无人工作面智能化采煤机监控系统的研发

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㊀ ㊀ 根据监测主要工作参数的不同ꎬ 监控板又分为 4 种类型: 电气系统监控板㊁ 液压及水路系统监控
④左 / 右牵引电动机电流ꎬ牵引电动机需要安装 2 个 电流传感器ꎬ型号为 C50ꎬ 量程 0 ~ 500 Aꎬ 供电电压 10 ~ 15 Vꎬ 输出电流 0 ~ 20 mAꎻ⑤ 左 / 右滚筒绕组电 动机温度ꎬ由永磁电动机直接给出模拟量信号ꎬ每个 电动机安装 6 个 PT100 温度传感器ꎻ⑥ 左 / 右油泵 电动机温度ꎬ2 个 11 kW 电动机ꎬ 每个电动机安装 2 个 PT100 温度传感器ꎻ⑦ 左 / 右牵引电动机温度ꎬ 牵 引电动机需要安装 2 个 GWP200 - C 型矿用本安型 温度传感器ꎬ量程 0 ~ 200 ħ ꎬ供电无源式ꎬ 输出电阻
MA Hong ̄li 1 ꎬSI Kai ̄wen 2 ꎬLYU Dong ̄yue 3
Abstract :In order to realize an accurate collectionꎬintelligent analysis and effective control of the data at each monitoring and control point intelligent control and monitoring & control system of MG250 / 595-WD electric haulage coal shearer as a study objectꎬwith the cutting mo ̄
Research and Development on Monitoring and Control System of Intelligent Coal Shearer Applied to Unmanned Coal Mining Face
2.Jinding Coal Machinery and Mining Company LimitedꎬShanxi Jincheng Anthracite Mining Group Corporation LimitedꎬJincheng㊀ 048006ꎬChinaꎻ (1.Communication BranchꎬShanxi Jincheng Anthracite Mining Group Corporation LimitedꎬJincheng㊀ 048006ꎬChinaꎻ 3.Shanxi Yangquan Coal - Yonder Coalbed Methane Power Generation Company LimitedꎬJinzhong㊀ 045400ꎬChina)
1������ 1㊀ 监测控制系统组成 ㊀ ㊀ 根据采煤机的功能需求ꎬ 监测控制系统按顺序 本地控制单元㊁手柄控制单元ꎬ采煤机监测控制系统 如图 1 所示 [8] ꎮ
术进行采煤机监控系统的总体设计研究ꎬ 目的就是
ꎮ 因此ꎬ 笔者结合新型煤层识别技
分为 5 个单元模块:主控单元㊁执行单元㊁采集单元㊁
1������ 2㊀ 采煤机监控板
[6-7]
2014 年第 9 期
煤炭科学技术
第 42 卷
实现国产采煤机的远程通信㊁ 远程监控和集中控制 提高工 作 面 采 煤 产 量 和 实 现 安 全 生 产 具 有 重 要 意义ꎮ
相结合等功能ꎬ这对实现整个综采工作面的自动化㊁
户ꎬ给地面工作人员提供监控界面 [1-5] ꎮ 国内的煤
1㊀ 采煤机监测控制系统
0㊀ 引㊀ ㊀ 言
㊀ ㊀ 采煤机是重要的煤矿大型生产设备ꎬ 是煤矿生 产机械化㊁自动化㊁ 数字化的重要体现ꎬ 其运行正常
与否直接影响到整个煤矿的安全生产ꎮ 采煤机的结 构复杂ꎬ 工作环境十分恶劣ꎬ 受高温㊁ 粉尘㊁ 潮湿ꎬ 煤 因此ꎬ对采煤机的可靠性有严格要求ꎮ 而可靠性的 层结构等复杂条件影响ꎬ 出现故障的可能性很大ꎮ
of the coal shearerꎬa study was conducted on a full automatic coal shearer with a self control and monitoring & control system.Based on an tor load and the pressure variation of the front and back cylinder chambers when the coal shearer drums contacted with different seamꎬa new coal and rock recognition technology and memory cutting technology as well as the data transmission in underground mine and other technologies appliedꎬfinallyꎬrealized a manual controlꎬautonomous control and host computer remote control modes of the coal shearer and a real time monitoring and control of related working parameters.During a trial period of the coal shearer and the matched monitoring and control system in No������ 152304 coal mining face of Gushuyuan Mineꎬa coal mining with 300 000 t was completedꎬan accuracy rate of the coal and rock recognition in the industrial trial reached at 80% and the safety coefficientꎬcoal cutting efficiency and automatic degree of the mine production were effectively improved. Key words:unmanned coal mining faceꎻcoal and rock identificationꎻmonitoring and controlꎻintelligent coal shearer
板㊁机械传动系统监控板㊁姿态及位置监控板ꎮ ㊀ ㊀ 1) 电气系统监控板结构组成及技术参数:① 整 机供电电压等级 AC1 140 Vꎬ1 个传感器ꎬWS1520 型 电压 变 送 器ꎬ 量 程 可 自 定 义ꎬ 供 电 电 压 DC24 V ( ʃ10%) ꎬ输出电流 0 ~ 20 mAꎻ② 左 / 右滚筒电动机 电流ꎬ永磁电动机给出 2 路模拟量信号ꎻ③ 左 / 右油 泵电动机电流ꎬ 永磁电动机给出 2 路模拟量信号ꎻ
㊀ 2014 年 9月 Sept.㊀ 2014㊀ Coal Science and Technology ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
㊀ 第 42 卷第 9 期
煤炭科学技术
Vol������ 42㊀ No������ 9㊀
无人工作面智能化采煤机监控系统的研发
有限责任公司 金鼎煤机矿业有限责任公司ꎬ山西 晋城㊀ 048006ꎻ3. 山西阳煤扬德煤层气发电有限公司ꎬ山西 晋中㊀ 045400) (1. 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 通信分公司ꎬ山西 晋城㊀ 048006ꎻ2. 山西晋城无烟煤矿业集团
收稿日期:2014-04-19ꎻ责任编辑:王晓珍㊀ ㊀ DOI:10.13199 / j.cnki.cst.2014.09.0015 基金项目:山西省全自动国产综采技术装备示范工程重点资助项目(20111101024) 作者简介:马洪礼( 1960 ) ꎬ男ꎬ山西晋城人ꎬ高级工程师ꎬ硕士ꎬ现任山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司副总工程师兼通信分公司经理ꎮ
马洪礼1 ꎬ司凯文2 ꎬ吕东跃3
摘㊀ 要:为实现采煤机在各监测点数据的准确采集㊁智能分析和有效控制ꎬ 进行了具有自主控制与监 测系统的智能化采煤机的研究ꎮ 以 MG250 / 595 -WD 电牵引采煤机的智能控制与监控系统为研究对 象ꎬ运用采煤机滚筒接触到不同煤层时截割电动机负载及滚筒调高油缸前后腔压力变化的新型煤岩 识别技术㊁记忆切割技术以及井下数据传输技术等ꎬ最终实现采煤机手动控制㊁自主控制㊁上位机远程 152304 工作面试验期间ꎬ累计采煤 30 万 tꎬ煤岩识别准确率达到 80% ꎬ有效提高了煤矿生产的安全系 数㊁割煤效率以及自动化程度ꎮ 关键词:无人工作面ꎻ煤岩识别ꎻ监测控制ꎻ智能化采煤机 中图分类号:TD421㊀ ㊀ ㊀ 文献标志码:A㊀ ㊀ ㊀ 文章编号:0253 - 2336(2014)09 - 0067 - 05 控制 3 种控 制 工 作 模 式 以 及 相 关 工 作 参 数 的 实 时 监 测ꎮ 采 煤 机 及 其 配 套 监 控 系 统 在 古 书 院 矿
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������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 提高除了不断改进采煤机的制造质量外ꎬ 还要求对 采煤机的运行状态进行实时监控ꎬ 采煤机监控系统 将采煤机在运行工作中的状况及时㊁ 准确地反映出 来ꎬ采用工业控制计算机对其中产生的大量实时数 据进行采集㊁整理和分析ꎬ并将结果及时传至远程用 矿监控技术是在引进㊁吸收㊁消化国外先进煤矿监控 技术的基础上ꎬ 逐步发展起来的ꎬ 大部分为就地监 控ꎬ手动控制阶段的采煤机参数实时向地面传输的 技术不成熟
引用格式:马洪礼ꎬ司凯文ꎬ吕东跃. 无人工作面智能化采煤机监控系统的研发[ J] . 煤炭科学技术ꎬ2014ꎬ42(9) :67-71. manned Coal Mining Face[ J] .Coal Science and Technologyꎬ2014ꎬ42(9) :67-71.
MA Hong ̄liꎬSI Kai ̄wenꎬLYU Dong ̄yue.Research and Development on Monitoring and Control System of Intelligent Coal Shearer Applied to Un ̄
图 1㊀ 采煤机监测控制系统
ຫໍສະໝຸດ Baidu
㊀ ㊀ 采煤机监控板通过采煤机工作参数 ( 电气㊁ 液 压水路㊁机械传动和环境 ) 以及采煤机姿态位置监 测传感器ꎬ 获得采煤机自主控制所需参数ꎬ 并通过 CAN 总线或 RS485 总线将监测数据传输到采煤机 主控板ꎬ实现采煤机的工作参数监测以及采煤机姿 态位置监测ꎮ 采煤机监控板工作原理如图 2 所示ꎮ ㊀ ㊀ 采煤机监控板结构组成及技术参数:①16 路模 拟量输入信号包括电压㊁ 电流㊁ 电阻㊁ 频率信号ꎻ②4 路数字输入可以获得采煤机开关量信号ꎻ③4 路数 字输出( 继电器) 备用ꎻ④CAN 总线通信实现与采煤 机中央主控板㊁智能传感器之间的通信ꎻ⑤RS485 通 信接口实现与采煤机中央主控板㊁ 智能传感器之间 的冗余通信ꎻ⑥实时时钟ꎻ⑦本质安全电路ꎮ 68
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