智慧综采工作面回采设备控制系统研究.pdf

装备应用与研♦ Zhu/n g b ei Yin g yon g yu Ya n jiu 智慧综采工作面回采设备控制系统研究 丘庆林 （内蒙古黄陶勒盖煤炭有限责任公司，内蒙古鄂尔多斯017312） 摘要介绍了智慧综釆工作面回釆设备控制系统的功能，阐述了该控制系统的结构及配置情况,分析了三机控制流程、供液系统 控制流程及釆煤机割煤控制流程,为其他矿井的智慧综釆工作面建设提供了参考。 关键词智慧综釆工作面；回釆设备;控制系统;釆煤机 0引言 传统的综采设备控制主要采用人工手动控制方式，存在 效率低、作业人 ，为 煤炭 用智慧 综采工作面。智慧综采工作面 提升煤炭采效率， 而且 降低作 人 劳动强度，少人 ， 煤炭的 采 而，智慧综采工作面在 用 程 存在 多问 ， 主要 综釆设 的智能 控制 1控制系统功能 智慧综采工作面回采设备控制系统 控制 、 控制设，主要功能 采煤机 割煤、液 架跟 机运行以及对运输设备和乳化液泵站等的集中监控。 1.1井下集中控制井下集中控制 在回采 内布置的集中控制 控中心） 智慧综采工作面回采设备控制系统的 ， 控 作 、 主机、 主机及 主机 构 ，其 主机用于采、供系统、 液 、采煤机、 的 o 控 回采设 程 o 1.2采煤机远程控制采煤机远程控制 采煤机控制 系统 WiWi-Fi Fi 系统、采煤机、惯导系统、电 控系统 ， 采煤机 割煤， 采煤机 置 置在液 上的 传 、D D 传 、 ， 系统 采煤 机 1.3电液控制电液控制 液控制系统 液 动降 、 及升 控制， 机、缩护 、动喷 雾降尘，并控 立柱力、千斤顶行程、采煤机行走路 、方向，并在液控制系统控制主机显示相关参，控 制结果步传至地面控 。 1.4 电力控制电力控制 力控制系统三机（转载机、 机、破碎机）及带 式 机供 控制系统、 ; 关 及控制 构 ， 控制分站Y-A控制分站 前部刮板输送机 组合 变频器 ；r iLW 〒「亠 泵1 开关I“1H控制分站|控制分站 喷雾泵3 机尾 变频电动机 1 1 1 1 控制分站 * 制分站 1LW 泵4 控制分站I 液相 喷雾泵1 控制分站-控制分站 -------H闭锁卜H电话卜H闭锁卜H闭锁XT电话卜T闭锁卜 T无线分站卜_T无线分站卜_T无线分站卜 丨采煤机无线颐 I无线分站I 图1智慧综采工作面回采设备控制系统构成 2.1 集控系统集控系统 控 含有6 6个客户终端，其有3 3个 终端、3 3个 数据终端 终端用于对采煤机及周边、转载点及液 的 控； 终端用对 、采煤机 的 。 2 .2采煤机控制子系统采煤机控制子系统 采煤机控制子系统主要设备包括继电器、S7S7-300 PLC300 PLC控 制、供 源及控制按钮 I I/O O控制用于采煤机截割电机、 液 机、牵 机的停控制护 主要对供系 统电压、截割机流、牵 流、 流、 的 ；控制 主要 对采煤机 置、割煤高度、 、 转 的 采用 系统 采煤机 动 置 采面 20 Zhuangbei Yingyo ng yu Yanj iu装备应用与研究 隔8-10架液压支架安装1台Wi-F i通信模块，模块间采用有线 连接方式,从而解决无线Wi-F i的切换、覆盖问题，最后采用无 线网络将采煤机、液压支架等的数据传输至巷道集控中心内。 2.3电液控制系统电液控制系统 电液控制系统核心为ZDYZ-ZA控制器，通过连接电磁阀 控制液压支架各液压油缸的伸缩量；电液控制系统与各监测 传感器（压力、位移以及红外接收器等）相连，掌握液压支架各 个部位姿态信息。压力传感器采集 支承压力，支架、 , 液 压力监测信号;位移传感器监测支架 移量；红外传感器 对采煤机的精准定位X 2.4电力控制系统电力控制系统 电力控制系统控制器为S7-12 00 PLC，采用CM12 41通信 模块与1 140 V、3 300 V组合开关通信，从而控制采面三机（转 机、 输机、破碎机）， 对输巷内等位 式输 机的 态监测及 控制X 2.5视频监控系统视频监控系统 隔1台支架安装1个对煤的 机，每隔6台支架安 装1个 机,从而对采面内 方位监 控集控中心 3个 面， 为式输机 面、采面 面以及采煤机位 面采面、回采巷 道 监测信息通过工业以网与综合接入器连接 传输X 2.6供液控制系统供液控制系统 供液控制系统控制器为S7-12 00 PLC,用CM12 41模块接入 合接入器，通过RS485与核心换机连接各传感器监测 液箱液位、液系统压力及量，监测 通过输入隔离 模块 后传输至S7-12 00 PLC控制器，控制器指令通过电 器输模块控制各类阀组的 液系统 2 X 图2供液系统构成 3控制程序 3.1三机控制流程三机控制流程 控制系统采用的 机控制 3 ， 以对 机 定 控制， 信息采 集及 等X 的 控制 个三机控制 的 内 ， 为设备集中控制、 控制以及 控制3 ，集中控制通过集控中心、 对三机的集中 、 ; 控制 台 控制，台 有一个 对的、； 控制 ， 开 机， 用 ， 、 机 间间隔 X 3.2 供液系统控制流程供液系统控制流程 供液系统中采用单泵控制方式控制乳化液 ，即对 液 控制X系统初始 ，先检测 液 内液位、浓度、压力，测值符合系统 求， 开始 I获取无境参数I I读取诂制方式I 图3三机控制程序流程 集控中心的客户端上开循环泵X 3.3采煤机割煤控制流程采煤机割煤控制流程 控制的采煤机割煤控制 4 ，整个控制过 程分为人工学习、自割煤以及 干等环节X 「开卑| 参数设置ih自动孑割i i参矗置i i采高騙i i基础顶底枫 |真实顶忘板曲线| i人予习i i数据存储i i数密集i i远程监控摄像知 i状态异常报警i ,I / i结棄］ 图4采煤机控制程序流程 采煤机自 割煤过程中，采用 头监测采煤机割煤高 度、煤层变 ，根据场 干采煤机割煤X若需改 变采煤机跟踪曲线，则集控中心进行远程干预，采煤机按照 重新覆盖的跟踪曲线 X 4结语 智慧 采工作面 采 控制系统 合了传感器、计算 机、 诊断以及自 控制等技术，以 对 采设备的智 能化控制X矿井1208采工作面采用智慧采工作面采设 控制系统后，作业人员 采巷道的安全位 对 采煤机、液压支架、 输 机等 采 的 、智能控制， 了采工作面的 、无人开采，著减少了采面工作 人员数量,提高了企业经济效益X 收稿日期收稿日期2 02 0-07T4 作者简介作者简介丘庆林（1992-）,男,福建武平人，助理工程师，技 术员，从事智慧矿山建设工作。 机电信息2020年第23期总第629期21