电牵引采煤机智能控制.pdf

第期 年月 水力采煤与管道运输 丫 子 衣 州 几 电牵引采煤机智能控制 刘运红 邢 台矿业集团有限责任公司机械厂河 北邢 台 〔摘要〕将电子线路实现逻辑运算放大输出的采煤机控制系统 , 转换为智能控制方 式 。 使控制系 统参数调整灵活 、 性能稳定 、 保护 完善易扩展 , 从而使采煤机能适应不 同地质条件的采面 。 〔关键词〕采煤机智能控制 中图分类号文献标识码」〔文章编号〕 一一一 前言 随着时代的发展 , 煤炭资源日趋紧张 , 对煤炭资 源的开采也就提出 了新要求 。 为了最大限度地挖掘 资源 , 就应设法把那些地质条件不好的资源也开采 出来 。 因此 , 采煤机就必需适应不同地质情况 的采 面 。 基于如此原因 , 邢台矿业集团公司机械厂对电 磁调速电牵引采煤机进行了智能化改造 。 为了适应条件差 的工作面 , 首先就要具备比较 完善的监测及保护功能 , 还要可以适时调整控制参 数 。 只有采用智能控制方式 , 才能实现综合的智能 控制与保护 , 并且保护及控制参数可以灵活调整 , 从 而实现可靠完善的保护功能和适时的控制功能 。 选 择适当的智能控制装置可在很宽范围内留有输人输 出口以备现场使用 。 所以只有对采 改造 , 才能使之更具实用性 。卿 进行智“旨化 原 采煤机控制 系统 系统构成 原电磁调速电牵引采煤机电控系统采用的是电 一子线 路 , 由一个插有六块电路板的控制单元作为控 制核心 , 对采煤机实现以下控制 功能 起 车 自保 、 停 车 、左右摇臂 的升降 、 牵引方向和牵引速度的控制 , 并显示牵引励磁电流 。 该控制单元包含个按钮 与线控器提供的操作指令和牵引电机的测速发电机 提供的速度反馈信号 。 这 些信号由控制单元 内 一 块线路板进行运算 、 放大 、 输出 。 接收加 减速指令与测速信号 , 经运算后产生励磁控制信号 到滑差控制器 , 由滑差控制器放大产生 。一 励 磁电压来控制牵引电机的励磁 电流 , 进而控制采煤 机的转速 , 玖 、 为线控和遥控指令接收板 , 、 用来接收由按钮及 、 板传来的操作指令 , 并将 开关量输给板 , 为继 电器放大输出板 , 它可对 采煤机实现摇臂升降 、左右 牵引等控制 。 存在问题 从以上对原控制系统简介可知 , 若要改变控制 参数和增加输人输出口都很困难 , 都要对全部线路 板进行改动 , 且原系统并没设监测及保护电路 , 也没 有留备用输人输出口 。 改进方案 智能控制系统 这次改造选用 了西门子 一 型可编程序控 制器 , 本机有输人输出 , 最多可扩展个 模块 。 现在扩展了两个模块 , 根据用户采面情况 和 要求 , 可把电控的控制功能分为两类一类是基本 项 另一类为可选项 。 基本项有个数字量输人 , 个来 自按钮发 出的控制指令 , 分别为 停止 、 左牵 、 右牵 、 左 升 、 左 降 、右升、 右降 、 加速 、 减速 , 两个来自换向真空接触 器常开接点 , 用来监测牵引方向 。 数字量输出有 个 , 分别为 二左牵 、 右牵 、 牵停 、 总停 、 左升 、 左降 、 右 升 、右降、机器制动。 所有数字量输出均以继电器和 外围电路隔离 。 模拟量输人个 , 分别是 牵引电机 内测速发电机的测度信号 、左 电机励磁电流 、右 电机 励磁电流 、左牵 引 电机电流 、 右牵引电机 电流 、 左截 割电机电流 、 右截割电机电流和主回路对地绝缘电 阻 。 模拟量输人信号全都采用电隔离电流或电压变 送器将电流或电 压信号变换 成标准信号后输人 的 。 模拟量输出有两路 , 分别是左牵电机和右 牵电机励磁电流的控制触发信号 , 它输到滑差控制 器用以控制可控硅的导通角来决定励磁 电流的大 小改造后 的采煤机电控原理框图如图所示 。 年月水力采煤与管道运愉第期 线线控器器器开开开开开开 关关关关关关关中中中中中中中 量量量量量量量量量量间间间电磁阀阀 输输输输输继继继继继继继 入入出出出电电电电电电电 器器器器器器电机闸闸 线线控器器器器器器 模模模模模模模 入入出出出励励 磁磁磁磁磁磁磁 模模模模模模模 入入 出出 图采煤机电控原理框图 可选项有三路数字量输人 , 它们是来自牵引电 机内安装的霍尔传感器发出的脉冲信号和方向识别 信号 , 还有测速方式转换信号 , 转换信号来 自一个转 换开关 , 用以告知一用 的是哪种测速方式 。 这两 种测速方式为测速发电机测速方式和霍尔传感器测 速方式 。 两路数字量输出 , 它们控制左 右牵引电机 制动的信号 。 另外 , 可选项还有并行于按钮的有线 指令发送器简称线控器 , 可在机身两边几米外操 作控制采煤机 。 准确 , 而且可判别方向 , 这在大坡度工作面是很重要 的 。 因为在启动牵引时液压闸打开采煤机 , 可能朝 下坡方向滑动 , 这时一必须判断其方向是否与所 选牵引方向一致 , 进而采取不同的逻辑控制方式 , 如 没有此信号 , 刃将无法判断采煤机的实际运行方 向 , 容易引起事故和损坏 电器件 。 牵引电机设制动 闸是为了在大坡度运行时动力制动的需要 , 全部制 动与加速过程完全由尤自行完成 , 操作人员只需 发出牵引方向和速度的指令即可 。 加装测速方式转 换开关是为了使这种机型也能使用其它牵引 电机 , 采煤机操作按钮前空间狭小 , 操作人员无法工作时 , 使用线控器操作 。 优劣对比 具备基本选项的采煤机与改造前相比 , 首先是 具备了完善的监测 和保护功能 。 它们包括两个截 害」电机电流监测及过流保护 、 两个牵引电机电流监 测及过流保护 、励磁 电流的监测及过流 和不平衡保 护 、速度的监测及超速保护、牵引 电机的漏电监测及 闭锁保护等 。 然后是牵引调 速完全由按给定 速度自行调节励磁电流 , 使采煤机按给定速度稳定 运行 。 这比用电子线路调节速度可靠 , 故障率低 , 易 检测 。 具备可选项功能的采煤机是专为大坡度采面设 计的 , 更是原控制无法比拟 的 。 霍尔元件测速不但 应用效果 目前 , 本采煤机电控箱已通过了防爆试验和型 式试验 , 取得了防爆合格证和煤安标志 , 并在河北邢 台矿业集团的显德汪矿和山西平遥煤化集团的温家 沟矿投人使用 。 截至目前 , 显德汪矿已运行了年 , 温家沟矿也经过了个月 的使用 , 中间都经历 了倒 换工作面 , 本电控系统均未发生过故障 , 运行状况 良 好 , 说明电控系统的性能良好 。 尤其在显德汪煤矿 , 解决了 了斜面的回采问题 , 杜绝了以前电控系统高 发的故障率 。 结语 综上所述 , 这次改造使采煤机在性能上得到了 很大提高 , 更适应采煤现场的需要 。 〔作者简介〕 刘运红 一 , 男 , 河湘金牛能源集团 邢 台矿业集团有限 责任公司机械厂电气工程师 。 〔收稿 日期 〕 一一 上接第页 冒落瓦斯浓度多次超限 , 采取在上隅角使用 小风机 、 打风障措施 , 治理瓦斯效果不理想 。 之后 , 安装移动瓦斯抽放泵进行本煤层采空区埋管抽放和 高位钻孔抽放采空区瓦斯 。 由于钻孔直径小 、施 工 难度大 , 共打个高位钻孔 , 治理效果也不理想 。 通 过分析与工作面位置关系 、层间距情况, 决定运用瓦斯运移原理 , 将工作面采空区瓦斯 通过其冒落裂隙 , 导人采空区 , 利用瓦斯抽放 泵抽出 , 起到高位抽放的 目的 。 应用多功能通风参数测定仪对和工 作面上隅角大气压力进行测定 , 取得基础数据 , 决定 调压的措施 。 以后定期测定 与工作面的 通风压力 , 取得了大量有效数据 。 通过分析测定结果 , 在工作面集中运输巷 进风巷钉调节风门一组 , 在工作面轨道巷 回风巷适当增加阻力 , 调节采空区压力分布 , 也就 是提高工作面的压力 , 迫使采空区瓦斯 向采空区移动 , 在工作面安装瓦斯抽放 管路进行采空区埋管抽放 。 下转第页