CN203626842U - 一种刨煤机运行控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种煤矿井下刨煤机的运行控制系统，涉及机电一体化技术领域。一种刨煤机运行控制系统主要包括主控制器、信号采集控制器、刨程传感器和3个刨头运行位置校正传感器，主控制器安装在刨煤机机头传动装置附近，机头传动装置和机尾传动装置附近分别安装有信号采集控制器。刨程传感器安装在减速器输出轴和链轮的连接架上，3个刨头运行位置校正传感器分别安装在输送机中部槽和变线槽上。主控制器控制刨煤机刨头驱动电机的运行，并通过信号采集控制器传来的刨头位置信息控制变频电机的启动、停止、加速、减速和换向。本实用新型用于煤矿井下综采工作面的刨煤机，实现了对刨煤机的运行控制。
Description
技术领域
本实用新型是一种煤矿井下刨煤机的运行控制系统，涉及机电一体化技术领域。
背景技术
目前在我国薄煤层开采中，存在工作环境恶劣、安全性差和劳动强度大等问题，薄煤层全自动化刨煤机解决了上述问题。目前中国的刨煤机市场一直被国外垄断，为了填补国内空白、替代进口成套设备，达到国际先进水平，实现全自动刨煤机工作面成套设备与技术的国产化，研制了薄煤层全自动化刨煤机设备。刨煤机的运行必须依靠运行控制系统才能工作，因此发明了一种刨煤机运行控制系统。
发明内容
本实用新型的目的是设计一种控制刨煤机运行的刨煤机运行控制系统。
本实用新型的技术方案是：
在刨煤机机头传动装置附近设置主控制器1，在机头传动装置和机尾传动装置附近分别设置信号采集控制器2，在减速器输出轴和链轮的连接架上设置刨程传感器3-4，在输送机的位置1、位置2和位置3分别设置刨头运行位置校正传感器3-1、3-2和3-3。
刨程传感器3-4、刨头运行位置校正传感器3-1、3-2和3-3分别通过电缆与信号采集控制器2连接，信号采集控制器2通过通讯电缆和主控制器1连接。
信号采集控制器2采集刨程传感器3-4的信号计算出刨头的运行位置，并依据刨头运行位置校正传感器3-1、3-2和3-3的信号校正刨头运行位置的计算值。主控制器1控制刨煤机刨头驱动电机的运行，并通过信号采集控制器2传来的 刨头位置信息控制刨头驱动电机的启动、停止、加速、减速和换向。
信号采集电路在信号采集控制器2内。
控制电路和运算电路在主控制器1内。
本实用新型的工作过程如下：
当刨煤机准备开始工作时，在主控制器1上设置刨头的初始位置、刨头的运转方向、加速时间和减速时间。当刨煤机准备就绪时，操作主控制器1上的启动按钮，刨煤机刨头按设定的方向运行。信号采集控制器2采集刨程传感器3-4的信号计算出刨头的运行位置，当刨头运行至刮板输送机的位置1时，信号采集控制器2接收在位置1安装的刨头运行位置校正传感器3-1的信号，若此时刨头运行位置的计算值与位置1的实际值有误差，则信号采集控制器2校正此时刨头运行位置的计算值。当刨头运行至位置2时，若此时刨头运行位置的计算值与位置2的实际值有误差，则信号采集控制器2依据传感器3-2的信号校正此时刨头运行位置的计算值，同时刨头开始减速。当到达设定的减速时间时，刨头开始换向运行，然后刨头依据设定的加速时间加速至高速运行，刨头高速运行分别经过位置3、位置1、位置2，信号采集控制器2会依据传感器3-3、3-1和3-2信号自动校正刨头运行位置的计算值。刨头运行到位置2时开始减速，当到达设定的减速时间时，刨头开始换向运行，然后依据设定的加速时间加速至高速运行，刨头高速运行分别经过位置2、位置1、位置3，如此反复，实现刨煤功能。
本实用新型能用来控制刨煤机刨头启动、停止、加速、减速和换向，能自动校正刨煤机刨头运行位置的计算值，实现了对煤矿井下综采工作面刨煤机的运行控制。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：
图1是本实用新型的系统简图。
图2是本实用新型的第一实施例示意图。
图3是本实用新型的第二实施例示意图。
图4是本实用新型的第三实施例示意图。
具体实施方式
图中：1主控制器，1-1是1中的PLC、1-2是1中的CAN安全栅、1-3是1中的单相隔离变压器、1-4是1中的开关电源、1-5是1中的本安电源，1-6是1中的电流环安全栅，2信号采集控制器，2-1是2中的I／O模块、2-2是2中的CAN安全栅、2-3是2中的单相隔离变压器、2-4是2中的开关电源、2-5是2中的本安电源，2-6是2中的数字量输入安全栅，3传感器，3-4是3中的刨程传感器，3-1是3中的刨头运行位置校正传感器，3-2是3中的刨头运行位置校正传感器，3-3是3中的刨头运行位置校正传感器，传感器4，4-1是4中的冷却水压力传感器，4-2是4中的冷却水流量传感器，4-3是4中的减速器油位传感器，4-4是4中的冷却水温度传感器，4-5是4中的减速器油温传感器，4-6是4中的电机轴承温度传感器，4-7是4中的电机绕组温度传感器，4-8是4中的减速器输入轴温度传感器，4-9是4中的减速器输出轴温度传感器，4-10是4中的链轮左轴承温度传感器，4-11是4中的链轮右轴承温度传感器，5传感器，5-1是5中的冷却水压力传感器，5-2是5中的冷却水流量传感器，5-3是5中的减速器油位传感器，5-4是5中的伸缩机尾油缸压力传感器，5-5是5中的冷却水温度传感器，5-6是5中的减速器油温传感器，5-7是5中的电机轴承温度传感器，5-8是5中的电机绕组温度传感器，5-9是5中的减速器输入轴温度传感器，5-10是5中的减速器输出轴温度传感器，5-11是5中的链轮左轴承温度传感器，5-12 是5中的链轮右轴承温度传感器，6电磁阀，6-1是6中的机尾油缸伸电磁阀，6-2是6中的机尾油缸缩电磁阀，7信号采集控制器，7-1是7中的I／O模块，7-2是7中的CAN安全栅，7-3是7中的单相隔离变压器，7-4是7中的开关电源，7-5是7中的本安电源，7-6是7中的数字量输出安全栅，7-7是7中的模拟信号安全栅，7-8是7中的温度信号安全栅。
图1是本实用新型的系统简图。本实用新型主要包括主控制器1、信号采集控制器2、刨程传感器3-4、刨头运行位置校正传感器3-1、3-2和3-3，主控制器1安装在刨煤机机头传动装置附近，机头传动装置和机尾传动装置附近分别安装有信号采集控制器2。刨程传感器3-4安装在减速器输出轴和链轮的连接架上，刨头运行位置校正传感器3-1、3-2和3-3安装在输送机中部槽上和变线槽上，刨程传感器3-4、刨头运行位置校正传感器3-1、3-2和3-3通过电缆和信号采集控制器2连接，信号采集控制器2通过通讯电缆和主控制器1连接。
信号采集控制器2采集刨程传感器3-4的信号计算出刨头的运行位置，并依据刨头运行位置校正传感器3-1、3-2和3-3的信号校正刨头运行位置的计算值。主控制器1控制刨煤机刨头驱动电机的运行，并通过信号采集控制器2传来的刨头位置信息控制变频电机的启动、停止、加速、减速和换向，从而实现刨煤机的运行控制。
图2是本实用新型的第一实施例示意图，包括主控制器1、信号采集控制器2和传感器3。主控制器1是一个矿用隔爆兼本质安全型控制箱，包括PLC1-1、CAN安全栅1-2、单相隔离变压器1-3、开关电源1-4、本安电源1-5和电流环安全栅1-6；信号采集控制器2是一个矿用隔爆兼本质安全型控制箱，包括远程I／O模块2-1、CAN安全栅2-2、单相隔离变压器2-3、开关电源2-4、本安电源2-5和数字量输入安全栅2-6；传感器3包括刨头运行位置校正传感器3-1、刨头 运行位置校正传感器3-2、刨头运行位置校正传感器3-3和刨程传感器3-4，各个传感器都是本质安全型传感器。主控制器1和信号采集控制器2通过CAN总线连接，主控制器1里安装有控制电路，信号采集控制器2里安装有信号采集电路。
主控制器1中的PLC1-1是整个系统的核心，用来分析处理数据并下发指令；PLC1-1的CAN通讯口通过CAN安全栅1-2后，和信号采集控制器2的CAN通讯口连接；PLC1-1的电流环通讯口通过电流环安全栅1-6后，和刨头驱动电机的接口连接。
主控制器1中的CAN安全栅1-2把PLC1-1的CAN通讯口转成本质安全型CAN通讯接口，以达到煤炭行业标准中关于矿用信息传输标准的要求；单相隔离变压器1-3放在开关电源1-4和本安电源1-5的前端；开关电源1-4输出DC24V，用来给PLC1-1和PLC1-1的电流环通讯接口供电；本安电源1-5用来给电流环安全栅1-6供电；电流环安全栅1-6把PLC1-1的电流环通讯接口转成本质安全型电流环通讯接口，以达到煤炭行业标准中关于矿用信息传输标准的要求。
信号采集控制器2中的远程I／O模块2-1是信号采集控制器2的数据处理中心，用来采集传感器3的数据，分析处理后通过CAN总线送给主控制器1；远程I／O模块2-1的CAN通讯口通过CAN安全栅2-2后，和主控制器1的CAN通讯口连接；传感器3中的各个传感器通过数字量输入安全栅2-6后，和远程I／O模块2-1的数字量输入接口连接。
CAN安全栅2-2把远程I／O模块2-1的CAN通讯口转成本质安全型CAN通讯接口，以达到煤炭行业标准中关于矿用信息传输标准的要求；单相隔离变压器2-3放在开关电源2-4和本安电源2-5的前端；开关电源2-4输出DC24V， 用来给远程I／O模块2-1和数字量输入安全栅2-6供电；本安电源2-5用来给传感器3中的各个传感器供电；传感器3中的各个传感器和数字量输入安全栅2-6的本安侧连接，数字量输入安全栅2-6的非本安侧和远程I／O模块2-1的数字量输入接口连接，以达到煤炭行业标准中关于本安电路和非本安电路隔离的要求。
图3是本实用新型的第二实施例示意图，包括主控制器1、信号采集控制器2、信号采集控制器7、传感器4、传感器5和电磁阀6。
和第一实施例的主要区别是，主控制器1中的PLC1-1的电流环通讯口接的是刮板输送机机头的驱动电机，刮板输送机机头驱动电机和机尾驱动电机通过通讯线连接，设置机头驱动电机为主，主控制器1可自动实现机头驱动电机和机尾驱动电机的功率平衡；信号采集控制器2采集的是刮板输送机机头传感器的数据，信号采集控制器7采集的是刮板输送机机尾传感器的数据；主控制器1、信号采集控制器2和信号采集控制器7通过CAN总线连接，信号采集控制器2和信号采集控制器7采集的各个传感器数据通过CAN总线传至主控制器1，主控制器1根据信号采集控制器7传来的伸缩机尾油缸压力传感器的数据控制机尾的伸或者缩。
主控制器1是一个矿用隔爆兼本质安全型控制箱，包括PLC1-1、CAN安全栅1-2、单相隔离变压器1-3、开关电源1-4、本安电源1-5和电流环安全栅1-6。
信号采集控制器2是一个矿用隔爆兼本质安全型控制箱，安装在刮板输送机机头，用来采集刮板输送机机头各个传感器的数据，包括远程I／O模块2-1、CAN安全栅2-2、单相隔离变压器2-3、开关电源2-4、本安电源2-5、数字量输出安全栅2-6、模拟信号安全栅2-7和温度信号安全栅2-8。
信号采集控制器7是一个矿用隔爆兼本质安全型控制箱，安装在输送机机尾，用来采集刮板输送机机头各个传感器的数据，包括远程I／O模块7-1、CAN 安全栅7-2、单相隔离变压器7-3、开关电源7-4、本安电源7-5、数字量输出安全栅7-6、模拟信号安全栅7-7和温度信号安全栅7-8。
传感器4安装在刮板输送机机头传动装置上，包括冷却水压力传感器4-1、冷却水流量传感器4-2、减速器油位传感器4-3、冷却水温度传感器4-4、减速器油温传感器4-5、电机轴承温度传感器4-6、电机绕组温度传感器4-7、减速器输入轴温度传感器4-8、减速器输出轴温度传感器4-9、链轮左轴承温度传感器4-10和链轮右轴承温度传感器4-11，各个传感器都是本质安全型传感器。
传感器5安装在刮板输送机机尾传动装置上，包括冷却水压力传感器5-1、冷却水流量传感器5-2、减速器油位传感器5-3、伸缩机尾油缸压力传感器5-4、冷却水温度传感器5-5、减速器油温传感器5-6、电机轴承温度传感器5-7、电机绕组温度传感器5-8、减速器输入轴温度传感器5-9、减速器输出轴温度传感器5-10、链轮左轴承温度传感器5-11和链轮右轴承温度传感器5-12，各个传感器都是本质安全型传感器。
电磁阀6用来控制刮板输送伸缩机尾油缸的伸缩，包括机尾油缸伸电磁阀6-1和机尾油缸缩电磁阀6-2，主控制器1根据信号采集控制器3传来的伸缩机尾油缸压力传感器的数据控制机尾的伸或者缩。
图4是本实用新型的第三实施例示意图，包括主控制器1、信号采集控制器2、信号采集控制器7、传感器4、传感器5和电磁阀6。
和第一实施例、第二实施例的区别是，主控制器1中的PLC1-1没有设置电流环通讯口，而是设置了RS485通讯接口；信号采集控制器2采集的是刮板输送机机头传感器4的数据，信号采集控制器7采集的是刮板输送机机尾传感器5的数据；主控制器1、信号采集控制器2和信号采集控制器7通过CAN总线连接，信号采集控制器2和信号采集控制器7采集的各个传感器数据通过CAN 总线传至主控制器1；主控制器1把刮板输送机机头传感器4数据的和刮板输送机机尾传感器5的数据整合，然后通过RS485通讯接口送给三机控制系统，三机控制系统依据主控制器1的数据可判断刮板输送机的故障点，并输出报警或停机信号，主控制器1也可根据信号采集控制器7传来的伸缩机尾油缸压力传感器的数据控制机尾的伸或者缩。
Claims (3)
1.一种刨煤机运行控制系统，其特征是：系统主要包括主控制器(1)、信号采集控制器(2)、刨程传感器(3-4)、刨头运行位置校正传感器(3-1)、刨头运行位置校正传感器(3-2)和刨头运行位置校正传感器(3-3)，主控制器(1)安装在刨煤机机头传动装置附近，机头传动装置和机尾传动装置附近分别安装有信号采集控制器(2)；
刨程传感器(3-4)安装在减速器输出轴和链轮的连接架上，刨头运行位置校正传感器(3-1)、刨头运行位置校正传感器(3-2)和刨头运行位置校正传感器(3-3)安装在输送机中部槽和变线槽上，刨程传感器(3-4)、刨头运行位置校正传感器(3-1)、刨头运行位置校正传感器(3-2)和刨头运行位置校正传感器(3-3)分别通过电缆与信号采集控制器(2)连接，信号采集控制器(2)通过通讯电缆和主控制器(1)连接；
信号采集控制器(2)采集刨程传感器(3-4)的信号计算出刨头的运行位置，并依据刨头运行位置校正传感器(3-1)、刨头运行位置校正传感器(3-2)和刨头运行位置校正传感器(3-3)的信号校正刨头运行位置的计算值，主控制器(1)控制刨煤机变频电机的运行，并通过信号采集控制器(2)传来的刨头位置信息控制变频电机的启动、停止、加速、减速和换向，从而实现刨煤机的运行控制。
2.根据权利要求1所述的一种刨煤机运行控制系统，其特征是：信号采集电路在信号采集控制器(2)内。
3.根据权利要求1所述的一种刨煤机运行控制系统，其特征是：控制电路和运算电路在主控制器(1)内。
Priority Applications (1)
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| CN201320422341.9U CN203626842U (zh) | 2013-07-09 | 2013-07-09 | 一种刨煤机运行控制系统 |
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| CN (1) | CN203626842U (zh) |
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2013
- 2013-07-09 CN CN201320422341.9U patent/CN203626842U/zh not_active Expired - Lifetime
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