CN103144936A - 刮板运输机智能控制系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

一种刮板运输机智能控制系统和控制方法，属于煤矿开采智能控制系统。该刮板运输机控制系统包括：激光扫描测距装置、射线测距变送器、超声波物位传感器、电流变送器、主控制器、变频调速控制器、煤块破碎控制器、运输机姿态控制器和运输机紧链控制器；激光扫描测距装置、射线测距变送器、超声波物位传感器和电流变送器通过无线通信方式将检测信号传输至主控制器，主控制器通过无线通信方式将控制指令发送至变频调速控制器、煤块破碎控制器、运输机姿态控制器和运输机紧链控制器。通过激光扫描测距装置、射线测距变送器、超声波物位传感器和电流变送器的监测，随时掌握刮板运输机的运行状态，及时控制相应的装置，保证刮板运输机处于最佳运行状态。

Description

刮板运输机智能控制系统和控制方法

技术领域

本发明涉及一种煤矿开采智能控制系统和控制方法，尤其是一种与滚筒采煤机配套使用的刮板运输机智能控制系统和控制方法。

背景技术

刮板运输机是煤矿开采的重要装备之一，目前的技术主要是机械化，控制系统是集中顺序控制，自适应性差。刮板运输机采用链条传输，长时间运行链条松弛时，目前的紧链技术是，用液压缸张紧链条，然后用圆柱销机械定位，定位后撤出液压，该技术方案使得链条总处较大张紧力状态，容易产生较大磨损，当链节伸长后，张紧力下降，又容易造成链条跳齿，导致刮板运输机设备损坏。较大体积的煤块容易造成运输机卡住过载停止运行。这些不仅会影响生产效率，而且会影响设备的使用寿命，增加维护成本。

发明内容

本发明的目的是要克服已有技术中的不足之处，提供一种刮板运输机智能控制系统和控制方法，解决目前控制技术的自适应性差的问题，以提高生产效率。

本发明的目的是这样实现的：该刮板运输机智能控制系统包括：激光扫描测距装置、射线测距变送器、超声波物位传感器、电流变送器、主控制器、变频调速控制器、煤块破碎控制器、运输机姿态控制器和运输机紧链控制器；激光扫描测距装置、射线测距变送器、超声波物位传感器和电流变送器通过无线通信方式将检测信号传输至主控制器，主控制器通过无线通信方式将控制指令发送至变频调速控制器、煤块破碎控制器、运输机姿态控制器和运输机紧链控制器；

激光扫描测距装置安装在刮板运输机上部顶板处的旋转云台上；射线测距变送器安装在运输带的下部；超声波物位传感器安装在破碎机的前端顶板位置；电流变送器安装在刮板运输机驱动电机的控制器旁；变频调速控制器输出与控制刮板运输机的电机连接；煤块破碎控制器输出端与刮板运输机首端的破碎机连接；运输机姿态控制器输出端与液压支架的液压装置连接；运输机紧链控制器输出端与液压张紧装置连接；

所述的控制主机由微处理器、无线通信电路、显示器和存储电路构成，微处理器的输出端与显示器和存储电路连接，微处理器通过无线通信电路双向通信。

刮板运输机智能控制系统的控制方法是：

（1）当采煤机开始采煤时，安装在靠近破碎机的前端顶板位置的超声波物位传感器、安装在刮板运输机上部顶板处的激光扫描测距装置、安装在运输带的下部的射线测距变送器和安装在刮板运输机驱动电机的控制器旁的电流变送器均通过无线通信电路与主控制器的微处理器进行通讯，主控制器得到超声波物位信号、激光扫描测距信号、射线测距信号和电流变送器信号，所述的信号传输至主控制器的微处理器，微处理器自动启动刮板运输机的相对应的变频调速控制器、煤块破碎控制器、运输机姿态控制器和运输机紧链控制器，对相对应的工作装置实施控制；

（2）所述的超声波物位信号，由安装在靠近破碎机的前端顶板位置的超声波物位传感器，通过检测煤块的高度判断煤块的大小，通过煤块破碎控制器对大块煤进行破碎，防治堵塞运输通道；

（3）所述的激光扫描测距信号，由安装在刮板运输机上部顶板处的激光扫描测距装置，通过旋转云台的转动扫描运输机姿态，通过运输机姿态控制器自动控制调整液压支架的推溜和拉溜支架动作；

（4）所述的射线测距信号，由安装在运输带的下部的射线测距变送器，检测运输带张紧的程度，当运输带松弛时能够通过运输机紧链控制器自动控制液压张紧装置，使链条总处于较合理张紧力状态；

（5）所述的电流变送器信号，由安装在刮板运输机驱动电机的控制器旁的电流变送器，实时检测驱动电机的电流，通过电流大小判断运煤负荷的大小，通过变频调速控制器自动调整刮板运输机的速度。

有益效果，由于采用了上述方案，通过激光扫描测距装置、射线测距变送器、超声波物位传感器和电流变送器的监测，随时掌握刮板运输机的运行状态，及时控制相应的装置，保证其处于最佳运行状态。激光扫描测距装置通过旋转云台的转动扫描运输机姿态尺寸；射线测距变送器通过运输带下垂距离的检测判断及张紧的程度；超声波物位传感器通过检测煤块的高度判断煤块的大小；电流变送器随时检测驱动电机的电流；控制主机通过无线通信电路对各个构件进行控制；变频调速控制器采用变频调速方法控制刮板运输机的电机运行速度；煤块破碎控制器控制破碎机进行破碎工作；运输机姿态控制器控制液压支架的液压装置，控制液压支架的推溜和拉溜支架动作；运输机紧链控制器控制液压张紧装置，使链条总处于较合理张紧力状态；刮板运输机的控制智能化程度大大提高，不仅可以提高生产效率，也可以减少维护成本，延长运输机的使用寿命。解决了目前控制技术的自适应性差的问题，达到本发明的目的。

优点：通过激光扫描测距装置和运输机姿态控制器的配合，可以及时调整刮板运输机的姿态,保证其正常运煤；通过射线测距变送器和运输机紧链控制器的配合，可以使运输带的张力处于最佳状态，避免链条跳齿和严重的磨损；通过超声波物位传感器和煤块破碎控制器的配合，可以保证运输的煤矿大小合适，避免堵塞故障；通过电流变送器和变频调速控制器的配合，随时控制运输机的速度适应负荷的变化，不仅保证运输的正常，也可达到电机节能的效果。

附图说明

图1是本发明的系统框图。

图2是本发明的控制主机结构图。

图中：1.激光扫描测距装置；2.射线测距变送器；3.超声波物位传感器；4.电流变送器；5.主控制器；6.变频调速控制器；7.煤块破碎控制器；8.运输机姿态控制器；9.运输机紧链控制器；10.微处理器；11.无线通信电路；12.显示器.13；存储电路。

具体实施方式

实施例：本发明的刮板运输机智能控制系统，主要包括激光扫描测距装置1、射线测距变送器2、超声波物位传感器3、电流变送器4、主控制器5、变频调速控制器6、煤块破碎控制器7、运输机姿态控制器8和运输机紧链控制器9。激光扫描测距装置1、射线测距变送器2、超声波物位传感器3和电流变送器4通过无线通信方式将检测信号传输至主控制器5，主控制器5通过无线通信方式将控制指令发送至变频调速控制器6、煤块破碎控制器7、运输机姿态控制器8和运输机紧链控制器9。

所述的激光扫描测距装置1安装在刮板运输机上部顶板处，通过旋转云台的转动扫描运输机姿态尺寸。

所述的射线测距变送器2安装在运输带的下部，通过运输带下垂距离的检测判断及张紧的程度。

所述的超声波物位传感器3安装在靠近破碎机的前端顶板位置，通过检测煤块的高度判断煤块的大小。

所述的电流变送器4安装在刮板运输机驱动电机的控制器旁，检测驱动电机的电流。

所述的控制主机由微处理器10、无线通信电路11、显示器12和存储电路13构成，微处理器的输出端与显示器和存储电路连接，微处理器通过无线通信电路双向通信。

所述的变频调速控制器6输出信号至控制刮板运输机的速度的电机，采用变频调速方法。

所述的煤块破碎控制器7输出信号至安装在刮板运输机首端部位的破碎机。

所述的运输机姿态控制器8输出至液压支架的液压装置，控制液压支架的推溜和拉溜支架动作。

所述的运输机紧链控制器9输出信号至液压张紧装置，使链条总处于较合理张紧力状态。

图1是本发明的系统框图，刮板运输机智能控制系统主要包括激光扫描测距装置1、射线测距变送器2、超声波物位传感器3、电流变送器4、主控制器5、变频调速控制器6、煤块破碎控制器7、运输机姿态控制器8和运输机紧链控制器9。其中激光扫描测距装置1、射线测距变送器2、超声波物位传感器3和电流变送器4输出接主控制器5的输入端，主控制器5的输出分别接变频调速控制器6、煤块破碎控制器7、运输机姿态控制器8和运输机紧链控制器9的输入端。

图2是本发明的主控制器结构图，控制主机由微处理器10、无线通信电路11、显示器12和存储电路13构成。微处理器10的型号为ATMEGA16，无线通信电路11的型号为NRF905。

刮板运输机智能控制系统的控制方法是：

（1）当采煤机开始采煤时，安装在靠近破碎机的前端顶板位置的超声波物位传感器3、安装在刮板运输机上部顶板处的激光扫描测距装置1、安装在运输带的下部的射线测距变送器2和安装在刮板运输机驱动电机的控制器旁的电流变送器4均通过无线通信电路11与主控制器的微处理器进行通讯，主控制器得到超声波物位信号、激光扫描测距信号、射线测距信号和电流变送器信号，所述的信号传输至主控制器的微处理器10，微处理器自动启动刮板运输机的相对应的变频调速控制器、煤块破碎控制器、运输机姿态控制器和运输机紧链控制器，对相对应的工作装置实施控制；

（2）所述的超声波物位信号，由安装在靠近破碎机的前端顶板位置的超声波物位传感器3，通过检测煤块的高度判断煤块的大小，通过煤块破碎控制器7对大块煤进行破碎，防治堵塞运输通道；

（3）所述的激光扫描测距信号，由安装在刮板运输机上部顶板处的激光扫描测距装置1，通过旋转云台的转动扫描运输机姿态，通过运输机姿态控制器8自动控制调整液压支架的推溜和拉溜支架动作；

（4）所述的射线测距信号，由安装在运输带的下部的射线测距变送器2，检测运输带张紧的程度，当运输带松弛时能够通过运输机紧链控制器9自动控制液压张紧装置，使链条总处于较合理张紧力状态；

（5）所述的电流变送器信号，由安装在刮板运输机驱动电机的控制器旁的电流变送器4，实时检测驱动电机的电流，通过电流大小判断运煤负荷的大小，通过变频调速控制器6自动调整刮板运输机的速度。

Claims (2)

1.一种刮板运输机智能控制系统，其特征是：一种刮板运输机智能控制系统，其特征是：该刮板运输机智能控制系统包括：激光扫描测距装置、射线测距变送器、超声波物位传感器、电流变送器、主控制器、变频调速控制器、煤块破碎控制器、运输机姿态控制器和运输机紧链控制器；激光扫描测距装置、射线测距变送器、超声波物位传感器和电流变送器通过无线通信方式将检测信号传输至主控制器，主控制器通过无线通信方式将控制指令发送至变频调速控制器、煤块破碎控制器、运输机姿态控制器和运输机紧链控制器；

激光扫描测距装置安装在刮板运输机上部顶板处的旋转云台上；射线测距变送器安装在运输带的下部；超声波物位传感器安装在破碎机的前端顶板位置；电流变送器安装在刮板运输机驱动电机的控制器旁；变频调速控制器输出与控制刮板运输机的电机连接；煤块破碎控制器输出端与刮板运输机首端的破碎机连接；运输机姿态控制器输出端与液压支架的液压装置连接；运输机紧链控制器输出端与液压张紧装置连接；

所述的控制主机由微处理器、无线通信电路、显示器和存储电路构成，微处理器的输出端与显示器和存储电路连接，微处理器通过无线通信电路双向通信。

2.一种实施刮板运输机智能控制系统和控制系统的控制方法，其特征是：刮板运输机智能控制系统的控制方法是：

（1）当采煤机开始采煤时，安装在靠近破碎机的前端顶板位置的超声波物位传感器、安装在刮板运输机上部顶板处的激光扫描测距装置、安装在运输带的下部的射线测距变送器和安装在刮板运输机驱动电机的控制器旁的电流变送器均通过无线通信电路与主控制器的微处理器进行通讯，主控制器得到超声波物位信号、激光扫描测距信号、射线测距信号和电流变送器信号，所述的信号传输至主控制器的微处理器，微处理器自动启动刮板运输机的相对应的变频调速控制器、煤块破碎控制器、运输机姿态控制器和运输机紧链控制器，对相对应的工作装置实施控制；

（2）所述的超声波物位信号，由安装在靠近破碎机的前端顶板位置的超声波物位传感器，通过检测煤块的高度判断煤块的大小，通过煤块破碎控制器对大块煤进行破碎，防治堵塞运输通道；

（3）所述的激光扫描测距信号，由安装在刮板运输机上部顶板处的激光扫描测距装置，通过旋转云台的转动扫描运输机姿态，通过运输机姿态控制器自动控制调整液压支架的推溜和拉溜支架动作；

（4）所述的射线测距信号，由安装在运输带的下部的射线测距变送器，检测运输带张紧的程度，当运输带松弛时能够通过运输机紧链控制器自动控制液压张紧装置，使链条总处于较合理张紧力状态；

（5）所述的电流变送器信号，由安装在刮板运输机驱动电机的控制器旁的电流变送器，实时检测驱动电机的电流，通过电流大小判断运煤负荷的大小，通过变频调速控制器自动调整刮板运输机的速度。

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