較低，就無法實現遠程化的遙感操作作業分析，無法實現綜合作業的高質量操作，產生嚴重的安全隱患問題。掘進工作的環境差、工作量多，勞動強度較大，工作效率水平較低，可能產生較多的安全隱患問題。

按照我國礦產業機械作業標準，需要結合國家重點課題，分析掘進機遠程化控制的操作技術標準和檢測系統模式。分析掘進機遠程監測與控制的關鍵要素，分析重點核心的思路和內容，加強對掘進裝備的可視化監控技術分析，加強自主研發的遠程掘進技術監控系統分析，從中獲取必要的掘進裝備，滿足煤礦井下掘進作業、煤礦安全生產規劃的整體技術要求。

2 掘進機關鍵技術要素分析

依照三位一體化的遙控測試標準，分析可視化遙控、地面遠程化監測過程，從自動化割接、自適應控制、定位掘進、可視化遠程操作等模式下進行分析，調整視頻監控下的診斷測試標準，獲取有效的技術和檢測系統應用。

2.1 計算機機載位移傳感器自動截斷控制系統

按照可編程計算機控制標準，分析實際有效控制的面板，組成高性能的機載計算機控制系統。依照高槽廢油缸，內置位移傳感器，組成掘進機割頭，控制位置高度和精準度，實施自動化系統分析。按照懸臂式的掘進機組斷面，調整自動化載割條件下的自動編程軟件分析控制內容。通過檢測與控制確定升降轉動下的伸縮比例量，實施精確控制割頭空間的位移操作，實現斷面形狀的自動化截割操作，使掘進機自動界面出現整斷面層，割接斷面的最大誤差控制在50mm內。斷面自動截割過程中，需要調整截割面的實際功能，確定符合功能基礎的智能化檢測分析功能。依照自動化人工修剪斷面的邊界分析，判斷最大斷面的質量。依照系統的使用，逐步消除掘進機的手動操作，提高掘進機的效率，減少人工的勞動力強度。

2.2 多參數截割下的自適應制度系統分析

按照油缸位移傳感器、電流變電輸送系統，按照掘進機截割的自適應控制系統，調整軟件的控制過程。以掘進電氣控制設備的電流操作為保護模式依據，通過檢測截割臂，驅動油缸伸縮長度，控制伸縮變化比率關系，確定截割的電流值，調整電流變化的各類參數。通過自動截割過程分析，對不同的工況進行邏輯識別分析，以自適應控制截割擺速和方向。根據系統的實際操作，基于PID技術調整擺動速度的自適應控制端，盡可能的預防悶車功能的發生，調整車載體的減震防擺動功能效果，控制載割電流小于1.2倍的額定電流標準。PID控制反應中，反應時間應當小于0.4s，具有一定的抗干擾能力。按照具體的液壓功率，調整載割功率匹配下的無級調速，參照具體的判斷和悶車情況，對硬質點進行處理。

2.3 掘進機機身參數自適應檢測系統分析

按照掘進機機身的參數檢測標準，分析具體的原理和方法，調整水平偏角、水平偏距、俯仰角、車前距、橫滾角等幾個關鍵自動檢測顯示標準。根據礦用隔爆形式的激光發射儀，調整雙軸向傳感的測量，確定礦用的激光測距儀。根據測量水平偏差角度，調整傳感器測量的仰角、橫滾角位置。按照水平偏角的有效測定距離分析，確定測量參數。按照工控版面標準分析掘進機在煤礦實際位姿的偏差范圍。通過自動定向的掘進機控制系統，確定相對測量的誤差積累問題，技術指標，為自動定向掘進奠定必要的基礎。

2.4 基于多參數反饋的控制定掘進系統分析

依照系統的前鏟板，加裝礦用傳感器。按照支撐油缸中加裝的內置傳感器，控制鏟板、支撐動作油路的安裝過程，確定壓力傳感器的處理效果。通過掘進機的姿態位置控制，消除控制系統中的壓力，調整誤差，消除控制系統實時控制鏟板、支撐的伸縮縫比例關系。在截割過程中，按照軟件控制的截割標準，采用水平偏距處理，通過調整誤差補償，確定正確的邊界面，處理兩個邊界之間的誤差，調整掘進定向激光指向大小，調整最大的誤差標準。在工控機面板的具體測量分析中，按照各類誤差大小，分析提高掌控穩定性的實施辦法，判斷消除機身偏角、偏距離的具體模式，調整測量的偏差，保證高精度的定向掘進效果。

2.5 嵌入式掘進機井下可視遠程監控系統的遙控分析

按照機載控制系統、工業監控計算機、CAN總線通訊組成。按照準確的監控軟件測試控制系統，調整機組信號的開啟和關閉過程，判斷自動刷幫、截止停斷的操作。按照系統整體進行實施各種狀態信息分析，分析油溫、截割電壓、電瓶、姿態、截割頭的位置。通過信息綜合化的評估分析，調整掘進機的狀態與健康水平，進而保證掘進機的整體安全運行效果。

掘進機按照遙控手柄發射的高頻信號模式，按照掘進機遙控接收模式，通過與光纖轉換模塊，傳入到機載計算的控制系統內，實現掘進機的遠程化控制，實現掘進機各類狀態信息、油溫、截割電壓電流、截割頭位置的調整。通過綜合信息的掘進機工作狀態分析，確定掘進機的安全有效運行。

掘進機在遙控發射高頻信號分析中，按照遙控接收模式，調整光纖裝換模塊的傳入效果，調整以實現掘進機遠程遙控功能分析，提升系統實際的遠距離光纖控制操作。根據距離掘進機的遠程監控模式，對系統進行全過程的系統遙感測試，分析消除各類安全人身安全隱患問題，解決各類突發的掘進難題。

2.6 攝像頭視頻監控測試系統

按照系統視頻的監控測試過程，準確的分析無線礦下隔離爆下的網絡攝像儀標準水平。依照最低的照明角度，從實際的無線可視傳輸距離上進行分析，判斷該系統可以實現的多角度實時傳輸效果。根據掘進機本地工作的圖像進行遠程化控制點分析，判斷攝像頭下抗震整體性能標準，調整時間長短，確定視頻信號的可控范圍和認可控制標準。

2.7 遠程可視監控診斷系統分析

按照系統機載的計算控制系統過程，依照掃描轉化過程進行以太網模塊的分析，調整環網下的組裝標準，檢測系統的終端管控組成形式，依照掘進機各方面檢測數據，通過機組計算機的系統控制采樣，分析轉變模塊進入礦井組網的情況。按照系統地面的整體實時監控分析過程，判斷掘進機運行狀態的各類參數，對運程故障進行診斷，分析報警功能，歷史數據保存情況。按照具體顯示、打印功能、系統面參數等進行視頻圖像分析，確定觀測記錄的模式，保證掘進機的安全有效運行。

3 結語

綜上所述，掘進機控制系統分析過程中，依照具體的掘進機組，判斷具體的挖掘參數和分析標準，對掘進機組的控制模式和平衡過程進行模型分析，判斷相關平衡模式下的模擬系統操作，從實際情況出發，研究符合掘進機組的控制系統研究方案，獲取有效的掘進控制新思路，完善操作標準，提高操作模式的應用，獲取有效的掘進機組應用系統操作辦法。