CN113818875A - 采煤机限位保护装置及限位保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采煤机限位保护装置及限位保护方法，保护装置包括磁感应装置和感应式接近开关，接近开关安装在采煤机机身上，刮板运输机的两个端部朝向感应式接近开关的外侧面上各自安装两个磁感应装置，这两个磁感应装置之间的间隔区称为限速保护区，磁感应装置和接近开关处于同一水平高度上；保护方法是当接近开关到达某个限位保护区的第一个磁感应装置的感应区时，接近开关发出信号至数据采集模块，数据采集模块将收到的信息反馈给采煤机的主控模块，主控模块发出限位保护指令，采煤机牵引降速后匀速行走，当接近开关到达第二个磁感应装置的感应区时，采煤机牵引停止。本发明可避免限位保护中的硬件损坏，保证采煤工作面的安全及生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于检测采煤机位置的无接触式限位保护装置和限位保护方法。
背景技术
现有的采煤机限位保护检测系统均是机械接触式限位保护，须在靠近采煤机的位置布置限位杆，当限位杆与运行中采煤机机身上的保护杆接触触发先导回路断开，以此实现限位保护。但是采煤机在实际运行中振动极大且无法控制接触位置，且井下使用环境恶劣，因此经常导致接触杆因被砸坏或生锈而无法达到预想的使用效果。
例如目前国内外的采煤机在自动化及非自动化牵引状态下的位置保护普遍通过在采煤机齿轨上装设机械限位装置，但根据使用情况，每发生一次限位保护都会导致煤机行走系统损坏，故此增加了设备使用的故障率及维护成本。
发明内容
本发明旨在提供一种采煤机限位保护装置及限位保护方法，通过非接触式的磁感应式限位保护避免机械限位保护过程中发生硬件损坏，进而保证采煤工作面的安全及生产效率。
本发明的主要技术方案有：
一种采煤机限位保护装置，包括磁感应装置和感应式接近开关，感应式接近开关安装在采煤机的机身上，采煤机骑行在刮板运输机上，刮板运输机的电缆槽的长度方向上的两个端部朝向感应式接近开关的外侧面上各自可拆卸固定安装两个磁感应装置，磁感应装置和感应式接近开关处于同一水平高度上，位于每个端部的两个磁感应装置之间间隔设置，间隔区称为限速保护区。
所述磁感应装置优选为长方体形，其大面朝向感应式接近开关。
所述磁感应装置内部浇封且有方形磁铁。
所述采煤机限位保护装置还包括数据采集模块，所述感应式接近开关与所述数据采集模块电气连接，数据采集模块与所述采煤机的主控模块双向通信连接。
所述感应式接近开关内含有自复位开关，自复位开关与数据采集模块电气连接。
一种采煤机限位保护方法，采用的是所述采煤机限位保护装置，所述保护方法是当采煤机运行至感应式接近开关到达任意一个磁感应装置的感应区时，感应式接近开关响应动作发出信号至数据采集模块，数据采集模块将收到的信息反馈给采煤机的主控模块，采煤机的主控模块输出限位保护指令，然后采煤机发出报警提示及执行限位保护动作。在采煤机由刮板运输机的中部向端部行走的过程中，当感应式接近开关到达任一限速保护区的前一个磁感应装置的感应区时，采煤机执行的限位保护动作是降低牵引速度后匀速牵引，当感应式接近开关到达任一限速保护区的后一个磁感应装置的感应区时，采煤机执行的限位保护动作是停止牵引不断电。
采煤机牵引方向和每一个磁感应装置的位置与对应的限位保护指令的对应关系进行过事先标定。
所述报警提示可以包括语音预警提示和图文预警提示，所述图文预警提示是通过采煤机的显示屏显示报警标识和记录。
当感应式接近开关处于一个限速保护区内时，如果采煤机的主控模块收到反向牵引信号后再检测到感应式接近开关发来的磁感应信号，主控模块不发出限位保护指令。
对于设有自复位开关的感应式接近开关，当感应式接近开关逐渐靠近磁感应装置直至二者之间的距离达到感应值时，感应式接近开关由常开变为闭合或者由常闭变为断开，当感应式接近开关逐渐远离磁感应装置直至二者之间的距离达到复位值时感应式接近开关的状态自动恢复。
本发明的有益效果是：
采用本发明可以减少采煤机因机械限位保护而导致采煤机行走系统损坏，从而节省成本，大幅提高采煤机智能化运用中的安全性。
在感应式接近开关安装在采煤机上的位置不变的情况下，通过改变磁感应装置的规格大小可以改变本发明的检测精度，通过改变磁感应装置在刮板运输机的电缆槽的两端部的安装位置可改变采煤机在实际运行中的位置保护值，因此本发明的主要技术参数可以方便地根据实际需要调节。
本发明的检测原理简单，且配套的限位保护控制程序集成在采煤机主控模块里，可靠性容易保证。
附图说明
图1是本发明的所述采煤机限位保护装置的一个实施例的机械部件位置关系示意图；
图2是本发明的所述采煤机限位保护装置的电气连接关系示意图。
图3是本发明的所述采煤机限位保护装置整体布局图。
附图标记：1、电缆槽，2、磁感应装置，3、感应式接近开关，4、采煤机的机身壳体，5、数据采集模块，6、采煤机的主控模块。
具体实施方式
本发明公开了一种采煤机限位保护装置，如图1、2、3所示，包括磁感应装置2和感应式接近开关3，感应式接近开关安装在采煤机的机身壳体4上，采煤机骑行在刮板运输机(可简称刮板机)上，刮板运输机的电缆槽1的长度方向上的两个端部朝向感应式接近开关的外侧面上各自可拆卸固定安装两个磁感应装置，磁感应装置和感应式接近开关处于同一水平高度上。位于每个端部的两个磁感应装置之间间隔设置，间隔区称为限速保护区。
所述磁感应装置在采煤机的机身壳体上的具体位置的确定需要既可以达到采煤机运行中两端头极限位置的保护又能满足感应区的使用要求。当需求改变时，可适应性更改磁感应装置的水平安装位置，每个端部的两个磁感应装置之间的间隔距离有可能会随之改变。本实施例中每个端部的两个磁感应装置之间的间隔距离优选为0.5-1.5m。
在感应式接近开关安装在采煤机上的位置不变的情况下，通过改变磁感应装置的规格大小可以改变本发明的检测精度。通过改变磁感应装置在刮板运输机的电缆槽的两端部的具体安装位置，可改变采煤机在实际运行中的位置保护值，因此本发明的主要技术参数可以方便地根据实际需要调节。
所述磁感应装置优选为长方体形，其大面朝向感应式接近开关。所述磁感应装置的外壳四周有螺母固定安装孔。
所述磁感应装置内置有方形磁铁且内部浇封。
所述感应式接近开关的外壳优选采用304不锈钢制成。
所述采煤机限位保护装置还包括数据采集模块5，所述感应式接近开关与所述数据采集模块电气连接，数据采集模块与所述采煤机的主控模块6双向通信连接，以便使采煤机的主控模块能够实时掌握数据采集模块反馈的限位开关的数据信号，并据此执行进一步的控制操作。采煤机的主控模块里集成配套有限位保护控制程序，采煤机的主控模块通过所述限位保护控制程序输出限位保护指令，包括报警指令和保护动作指令。
所述感应式接近开关内优选含有自复位开关，自复位开关与数据采集模块电气连接。
本发明还公开了一种采煤机限位保护方法，采用所述采煤机限位保护装置，当采煤机沿刮板运输机运行至感应式接近开关到达任意一个磁感应装置的感应区时，感应式接近开关响应动作发出信号至数据采集模块，数据采集模块将收到的信息反馈给采煤机的主控模块，采煤机的主控模块通过限位保护控制程序输出限位保护指令，然后采煤机发出报警提示及执行限位保护动作。在采煤机由刮板运输机的中部向端部行走的过程中，当感应式接近开关到达任一限速保护区的前一个磁感应装置的感应区时，采煤机执行的限位保护动作是降低牵引速度后匀速牵引，当感应式接近开关到达任一限速保护区的后一个磁感应装置的感应区时，采煤机执行的限位保护动作是停止牵引不断电。
降速值可根据实际情况设置。
由于采煤机牵引方向和每一个磁感应装置的位置与对应的限位保护指令的对应关系进行过事先标定，因此当感应式接近开关进入某个限速保护区时采煤机没有牵引方向的改变，就可以说明采煤机是在从刮板运输机的中部向端部行走。在该行走方向上，当采煤机所经过的第一个磁感应装置使感应式接近开关发出信号时，可以说明感应式接近开关刚刚进入限速保护区，此时应将牵引速度降低至某个水平并保持在该水平上，当第二个磁感应装置使感应式接近开关发出信号时，可以说明采煤机到达了限速保护区的终点，因此应使采煤机牵引停止。限速保护区是采煤机限位保护中从减速到停止的重要缓冲区。牵引停止后，需人工复位后执行反向牵引命令采煤机才可以反向行走。
所述报警提示可以包括语音预警提示和图文预警提示，所述图文预警提示是通过采煤机的显示屏显示报警标识和记录。
当感应式接近开关处于一个限速保护区内时，如果采煤机的主控模块收到反向牵引信号后再检测到感应式接近开关发来的磁感应信号，则判定为感应式接近开关已离开该限速保护区，针对该次磁感应信号，主控模块不发出限位保护指令，避免采煤机从刮板运输机的一个端部向中部返回时误启动限位保护。
所述感应式接近开关为无源设备。对于设有自复位开关的感应式接近开关，随着采煤机的由远及近运行逐渐靠近某个磁感应装置，当感应式接近开关和磁感应装置之间的距离达到感应值时，感应式接近开关由常开变为闭合或者由常闭变为断开，感应式接近开关向数据采集模块发出信号，采煤机发出报警提示和执行限位保护动作。随着采煤机的由近及远运行逐渐远离所述磁感应装置，当感应式接近开关和磁感应装置之间的距离达到复位值时感应式接近开关的状态自动恢复。
本发明是用于采煤机的磁感应式限位保护系统，该系统对开关量进行检测，原理简单，配套控制程序可靠性高，且该系统的使用可有效减少采煤机因机械限位保护而导致采煤机行走系统损坏，从而节省成本，大幅提高采煤机智能化运用中的安全性。
Claims (9)
1.一种采煤机限位保护装置，其特征在于：包括磁感应装置和感应式接近开关，感应式接近开关安装在采煤机的机身上，采煤机骑行在刮板运输机上，刮板运输机的电缆槽的长度方向上的两个端部朝向感应式接近开关的外侧面上各自可拆卸固定安装两个磁感应装置，磁感应装置和感应式接近开关处于同一水平高度上，位于每个端部的两个磁感应装置之间间隔设置，间隔区称为限速保护区。
2.如权利要求1所述的采煤机限位保护装置，其特征在于：所述磁感应装置为长方体形，其大面朝向感应式接近开关。
3.如权利要求1所述的采煤机限位保护装置，其特征在于：所述磁感应装置内部浇封且有方形磁铁。
4.如权利要求1、2或3所述的采煤机限位保护装置，其特征在于：还包括数据采集模块，所述感应式接近开关与所述数据采集模块电气连接，数据采集模块与所述采煤机的主控模块双向通信连接。
5.如权利要求4所述的采煤机限位保护装置，其特征在于：所述感应式接近开关内含有自复位开关，自复位开关与数据采集模块电气连接。
6.一种采煤机限位保护方法，其特征在于：采用权利要求4或5所述的采煤机限位保护装置，当采煤机沿刮板运输机运行至感应式接近开关到达任意一个磁感应装置的感应区时，感应式接近开关响应动作发出信号至数据采集模块，数据采集模块将收到的信息反馈给采煤机的主控模块，采煤机的主控模块发出限位保护指令，采煤机发出报警提示并执行限位保护动作，在采煤机由刮板运输机的中部向端部行走的过程中，当感应式接近开关到达任一限速保护区的前一个磁感应装置的感应区时，采煤机执行的限位保护动作是降低牵引速度后匀速牵引，当感应式接近开关到达任一限速保护区的后一个磁感应装置的感应区时，采煤机执行的限位保护动作是停止牵引不断电。
7.如权利要求6所述的采煤机限位保护方法，其特征在于：所述报警提示包括语音预警提示和图文预警提示，所述图文预警提示是通过采煤机的显示屏显示报警标识和记录。
8.如权利要求7所述的采煤机限位保护方法，其特征在于：当感应式接近开关处于一个限速保护区内时，如果采煤机的主控模块收到反向牵引信号后再检测到感应式接近开关发来的磁感应信号，主控模块不发出限位保护指令。
9.如权利要求6、7或8所述的采煤机限位保护方法，其特征在于：对于设有自复位开关的感应式接近开关，当感应式接近开关逐渐靠近磁感应装置直至二者之间的距离达到感应值时，感应式接近开关由常开变为闭合或者由常闭变为断开，当感应式接近开关逐渐远离磁感应装置直至二者之间的距离达到复位值时感应式接近开关的状态自动恢复。
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2021
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