新型采煤机电控装置的研究分析

张雷雷

摘 要：煤炭资源是我国最基本的消耗能源。我国的经济发展和居民的日常生活都离不开煤炭资源。为了满足我国对煤炭资源的需求量，采煤机也进行了一定的改革和创新。新型的采煤机具有较高的机械化程度，也能在一定程度上减少工人的劳动强度。它采用了先进的信号传输技术、大屏幕中文显示技术等。运用了网络分布的结构，真正实现了采煤机牵引部的无级调速。适应于当今信息化时代的需求。本文就此对新型采煤机电控装置进行研究，分析了其主要内部构成和工作原理。

关键词：新型 采煤机 电控装置 研究

中图分类号：TD421.6 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（c）-0087-01

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 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號传输技术，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 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。

2.1 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。

2.2 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。

2.3 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。

2.4 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。

2.5 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。

3 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。

3.1 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。

3.2 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。

3.3 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。

4 结语

随着社会的发展和科技的进步，采煤机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。

参考文献

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