单片机在液压牵引采煤机上的应用.PDF

单片机在液压牵引采煤机上的应用 158100 鸡西市劳动局技工学校 林春梅 吴博特 158100 鸡 西 煤 矿 机 械 厂 罗继胜 目前,采煤机的电气控制系统仍然以模 拟分立元件为主,构成的模拟控制系统和以 数字集成电路为主,这两种系统均为模拟量 控制,系统的抗干扰特性较差,另外由于系统 环节较多,元器件也较多,出现故障很难查 找。 为此,把单片微型计算机应用到液压牵引 采煤机的电控系统中,对采煤机进行电气控 制和保护监控,可使系统大大简化,元器件数 量减少,提高系统的可靠性、 抗干扰性,并且 方便维护、 有利于开发系统潜能。 1 系统的采样电路 111 过热保护采样电路 采用具有负阻特性热敏电阻作感温元 件,热敏电阻埋设在电动机三相定子绕组中。 采样电路如图1,由热敏电阻和光电耦 合器组成,供电用5V直流电源,采集到信号 送给系统的IO接口,进一步送到微机CPU 进行处理。 图1 112 采煤机超载保护信号采样电路 采样电路如图2,由交流电流互感器、 转 换电阻及AD模数转换器等。 转换后数字信 号送到CPU进行处理。 图2 式中G 主导轮重量 Θ 主导轮重心偏移量 Λ 轴与轴承间滚动摩擦系数 R 主导轮半径 由于两次转动了相同角度,M1 M2 整理上式得 GΘQ Q′ 2 R 要使主导轮达到静平衡,则应在主导轮 上施加永久平衡重量Q0,则 Q0R GΘQ Q′ 2 R Q0 Q Q′ 2 称量Q和Q′,计算出Q0,将其分成等重的两 块分别固定在主导轮筒壳内试重部位的两个 支环上。 4 试验效果 该项试验于1996年10月进行,所用时 间仅为8h,试验测得该提升机主导轮的不平 衡重量37155kg。 永久配重在主导轮上固定 后,由于消除了不平衡而产生的周期冲击力, 所以,周期响声明显减轻,提升机运行平稳。 作者简介 赵志武, 41岁,高级工程师,毕业于阜新煤 矿学校和阜新矿业学院函授 , 现从事煤矿机电技术管理 工作,发表论文20余篇。 收稿日期 199709 09 931998年第2期 煤 矿 机 械 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 113 过零保护采样电路 采样元件采用零位开关,信号直接经过 光电耦合器送入系统的IO接口,进一步送 到CPU中进行处理。 114 失压保护采样电路 采样元件用失压继电器,失压信号通过 闭合的继电器接点,经过光电耦合器送到系 统的IO口,进一步送到CPU中进行处理。 2 主控制系统设计与选型 211 系统的设计 主控制系统组成是由8031CPU及扩展 的外部程序、 数据存贮器构成基本微型计算 机,与扩展的AD转换电路、 光电耦合器、 IO扩展接口、 功率继电器电路等,电路框图 如图3。AD扩展为使采样电路采集的模拟 信号转换成数字信号送入CPU中进行运算 处理,IO口的扩展保证有足够IO口进行 信号输入和输出。 图3 212 系统的选型 主控制芯片采用8031CPU微型处理器, 用74L S373集成电路作地址锁存器,用 27256集成电路扩展程序存贮器,地址采用 线选法,用6116集成电路扩展外部数据存贮 器,地址采用线选法,用0809集成电路作 AD模数转换,地址确定也采用线选法,与 6116芯片统一进行编址,用8255集成电路扩 展IO接口,扩展系统的输入、 输出通道。 原 理如图4。 3 系统的工作原理 以采煤机电动机超载保护为例加以说 明,设采样电路采集到的信号电压大于5V 图4 时为超载,设目前采集的信号为6V,经过 AD模数转换器转换后输出的数字信号为 “0110”,通过光电耦合器隔离送到8031CPU 的IO接口, 8031CPU通过对 “0110” 与基准 信号进行比较处理,基准信号为 “0101”, “0110” 信号大于基准信号 “0101”, 8031CPU 控制8255集成电路,使8255集成电路的 PA O口输出高电平信号 “1”,通过光电耦合 器、 驱动电路、 控制执行电路元件,使采煤机 降低运行速度,达到减少电动机负载的目的。 其他各项监控、 保护功能的原理基本一致, 8031CPU对各系统各种现行状况始终处于 巡回检测状态,在软件上对采煤机发生的各 种故障进行优先处理、 保护。 4 系统的抗干扰措施 系统的前向输入通道采用光电耦合器作 光电隔离措施,避免由此窜入干扰信号,系统 的后向输出通道也采用光电隔离措施。 在系 统供电电路上采用低通滤波器滤波,抑制电 源波动对系统的干扰,印刷电路板的设计采 用数字、 模拟电路接地线分开布置,避免接地 线构成闭环路,同时在关键部位设置去耦电 容。 系统在软件上采用的抗干扰措施,设置 04 煤 矿 机 械 1998年第2期 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 采煤机牵引液压系统的主动预防性维护 030024 山西矿业学院 李文英 刘混举 摘要分析采煤机液压系统的失效模式,提出了以油液污染控制为主要技术 措施的主动预防性维护策略,通过对AM500型采煤机牵引液压系统实施主动预防性 维护,提高了采煤机液压系统的工作可靠性,延长了元部件及其油液的使用寿命,在 生产实践中取得了显著的经济效益。 关键词采煤机液压牵引系统主动预防性维护污染控制可靠性 资料表明,采掘机械故障的80◊ 左右是 由于液压系统的失效造成的。 因此,进行液压 系统的失效分析,查找故障模式,分析故障原 因及其影响程度,一方面可以通过设计进行 改进,提高其可靠性,另一方面也可以通过执 行科学的维修制度来提高设备使用可靠性, 最大限度地延长液压系统及其元部件的使用 寿命。 1 采煤机液压系统的失效分析 由于采煤机工作在煤矿井下特定的工作 环境中,潮湿、 振动、 粉尘均在不同程度上对 系统造成了危害。 通过对采煤机无故障运行 时间及故障统计,采煤机牵引液压系统失效 概率的数学模型为 F t 1 -e- Κt 式中 F t 液压系统的失效概率 Κ 正常数 t 故障前工作时间W TB F , h 由此可见,当前采煤机牵引部液压系统 的使用可靠性极差。 分析表明,采煤机牵引液压系统故障率 高的原因以及常见的故障有以下几类 1由于油液中颗粒污染物过多,使液 压元件的运动副异常磨损以致失效; 2由于油液中进入水分,使添加剂发 生硬水解、 产生乳化、 分层沉淀等,导致润滑 性能下降,引起元件锈蚀; 3大量的污染物堵塞阀类零件的孔 隙,造成运动副卡滞、 过滤器堵塞,使泵产生 吸空或性能下降、 动作失灵等; 4由于过滤系统设计不当,以及现场 存在的管理问题,导致采煤机的开机率普遍 较低。 2 主动预防性维护策略 211 主动预防性维护的指导思想 研究表明,油液污染是液压系统失效的 最主要根源,以油液监测污染度监测和油质 分析及油液的污染控制为主要技术措施的 软件陷进,设置自检程序。 采取这些措施后, 将有效地抑制干扰源对系统的干扰,使系统 的可靠性更高。 对以上系统的电路设计,使控制系统的 结构简单,减少控制系统体积,提高了系统的 可靠性,增强了系统的先进性,同时还有利于 系统的进一步开发和应用,具有很强的再扩 展功能,为实现采煤机电动牵引提供了必要 的基础。 作者简介 林春梅, 35岁,鸡西市劳动局技工学校教 师,讲师,毕业于黑龙江矿业学院电气自动化专业,获省科 研成果三等奖。 收稿日期 199710 22 141998年第2期 煤 矿 机 械 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.