新型采煤机电控装置的研究分析 单志军

新型采煤机电控装置的研究分析单志军

发表时间：2018-03-20T15:52:56.573Z 来源：《基层建设》2017年第35期作者：单志军

[导读] 摘要：虽然时代在不断发展，我国整体经济水平以及综合国力在不断提升，但是煤炭资源仍然作为工业生产中的重要资源，当然煤炭资源在人们生活中也占据着不可或缺的地位，为了满足社会的不断发展需要

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摘要：虽然时代在不断发展，我国整体经济水平以及综合国力在不断提升，但是煤炭资源仍然作为工业生产中的重要资源，当然煤炭资源在人们生活中也占据着不可或缺的地位，为了满足社会的不断发展需要，我国煤矿企业经历了一系列的改革的创新，将先进的科学技术应用到煤矿生产中，新型采煤机改善了传统采煤机采煤过程中的不足，机械化水平以及自动化水平更高，所以新型采煤机的应用在更大程度上促进了人工的解放，结合信息技术，促进了采煤机牵引部的五级调速，非常适合当今煤矿企业发展的形式。本研究针对新型采煤机电控装置展开了详细的研究，首先分析了新型采煤机的主要应用特点，然后分析了新型采煤机电控装置产生的原因，接下来分析了新型采煤机电设备的内部结构以及详细的控制交互方式，对于促进煤矿产业发展，促进先进科学技术在煤矿生产中的良好应用有一定的借鉴意义。

关键词：煤矿；采煤；机电控装置；结构；设备；信息技术

前言

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 本文所研究的新型采煤机的主要特点

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 新型采煤机电控装置产生的主要原因

由于社会在不断发展，人们的生活水平以及工业化的生产水平在不断进步，所以煤矿资源的产出也必须满足社会不断发展的需要，采煤机在采煤过程中的应用，在很大程度上解放了人工，提高了采煤效率，但是传统的采煤设备已经不足满足不断增长的需要了，因此随着信息技术的不断发展，与信息技术结合的新型采煤机电控装置也就应运而生了。新型采煤机电控装置是社会发展的产物，是顺应时代发展需要的，在其中引进一些先进的技术以及先进的理念促进采煤机械设备的不断创新，保障其稳定健康运行能够促进效率的提升，所以新型采煤机电控装置的产生是社会发展的必然产物也是煤矿企业想要进一步向前发展的产物。

3 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。

3.1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。

3.2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。

3.3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。

3.4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。

3.5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。

4 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。

4.1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。

4.2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。

4.3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。

5 结语

综上所述，随着社会的发展和科技的进步，采煤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。外，该装置还引进了先进的通讯、信号传输技术，并将内部结构以网络形式连接，使整个结构系统的性能都得到了拓展。从新型采煤机电控装置的功能特点上来说，该装置尤其适合在现代采煤作业中使用，将其安装到采煤机机械上以后，能有效控制并提高采煤机工作效率，并确保其安全、稳定运行。

参考文献：

[1] 程千里.采煤机电控系统模块化设计[J].能源技术与管理，2011（06）

[2] 许丛林.新型采煤机组在薄煤层开采中的应用[J].山东煤炭科技，2010（03）

[3] 朱秀.新型采煤机电控装置的研制[J].煤炭技术，2001（04）

[4] 于学文.新型采煤机电控制装置的研究分析[J].科技论坛，2011（03）

[5] 张蕾蕾.新型采煤机组在薄煤层开采中的应用[J].工业技术，2013（03）

[6] 谢子殿.新型采煤机电控装置的研制[J].煤炭技术，2011（12）作者简介：

单志军，男，6422231986****3014