一种矿井开采设备只能电气控制系统的制作方法

本发明涉及一种矿井开采设备只能电气控制系统，适用于机械领域。

背景技术：

煤矿井下采掘技术的进步直接带来了矿井电气系统的发展，随着我国煤矿机械化开采时期的到来，企业对矿井电气控制系统的需求量越来越大。作为煤矿井下采掘设备的主要单元，电气控制系统的可靠性直接关系着生产的有序开展，同时，科技含量高的电气控制系统会大大降低矿工的劳动强度，提高单位生产率，延长采掘设备的使用寿命。

技术实现要素：

本发明提出了一种矿井开采设备只能电气控制系统，通过应用模糊控制理论，对pid控制参数进行优化，实现了磨煤机工作过程的自动调节，提高了磨煤机的工作性能。

本发明所采用的技术方案是：

所述矿井采掘设备电气控制系统组成单元有操作箱、传感器、现实箱、遥控接收机、电磁阀控制箱及电气控制箱。

所述电气主控制系统可实现减速器齿轮保护与润滑油监测、液压系统保护、掘进断面控制、自动截割，以及网络通讯、图形显示、遥控控制、本机控制，还有比例调节、电磁阀的控制、电机保护及电机复合逻辑控制。

所述电气控制系统在模块控制器中配备了信号处理电路和外接信号，对电量周期交流采取了模块化软件采集方式，实现遥控和本地控制每个主回路电机设备，同时具有被控电机的漏电、欠压、过压、过热，以及断相、过载、过流保护等功能。

所述矿井电气控制系统的本机操作具有14个按钮，可以实现采掘设备的翻转显示、信号报警、选择操作模式，以及故障诊断、故障复位、开车和停机等功能。

所述电气控制系统软件分为两个独立部分，各主回路控制模块和中央控制器控制程序，利用模块化结构设计软件程序，对每个模块进行循环扫描。

本发明的有益效果是：该电气控制系统可以大大提高系统及设备的灵活性、可维护性及可靠性，提高了设备的互操作性和互换性，使原有的复杂设备线路变得简单，同时每个电气设备都分散了电气控制功能，完成了分布控制现场设备的要求。

附图说明

图1是本发明的电气控制系统图。

图2是本发明的dp通讯图。

图3是本发明的主回路控制模块原理图。

图4是本发明的遥控系统原理图。

图5是本发明的总线协议本机操作图。

图6是本发明的采掘设备传感器。

图7是本发明的电磁阀控制箱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，矿井采掘设备电气控制系统组成单元有操作箱、传感器、现实箱、遥控接收机、电磁阀控制箱及电气控制箱。文中开发的电气主控制系统可实现减速器齿轮保护与润滑油监测、液压系统保护、掘进断面控制、自动截割，以及网络通讯、图形显示、遥控控制、本机控制，还有比例调节、电磁阀的控制、电机保护及电机复合逻辑控制。中央控制器集成了的modbus，dp，can三个现场总线，被安置在电气控制箱内。其中dp总线用于连接每个主控路控制模块和中央控制器，can总线连接遥控接收机、电磁阀控制箱、显示器和中央处理器，mod-bus总线连接操作箱和中央控制器。此外，采掘设备上还具有用于信号输出的本安型传感器，电气控制箱内的隔离栅接受到传感器信号，将信号转换、隔离后传输给电气系统的中央控制器。

如图2，在模块控制器中配备了信号处理电路和外接信号，对电量周期交流采取了模块化软件采集方式，实现遥控和本地控制每个主回路电机设备，同时具有被控电机的漏电、欠压、过压、过热，以及断相、过载、过流保护等功能。双向dp通信用以连接每个控制模块和中央控制器，中央控制器发出的信号被各个控制模块接收后，并将故障参数和设备运行状态通过dp总线反馈给中央控制器。

如图3，三相电压互感器为pt，接触辅助常闭节点为km1，辅助常开节点为km2，真空交流接触器为km，二相电流互感器为ct。

如图4，矿井无线通讯系统是由本安型遥控发射器和遥控接收机组合而成的。发射机和接收机之间是双向通信，可以使用有线通信和无线通信。矿井采掘设备中央控制器接受can总线另一端接收机的发射信号，作出接收机控制指令，以此来驱动采掘设备的执行单元。发射器控制单元上的操作状态即为控制信息内容，包括40个开关信息，如急停、按钮、开关等，以及掘进机履带左右动作模拟指令；此外，中央控制器接收到接收机信号后还能转发。

如图5，矿井电气控制系统的本机操作具有14个按钮，可以实现采掘设备的翻转显示、信号报警、选择操作模式，以及故障诊断、故障复位、开车和停机等功能。笔者采用dtr580型模块作为控制器，该设备具有通用的外界端口，可以可靠地传输总线协议和信号采集。控制按钮按照4x4排列，并具备定时扫描。一旦出现单片机中断现象，本机操作会重新扫描按钮.并通过总线协议将扫描信息传输给中央控制器。

如图6，安设在矿井采掘电气设备上的传感器具有2个功能，保护和监测采掘设备重要元件和对采掘设备状态进行实时显示。负责监控减速器齿轮润滑油温度和采掘设备液压箱温度的为温度传感器，当上述两个部件温度超限时，传感器就会发出报警信号并使设备急停。保护液压元件、防止液压油箱空载的油位监测传感器为油位传感器，当矿井采掘设备用于工作降尘和大功率电机冷却的上水系统不能达到额定流量或水压时，传感器使采掘设备截割头闭锁，并报警。防止支护压力和润滑油油压减小的为压力传感器，它实时监控减速器齿轮临时支护压力和润滑油压力。

如图7，为实现对同一采区采掘设备的集中控制而设计了电磁阀控制箱，该集中控制单元可以提高设备可靠性，降低设备线路的复杂性。在i/o分站放置电磁阀控制箱，由继电驱动板、pwm模块、数字量输出模块以及can总线控制器组成。电气控制系统的中央控制器程序实现对电磁阀的控制。电磁阀控制箱通过dp总线接受电气控制系统的中央控制器信号，以此实现对每个比例电磁开关的控制。其中，采掘设备割煤速度由比例电磁阀控制，当超出一定的采掘负荷时，按照额定设置对pwm模量进行降低电压输出控制。

技术特征：

技术总结
一种矿井开采设备只能电气控制系统，通过应用模糊控制理论，对PID控制参数进行优化，实现了磨煤机工作过程的自动调节，提高了磨煤机的工作性能。该电气控制系统可以大大提高系统及设备的灵活性、可维护性及可靠性，提高了设备的互操作性和互换性，使原有的复杂设备线路变得简单，同时每个电气设备都分散了电气控制功能，完成了分布控制现场设备的要求。

技术研发人员：马驰
受保护的技术使用者：马驰
技术研发日：2016.11.22
技术公布日：2018.05.29