CN203444041U

CN203444041U - 采煤机电气试验台

Info

Publication number: CN203444041U
Application number: CN201320547879.2U
Authority: CN
Inventors: 赵光瑞; 乔永军; 云俊杰; 张文琦; 赵子飞; 冯继生; 王海军
Original assignee: China Shenhua Energy Co Ltd; Shenhua Shendong Coal Group Co Ltd
Current assignee: China Shenhua Energy Co Ltd; Shenhua Shendong Coal Group Co Ltd
Priority date: 2013-09-04
Filing date: 2013-09-04
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2023-09-04

Abstract

本实用新型提供一种采煤机电气试验台，该采煤机电气试验台包括由前面板和后面板构成的双面框架，其中，前面板包含：用于进行试验台整体操作的操作面板、用于模拟采煤机操作过程的模拟动作系统、用于显示操作信息的显示装置；后面板包含：对所模拟的采煤机操作进行电控制的弱电部分、对所模拟的采煤机的操作过程上电并提供电信号的强电部分。上述电气试验台的使用可减小返工率，降低维护和修理成本，确保操作人员安全，尽可能避免经济损失。

Description

采煤机电气试验台

技术领域

本实用新型装置涉及一种采煤机电气试验台。

背景技术

近年来，我国高产高效矿井猛增，采煤机作为煤炭开采的核心设备正发挥着日益重要的作用。从50年代以来，世界各国相继研制出各具特色的滚筒式采煤机，后又经各国在长壁工作面开采工艺和设备方面进行了一系列卓有成效的改革和技术开发工作，至今形成了较为可靠且性能优良的采煤机。就现在的采煤机维修技术而言，往往直到采煤机整机测试时，电气元件故障才能被发现。然而，组装后的电控箱空间狭小，维修困难，这给采煤机维修带来了很大不便，严重影响维修效率。因此，对于采煤机中关键分立元件进行组装前的测试就成为了一个重要环节。

以往，组装前的测试仅限于检测接触器、继电器等接通额定电压后主触点、辅触点的吸合状况。对于许多关键性元件则只能目测，例如，中央控制器（CCU）、JNA显示计算器（JDC）、数字输入输出模块（DIOM）、远程输入输出模块（RIO）、变频器（VFD）、电源模块（BSM）。而这些关键性元件在数据通讯功能完好性方面的验证更是无从谈起。这些关键性电气元件在采煤机中却具有极大成本，而且它的好坏直接决定采煤机在井下的运行工况。

特别地，高可靠性采煤机的制造商为了技术垄断，往往对采煤机内部的电子元件进行封胶及消掉关键芯片的信息，对外围接口进行特殊设计。因此，通常的测试维修往往仅限于对常规电子元件的接触器进行额定电压测试，其余电子元件则只有等到采煤机整机组装后才能进行空载测试。在这种操作模式下，如果部分电子元件仍存在故障，则受到电控箱狭小空间的限制，就必须将与之相关的电子元件进行重新拆解。即使如此，操作人员依然很难马上锁定故障点。组装和拆解可能需要往复多次，容易造成较高的配件损坏率。另外，如果由于故障而需要在井下抢修，就必须对防爆盖板进行反复拆装，使防爆面有效使用期缩短，达不到防爆要求，这样，操作人员的安全就无法得到保障，而且会造成不可估量的经济损失。

实用新型内容

本实用新型提供了一种采煤机电气试验台，旨在解决现有采煤机电子件测试手段低下、无法联机通讯以及对于培训员工无法实际操作等诸多缺点。

具体而言，本实用新型提供一种采煤机电气试验台，该采煤机电气试验台包括由前面板和后面板构成的双面框架，其中，前面板包含：用于进行试验台整体操作的操作面板、用于模拟采煤机操作过程的模拟动作系统、用于显示操作结构的显示装置；后面板包含：对所模拟的采煤机操作进行电控制的弱电部分、对所模拟的采煤机的操作过程上电并提供电信号的强电部分。

优选地，所述操作面板包括替代采煤机原有电机的白炽灯。

更优选地，所述原有电机包括左截割电机、右截割电机、破碎电机、泵电机。

优选地，所述操作面板包括中央控制器和变频器，在中央控制器与变频器相连的点上加设开路与短路故障点。

优选地，所述操作面板包括遥控器，遥控器上设置用于模拟采煤机操作控制的按钮。

更优选地，所述按钮包括摇臂升降按钮、速度牵引按钮、驻车按钮。

优选地，在强电部分和弱电部分之间设有起隔离作用的有机玻璃。

通过采用上述采煤机电气试验台，在组装前即可对每个电子件进行测试，减小了返工率。在井下进行故障测试时所出现的软故障可通过数据盘导出，由此在测试平台上人为干预，进行综合系统分析。因此，大大降低了维护和修理成本，延长了使用寿命，提高了经济效益。

附图说明

图1示出根据本实用新型的采煤机电气试验台的系统框架图；

图2和3分别示出了RIO设置故障图和CCU设置故障图；

图4示出根据本实用新型的采煤机测试平台的动力回路图；

图5示出相应的JOS系统框架图。

具体实施方式

本实用新型的采煤机电气试验台考虑到在测试过程中拆装电子元件的快速性而优选设计为双面框架，前面板为操作面板、模拟动作机构及显示装置，后面板上部安装弱电部分，后面板下部安装强电部分，并可用有机玻璃做隔离防护，操作上较为安全且一目了然。

所述操作面板用来模拟采煤机的整体操作，因此，操作面板可以理解为采煤机的小型化模拟。操作面板上可以采用采煤机的原机配件。当然，考虑到投入成本，优选采用白炽灯来替代采煤机中原有的各电机，例如左截割电机、右截割电机、破碎电机等等。

所述弱电部分负责对所模拟的采煤机整体进行电控制。而强电部分负责对所模拟的采煤机上电并提供电信号。模拟动作系统可模拟采煤机的操作过程，其操作可显示在显示装置上。

图1示出根据本实用新型的采煤机电气试验台的系统框架图，作为补充，图5示出相应的JOS系统框架图。如图1所示，将控制采煤机所有电机（在模拟系统中，如上文所述，用白炽灯替代）的接触器连接到各自的智能电流传感器（MCT）上，智能电流传感器与远程IO模块双向通讯，远程IO模块通过现场总线（INTERBUS）连接到中央控制器（CCU），中央控制器与显示计算机(JDC)通过以太网口及接头转换而进行通信，可采用键盘和鼠标来连接显示计算机从而进行人机对话。与CCU相连的接收器（如图中所示的左接收器），通过来自摇控器的指令作出相关的动作。作为控制采煤机行走的变频器，通过CANBUS总线与CCU相互通讯。通过来自CCU的指令，执行电机的运转及与之相关的一系列的保护。DIOM1、2作为I/O控制设备，通过电磁阀，执行与之相连的油缸动作。DIOM3联接有载、无载继电器把这些开关量信号送入CCU。操作中，如果采煤机测试台上模拟电机的白炽灯出现故障，则智能电流传感器将通过相应接触器感测到故障信号，并转换成电信号同时进行电流放大。电信号将通过远程I/O模块传送到中央控制器，则在与中央控制器连接的显示计算机上将显示出故障情况，由此，通过接收器对故障信号进行查询、诊断，从而快速锁定故障、排除故障。为了保证执行机构在井下恶劣的环境中高可靠的运行，本装置模拟加设了许多故障点。

通过如图1所示的检测过程，实现了对于采煤机的故障分析、规律寻找，使工人能较为容易地发现并排除故障。

同时可以在CCU与变频器相连的点上加设开路与短路故障点，当异常发生时，将通过CAN总线传送到中央控制器并显示在显示计算机上。如果发生的故障优先级低，只作用于报警，不会让本装置停机，如果发生的故障是致命性的，则CCU发出指令作用于ESR（急停继电器），所用的执行机构停机，被迫检修，此时连接于中央控制器上的USB接口将记录所有相关信息。

例如图2和3分别示出了RIO设置故障图和CCU设置故障图。

上述工作流程都可以在根据本实用新型的采煤机电气试验台的控制面板上进行操作而得以实现。在控制面板上设置多个旋钮和旋转开关来实现测试控制操作。

图4即示出根据本实用新型的采煤机测试平台的动力回路图。

例如，在操作面板中，可以把采煤机旋转开关打开到“开”的位置，等待一段时间（例如几分钟）后，显示装置进入组态主画面，再按下遥控器上的“ON”按钮，此时显示器显示“机器空闲”。如按住遥控器“ON/2nd”（开/第二功能键）按钮，同时按下“HALT/MOTOR”（驻车/电机）按钮，发出启动油泵的命令。泵预启动报警响过一段时间（例如5秒）后，急停（ESR）继电器得电，显示装置的显示屏将显示“ESR/ON”（急停继电器得电），泵电动机将起动。相应地，指示泵电动机的白炽灯亮起。此时松开两个按钮，再同时按下，然后截割电动机预起动报警响起（例如，持续约5秒钟）。如果仅选中了一台截割电动机，则只有一台截割电动机起动（显示为相应的白炽灯亮起）。如果选中了两台截割电动机，则例如左截割电动机先启动，随后右截割电动机再行启动。在电动机运行后松开两个按钮。此时截割电动机指示器亮起，同时左右滚筒转动。在松开两个按钮后，再同时按下，则将发出破碎机电动机起动指令。此时破碎机电动机指示灯亮起。

如按下遥控器“左/右摇臂升”按钮，直到摇臂升到目标高度，则此时对应的指示灯亮起。松开按钮，则摇臂将保持在此高度。

如按下遥控器“左/右摇臂降”按钮，直到摇臂降到目标高度，则此时对应的指示灯亮起。松开按钮，则摇臂将保持在此高度。

如按下遥控器“向左/右牵引”按钮，则表示采煤机牵引速度将增大，当达到目标速度时，松开该按钮，控制系统将保持此速度牵引。按下“向右/左牵引”按钮时降低牵引速度。

如按下遥控器“驻车/电机”按钮，然后再选择相反方向按钮，则可以改变采煤机牵引方向。

通过旋转操作面板上一组旋钮就可以人为地调节左右截割电机、破碎电机、左右牵引电机、泵电机、变压器、BSM、逆变器等原件的温度，观察在何种情况下报警、何种情况下跳闸等等。伴随着显示装置记录异常情况下表征出的相应代码及帮助信息。

通过旋转操作面板上另一组旋钮就可以人为地调节左右截割电机、破碎电机、左右牵引电机、泵电机的电流，来观察电流增至哪个值报警、增至哪个值跳闸。伴随着显示装置记录异常情况下表征出的相应代码及帮助信息。

通过旋钮“开/关”、人为开路、短路总线及控制线路，就可以虚拟显示采煤机各种调试及井下处理采煤机故障时暴露出来的问题，从而帮助维修人员快速找到并排除故障。

通过插拔操作面板上的电缆和旋转开关旋钮，断开相应的外部传感器，就可以分析传感器在开路、短路的情况下，显示装置会表征出何种代码及故障信息，何种传感器在必要情况下可以屏蔽，何种传感器的优先级较高。

面板上的指示灯显示相关电压、摇臂升降动作状态、反馈的指示。可以采用一系列三位四通阀动作状态、反馈、空载、有载漏电的指示，通讯故障的指示及部分传感器工作指示。

考虑到根据本实用新型的采煤机测试平台主要为培训之用，并非对实际的采煤机进行现场操作，因此为培训之便，对原采煤机的一些系统参数以及元件作了一定程度的替换。例如，原采煤机的系统电压一般为3.3kV，考虑到电压过高会增大安全隐患且增加投入成本，因此可考虑选用380V电源替代采煤机的3.3kV电源。考虑到测试台启动电流较大，“合/分”断路器的使用可能会发生危险，因此可考虑替代使用先导回路。为了易于分析和对比出现故障时与显示信息的相关性，可选定在关键回路串入开关点，模拟量采集点可考虑使用4-20mA信号。可采用过温保护点实现模拟调节。另外，考虑到投入成本，可采用白炽灯替代各种电机。各主要故障点采用灯光显示，易于进行故障诊断。

本实用新型的采煤机测试平台，采用开放式固定，部分电线、电缆之间采用快速接头联接，互换效率高、操作简单、稳定性强、可靠性高。

本采煤机测试平台，在强弱电系统之间采用物理隔离，尤其在强电部分可使用透明绝缘板进行隔离防护，既可一目了然地观察强电元件的工作状态，同时也可以有效地防止触电的危险。

整个测试平台系统以电子件测试为出发点，对预测到的故障点用灯光显示，使得测试操作更为直观。

另外，整个测试平台系统结构紧凑，所用的电子件的安装要求较低，适应性较强。同时还可实现远程控制，工作安全性较高，测试效果较好。

另外，本测试平台系统在外观上可模拟近似一台采煤机。操作面板可以设置多达100个按钮和旋转开关，易于设置故障，与之相对应的灯光做出相关应答。特别地，在测试平台两侧安装两个“小摇臂”接到对应指令时，做出上升、下降、旋转的动作。

综合而言，采用本实用新型的采煤机测试平台，在组装前即可对每个电子件进行测试，减小了返工率。在井下进行故障测试时所出现的软故障可通过数据盘导出，由此在测试平台上人为干预，进行综合系统分析。因此，大大降低了维护和修理成本，延长了使用寿命，提高了经济效益。

本领域技术人员还可以理解的是，本实用新型的保护范围并不仅限于上述实施例，所有对本实用新型的等同变换均落在本实用新型的范围内。

Claims

1.一种采煤机电气试验台，其特征在于，该采煤机电气试验台包括由前面板和后面板构成的双面框架，其中，

前面板包含：用于进行试验台整体操作的操作面板、用于模拟采煤机操作过程的模拟动作系统、用于显示操作结构的显示装置；

后面板包含：对所模拟的采煤机操作进行电控制的弱电部分、对所模拟的采煤机的操作过程上电并提供电信号的强电部分。

2.根据权利要求1所述的采煤机电气试验台，其特征在于，所述操作面板包括替代采煤机原有电机的白炽灯。

3.根据权利要求2所述的采煤机电气试验台，其特征在于，所述原有电机包括左截割电机、右截割电机、破碎电机、泵电机。

4.根据权利要求1所述的采煤机电气试验台，其特征在于，所述操作面板包括中央控制器和变频器，在中央控制器与变频器相连的点上加设开路与短路故障点。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的采煤机电气试验台，其特征在于，所述操作面板包括遥控器，遥控器上设置用于模拟采煤机操作控制的按钮。

6.根据权利要求5所述的采煤机电气试验台，其特征在于，所述按钮包括摇臂升降按钮、速度牵引按钮、驻车按钮。

7.根据权利要求1所述的采煤机电气试验台，其特征在于，在强电部分和弱电部分之间设有起隔离作用的有机玻璃。