采煤机与输.pdf

采煤机 与输送机 配合控 制 中信 号 的传 输 1 中国矿业大学幸黎施华山黄章 一 、 盲 目j MLS s 一 1 7 o 型 采煤机 及酉 己 套工 作 面 输送机 工作状态时，输送机处 于匀速运行 状态，一般仅作起停控制。采煤机除起停控 制外还 利用 功率 调节装置 调节 采煤 机牵 I 速 度以达到采煤机在恒功率下工作。当前存在 的 问题姓 工作 面输 送机 的负荷状 况不 能反 映 到采煤 机的工作 中去使之得到及时调整，避 免输送机由于压煤过多等原因 f 起电机过载 烧毁。另外，幕煤机的功率匹配又不一定使 运 输处 在最佳 运行状态。针对过一 问题，利 用单片微机 做控制器，解决 目前综采工作面 这两大主要设备的分裂运行状态，实现最佳 运 行，提高劳动生产 率。本文仅对这一 系统 的控 制信号 的传输进行 探讨。 1 1 4 0 ／ 3 0 0 型 真空磁力 起动器，针对 目前 扑下 多用 8芯 电缆，主 电源3 根，控 制线3 根，地 线和高压漏电监测线符 1 根的情趣，考虑利 用原有拄制 线和不增加 电缆是唯一经 济可行 的 方 案 。 本系统对三根控制线功能的分配一根 起停，一根祭煤机牵 引速度升降控制，一根 共用地线。信号采用数字信号传输。这是因 为 1 ． 本系统传输柏信号采煤机牵 引速度 升降信号和采煤机、运输机起停信号均为开 关量。传输信号种类少，无需调制，采用数 字信号 比较 方便 。 ’2．有利 于抗 干扰 。 c 3 ． 易于与主控制器的MCS - 5 1 单片机 相 联接 ． i { ’ i 4 ．构成简单 雏护方便。 、控材信 号传输方 案 本 系统在采煤机 中不设置单 片机 ，起停 我们基于ML s 。 -- - 1 7 0 煤 机 耩 D QZ B 信号的发送和采煤机速度升降信号的接收均 呤 哈 哈 冷 夸 令 冷 每 哈 哈 呤 夸 睁 移 睁 每 夺 夸 夸 夸 夺 夸 々 夺 夸 守 々 夺 夸 夺 MG 3 0 0 采煤机上。 2 ． 目前我国引进的众多类型采煤机所采 用的齿轮传动机构润滑油 参见表 4 ，l且 4 使 按照国内相仿的粘鹿牌号，也要 比 N2 2 0 油 高一牌号。采煤机工作环境条件差，维镑困 难，应该选用较好的王业齿轮油。 条件允许， 设计者可考虑选用比 N2 2 0油高一牌号的工 业齿轮油，1 N3 2 0 油 等。 i ’ 3 应采取有效措施来降低采煤机齿轮传 动机构的正作油温，使其保持在较低 的范 围 之内，这对采煤褪齿轮传动机构的工作可靠 性和油封的性能及寿命均尤为重要。 部分进口 采渫 机 润滑用油情况 表 4 L M o o 英 Vm r ⋯- V u4 6 0 N3 2 0 ～ N4 6 O DW6 0 0 西德 C LP --I a 4 l N2 2 3 N3 2 r3 l I J D3 0 0 英 l N4 e 0 I TS 3 o 0 法 2 8 ． 3 ／ 5 0 E N4 6 0 Uj 一 1 Kr 苏 rAⅡ一 l 5 B 1 N2 2 0 I R6 5 6 5 B I s O 一1 5 o I NI 5 0 HVl 6 法 2 8． 3 ／ 5 0 。 E N4 6 0 15 维普资讯 由硬件实现。设汁的超停倍号 以产生的脉冲 同期不等， 定 时问内脉冲个数亦不相 同， 来 区别 同一 日路 中两种信号 。起停信号 的接 收由8 0 3 1 单片机的中断源0 及定时 器／计 数 器T。 来实现 。采煤机牵引速度的特 征 脉 冲 信号则由单片机发出，接收由硬逻辑计数实 现加速、减速和恒速三种控制状态。 三、电路工作原 理筒介 本系统工作原理是根据检测到的输送机 和采煤机 电机的工作电流大小， 由 设 计 在 DQZ Bl l o ／ 3 o o 磁力起动器 内的 MCS一 5 1 单片机组成的智能控制单元判断负荷情况， 然后 发出采 煤机牵 引速度 的控制信号。系统 起停信号则由操 咋人员从采煤机控制按钮 发 送到控制单元。下面简述改造 MLS 。 1 7 0采 煤机控制 的部分 电路原理。 1 ． 起停信号发送 原理框图见图l 。其 中N是 由 LM1 0 8放 大器组成 的去抖动电路’N 是由 MOC8 0 8 0 光 电耦台器组成 的隔离器’ G G 是 由LM 5 5 5 组成 的振荡周 期分别 为 TI 8 o 4 2 ms， T 1 ． 6 ms 的5 O 占空比的振荡器电路， G 则是由5 5 5 计数器组成的定时器电路 T o l 0 0 ms 。 ] l L ‘l ] { [ } 明 一 圈l 起 、停 信号 发送和接收原理 框 图 当按起动按钮时，发出脉 冲 个 数 3 3 个 n 。 T o ／ T- 。停 止 时 发 出脉冲 个 数 为 n 2 6 9 个 n 2 T o ／ T 。 这样 G 和G。 就可 以发出周期不 同、 个 数不 等的脉 冲串，再经 由MOC8 0 3 0 组成 的 N 发送到控制器。 G． 是由7 4 L S 9 0 和7 4 LS 7 4 组成 的 定 时 l 6 器 激活 电路。该 电路保证 了定 时器 G。被 可 靠 触发。并使G。 一次性定 时，且无 论 按 钮 导通多 长时问， 起停信号 脉冲个数 和宽 度均 不 受影 响，并为下次按钮 动 作好了准备。 G 是采煤机故降检出保护装置， 故障 发 生时，G 发出信号 强 迫G a 起振，进出停 机 信号。 2 ． 单片机有关传输的电路 单 片机 除了要检 测电流，判断 负荷 ，进 行综合保护之 外，还 要 发送采煤机速度信号 和接收 起停信号 。 由于起停信号是 串行脉 冲，所 以必须 由 微机将其 转换成开关信号。本 系统利用单片 机外部中断方式；用定时器／ 计数器T。 对 外 部 脉冲计 数， 每次信号接 收完毕时，外部 中 断源0 申请中断一次，再由中断程序检查 T。 的计数来判 断起 停， 原理见 固 l。 G a 是 由 LM5 5 5 组 成的失落脉冲检出电路。 当雨 。 由“0 到“l” 时，计数器 T。开 始计数 。i 。 由“l 到。0 时，T。 停 止 计 数，同时发出 中断 申请 。 由于T。 有 一 定 的 余 量，所 以抗干扰船力较好。 采煤机牵引速度升降信号由软件产生。 利用8 0 3 1 单片机上的固定定时器T 溢出中 断 方式加以检测发送。T 定 时最大值为1 3 2 ms ， 我们设定每2 s 单片机巡检一次，置T。 的溢出 值为l O O ms ，因此每中断2 0 次发一次信号 。 检测到的加或减速信号存在存贮器的2 0 H单 元中。 3 ． 软 件框图 接收起停和发送采煤机牵引速度控制信 号 程序框图见图 2。 说明停机信号输出由T。 中断 子 程 序 完成。在此省略。加速、减速、恒速信号由 T- 中断子程 序实现。 程序中起停信号结果存放在单片机的2 0 H单元 的 0和 l位，其位地址分别是0 0 H和 0 1 H。当0 0 H内为“0 时表示起动，当O i H 内为“0 时表示单片机接收到停机情号。磁 维普资讯 力起动器允许起动信号 由P⋯ 输 出 。 P ． 。 组成 的两 个失 落脉 冲检 出电路确定。详细 电 “0” 时表 示允 许起动，发出告警信号 告知一 路从略。 工作人员设备将起动}而当【 l ． o“ 1” 时 为有利于抗干扰，我们设定的计数信号 则不允许起动，这也可以由工作人员手动操 作控制。 量 ， - 挂并蒲她停曹号簟 I ● I危忤 T _ i 轲畦出中断I t 1 t蚪鄯中听啪 触发方式井为量高健先 豳 压 西 厂 而葡拓丽 ● [ 蓝圆 囤2 程序框 圈 4 ． 采煤机 牵引速度信号 接收 和 执 行 电 路 牵引速度控制信号传输到采煤机后，由 重新设计的硬件线路接收并转换成开关信号 进去执行 。 由两片7 4 L S 9 0 ，四片 7 4 LS 7 4 和 两 块 L M5 5 5 组成的接收 电路在接收到个 数 不 等 的脉冲后，通 过计数器计数 ，分 级对触发器 触 发。7 4 LS 9 0 组成的1 0 0 进制计数 器当计 数 到2 0 个 脉冲时准许加速触发器置 1 。计数 到4 O l时准许减 速触发器置 。1 ， 同时使准许 加速触发器清零。若计数达6 O 个 上，则准 许加 ，减触 发器均清零 ，表示接收 到的是恒 速 信号 。 计数器，触 发器 的清零和 加速减速信号 连续发送后的减速优先权执行 均 由 L M5 5 5 均留有安 全余 量范围t 加速控制信号脉冲个数2 0 3 9 减速控制信号 脉冲个 数4 0 5 9 恒速控制信号脉冲个数G O 8 0 由于 发送信号是 由单片微机 完成 的，控 制信号 的发出 时问忽略不 计 。 采煤机牵 引速度控制信号 的执行 是在 原 有MLs 。 1 7 0 采煤机 的功牢 自动调节装 置上 增加部分 元件 实现 的。新系统 的牵 引速度输 入信号与原系统的信号输入扣 “ 或” 。 见 罔 3。 一j 击比 袅{ I去比较嚣 图3采煤 机牵引速 度升降执 行 电路 四、系统的一些 抗干扰措施 1 ． 信号的输入、输出均采用光电隔离。 2 ． 采煤机侧 发送和接收信号 电路均有 脉 冲失落检 出电路，使得各计 数器 在无脉 冲输 入时均能不断地清零，使可能的干扰脉冲不 会被起始叠 加。 3 ． 加、减、恒速信号和 起停信号 均有足 够的可误计数余量 。且手动输入均有去抖动 电路。 4 ． 使用抗 干扰 电源和尽量使共地范围 缩 小。 5 ． 电缆传输部分采用提高电压的办法提 高抗干扰能力 。根据煤矿安全规程条例规定 远程控制 电压不超过3 6 V的要求并充 分利 用 原系统 的原则，使用s 6 V。 6 ． 检测软件 采用平均法滤波。 一 1 7 维普资讯 一 、现状 国 产 防 爆 绞 车 浅 析 浙江省桐 乡煤矿机械厂费洪良 近 几年 ，我 同不 少单 位对研制 新型 防爆 绞车 的呼声很高，进行 了不 少工作 ， 已先 后 研制 和发展了多种类型 的防爆绞 车。由于 防 爆绞车主要用于煤矿井下运输，要求有较 高 的安全性、 良好的防爆性能和体积小 、重最 轻等特点， 以及使用、维护简便 日前国产 防爆绞车根据调速型式不同，大致可分为l 0 种类 型，其 主要特点及生产 厂家见表所 示。 国产 防爆绞 车类型、特 点 娄 型 技术性能 主 要 特 点 生产厂家 电气 控 制 有 级调 速调 速较 技 术成 熟 、可靠 ，但 控制 系 统较 复 杂，发 热量 洛 阳 、重庆 、锦 州矿 平稳 大，机房面积大 机厂，沈低 电控配套 调 压 调速 调 节方便 调遮 较 通 过控 制可 控 硅改变 电机 定 子 电压进 行调 速 ，可 平稳 与J T1 ． 2 J T1 ． 6 绞车配套，防爆箱体较少，系 焦作无蠛 电一厂 统较 复 杂 交亮 变频 调节 方便 调速 较 能 降 低电 耗l O ％以上 ，怛 控制 系统 较 复杂 ，制造 重庆 矿机 厂 ，湘 潭 电 调 速 平稳 成本 高 。 机厂 配套 全液压谰l 无级调速调速稳 调速，起动特性优良，操作简便，结构紧凑 但 I 株州煤专厂，洛阳、 速 l 定 效率低，制造成本及使用费用均较高。 『 重庆矿机厂等 液力耦台 控制液力耦合器的充油量来调速，从 0～最大速 锦州矿机厂1 ．2 绞车 器 调速 无 级调速 度 ，不能稳定在一个速度上 多种 电机 铰车 的调 速按 多速 电机有 几／ 卜 速度而 定， 电机 制 淮 南燥 机 厂1 ． 6 绞 车 调 速 有 踱调速 造成 本 高 。 上 海冶矿 厂 1 ． 2 绞 车 机械 控制 无级 调速 调 速 采 角调度 绞 车原理， 摩擦 割动行 星差 动调 速， 制 江西 煤机厂 1 ． 2 饺车 差 动调 速 较稳 定 动 器发 热量 大 。 江西 煤 研所 1 ． 6 绞 车 双电机差 采用一 台单速 电机和一台双速 电机，通过差速器 某军工企业 动调速 有级调速 台成不同的速度达到多圾调速的 目的 。 液压缸控 无级调速调速较 发热量较小、效率商、结构简单、操作便刺、 成 浙旺省桐乡煤机厂1 ． 制差动 调速 l 稳定 本低，但不能停留在任一速度上。 绞车 液压泵控制 无级调速调速 发热量小、操作方便、效率高，有专用的速度调 洛阳矿山机械研究所 差动调速 较稳定 节器和调速{ 由泵，可在任一速度上稳定运行。 1 ． 2 绞车 在采用了以上措施后证明本系统能可靠 地 工作。本 系统 已于1 9 8 9 年 6月完成 了部分 实验室试验，效果 良好。另外，电路电流均 一 1 8 一 在mA级 ，设计 最大 短路电流1 4 mA， 安 全 性好 。 维普资讯