CN204028639U - 一种采煤机控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种采煤机控制系统，包括：机载控制器PLC，数据采集模块，至少一个用于监测采煤机状况或现场环境状况的传感器；传感器连接数据采集模块，数据采集模块通过现场总线连接机载控制器PLC。该采煤机控制系统通过传感器、旋转编码器和变频器实现对采煤机工况参数采集、可靠控制、精确定位、实时监测和故障预警，保障采煤机采煤工作的安全和高效，促进煤矿数字化、智能化建设。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种采煤机控制系统，属于采煤机控制领域。
背景技术
目前，煤矿使用的电牵引采煤机控制系统主要采用可靠性较高的可编程控制器PLC为其核心控制器。
其中，采煤机的工况参数的采集主要是通过PLC的开关量信号模块和模拟量信号模块实现。要完全掌握采煤机运行状态，需要采集大量采煤机工况参数数据，但在采煤机控制箱有限的空间内PLC模块的数量是限量的。
采煤机的定位主要依靠采煤机身上的红外线接收器和每台液压支架上的红外线发射器实现，此种方法位置误差较大，不能实现采煤机的精确定位。采煤机状态监测仅简单显示个别参数，未进行全方位监测。
目前的采煤机控制系统不能实现采煤机工况参数的有效采集、精确定位和运行状态全方位监测。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种采煤机控制系统，用以解决不能有效采集采煤机的工况参数、运行状态全方位监测、精确定位和可靠控制的问题。
为实现上述目的，本实用新型的方案涉及一种采煤机控制系统，包括：机载控制器PLC，数据采集模块，至少一个用于监测采煤机状况或现场环境状况的传感器；传感器连接数据采集模块，数据采集模块通过现场总线连接机载控制器PLC。
机载控制器PLC包括：通信处理器、开关量输入信号模块、计数器功能模块、开关量输出模块、CPU。
有一现场总线网关，数据采集模块通过CAN总线与所述现场总线网关连接，现场总线网关通过PROFIBUS-DP现场总线与机载控制器PLC的通信处理器连接。
控制系统还包括机身控制面板，机身控制面板上设置有采煤机的控制按钮，机身控制面板连接机载控制器PLC的开关量输入信号模块。
传感器包括：温度传感器、电流传感器、电压传感器、流量传感器、甲烷传感器、倾角传感器和行程传感器。
控制系统还包括：旋转编码器、变频器；旋转编码器连接机载控制器PLC的计数器功能模块，变频器通过PROFIBUS-DP现场总线与机载控制器PLC的通信处理器连接。
控制系统还包括：接收模块、遥控接收器、泵电机、电磁阀组、截割电机、牵引电机、人机交互界面；遥控接收器通过CAN总线与接收模块连接，接收模块连接机载控制器PLC开关量输入信号模块，泵电机、电磁阀组、截割电机连接机载控制器PLC的开关量输出模块，变频器控制连接牵引电机，人机交互界面通过以太网与机载控制器PLC的CPU连接。
本实用新型具有以下有益效果：本实用新型通过现场总线将数据采集模块采集的各种数据传输给PLC的通信处理器，解决了采集到的数据直接输入给PLC带来的占用PLC模块过多的问题；采用一系列传感器，采集采煤机工况参数和现场环境参数，并传输给PLC的通信处理器，由PLC中的CPU进行计算分析和处理，实现了采煤机运行状态全方位实时监测和故障预警；采用旋转编码器和变频器通过PLC实现了采煤机的精确定位和可靠控制。
附图说明
图1是本实用新型结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
本实用新型涉及一种采煤机控制系统，包括：机载控制器PLC，数据采集模块，至少一个用于监测采煤机状况或现场环境状况的传感器；传感器连接数据采集模块，数据采集模块通过现场总线连接机载控制器PLC。
机载控制器PLC包括：通信处理器、开关量输入信号模块、计数器功能模块、开关量输出模块、CPU。
有一现场总线网关，数据采集模块通过CAN总线与现场总线网关连接，现场总线网关通过PROFIBUS-DP现场总线与机载控制器PLC的通信处理器连接。
传感器将采集到的参数通过CAN总线给现场总线网关，现场总线网关通过PROFIBUS-DP现场总线与机载控制器PLC的通信处理器连接，每个状态参数不用直接传输给机载控制器PLC，避免占用过多的机载控制器PLC模块。
本实用新型中的传感器包括：温度传感器、电流传感器、电压传感器、流量传感器、甲烷传感器、倾角传感器和行程传感器，这一系列传感器能将采煤机状态参数与现场环境参数通过数据采集模块与现场总线网关，实时地输送给机载控制器PLC，机载控制器PLC能够全方位监测采煤机与现场环境。
该控制系统中设有旋转编码器、变频器；旋转编码器连接机载控制器PLC的计数器功能模块，实现采煤机的精确定位；变频器通过PROFIBUS-DP现场总线与机载控制器PLC的通信处理器连接，实现机载控制器PLC对变频器的数据采集和变频器对牵引电机的变频调速控制。
该控制系统还设有：接收模块、遥控接收器、泵电机、电磁阀组、截割电机、牵引电机、人机交互界面；遥控接收器通过CAN总线与接收模块连接，接收模块连接机载控制器PLC开关量输入信号模块，泵电机、电磁阀组、截割电机连接机载控制器PLC的开关量输出模块，变频器控制连接牵引电机，人机交互界面通过以太网与机载控制器PLC的CPU连接。
基于上述技术方案，结合附图，给出一具体实施方式。
如图1所示，一种采煤机控制系统主要由机载控制器PLC1、机身控制面板2、温度传感器3、电流传感器4、电压传感器5、流量传感器6、甲烷传感器7、倾角传感器8、行程传感器9、数据采集模块10、现场总线网关11、旋转编码器12、接收模块13、遥控接收器14、泵电机15、电磁阀组16、截割电机17、变频器18、牵引电机19、人机交互界面HMI20组成。
机载控制器PLC1包括：通信处理器、开关量输入信号模块、计数器功能模块、开关量输出模块、CPU。
数据采集模块10可以直接通过现场总线连接机载控制器PLC1，也可以通过CAN总线与现场总线网关11连接，现场总线网关11再通过PROFIBUS-DP现场总线与机载控制器PLC1的通信处理器连接，如图1所示，将采集到采煤机信息与现场环境信息传输到机载控制器PLC1中进行分析和计算。
温度传感器3、电流传感器4、电压传感器5、流量传感器6、甲烷传感器7、倾角传感器8和行程传感器9同时连接数据采集模块10，采集采煤机的牵引变压器相温度、牵引电机绕组温度、截割电机绕组温度、冷却水温度、系统电压信号、截割电机相电流、牵引电机相电流、现场甲烷浓度信号、采煤机机身倾角、摇臂倾角等状态信息，同时传输给数据采集模块10，后经现场总线网关传输给机载控制器PLC1的通信处理器。
机身控制面板2上安装有总启、总停、牵引送电、牵引断电、牵停、复位、闭溜、左牵、右牵、左升、右升、左截启、右截启、急停等采煤机控制按钮，这些控制按钮连接机载控制器PLC1的开关量输入信号模块。
旋转编码器12连接机载控制器PLC1的计数器功能模块，实现采煤机的精确定位；变频器18通过PROFIBUS-DP现场总线与机载控制器PLC1的通信处理器连接，实现机载控制器PLC1对变频器18的数据采集和变频器18对牵引电机19一拖一的变频调速控制。
遥控接收器14通过CAN总线与接收模块13连接，接收模块13连接机载控制器PLC1开关量输入信号模块，实现遥控信号的输入；泵电机15、电磁阀组16、截割电机17接机载控制器PLC1的开关量输出模块，由经过对采煤机状态信息处理的机载控制器PLC1对其进行相应的控制；人机交互界面HMI20通过以太网与机载控制器PLC1的CPU连接，将采集到采煤机信息在其上组态监控和故障预警。
所述机载控制器PLC1为西门子公司的S7-300，由电源模块PS307-10A、CPU315-2DP、通信处理器CP343-1、开关量输入模块SM321、开关量输出模块SM322、计数器功能模块FM350组成。所述数据采集模块10为HL-CANDI32A0816，支持32路开关量、8路模拟量的采集和处理，采用CAN2.0协议数据输出。所述现场总线网关11PCA-100可将CAN(CAN2.0)总线网络转换为PROFIBUS-DP总线网络，实现数据传输。所述变频器18为ABB公司的ABB-ACS800。所述人机交互界面HMI20为西门子MP377触摸屏，通过WinCC系统组态软件进行组态采煤机监控画面。
以上给出了具体的实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。本实用新型的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1.一种采煤机控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：机载控制器PLC，数据采集模块，至少一个用于监测采煤机状况或现场环境状况的传感器；所述传感器连接数据采集模块，数据采集模块通过现场总线连接机载控制器PLC。
2.根据权利要求1所述的采煤机控制系统，其特征在于，所述机载控制器PLC包括：通信处理器、开关量输入信号模块、计数器功能模块、开关量输出模块、CPU。
3.根据权利要求2所述的采煤机控制系统，其特征在于，有一现场总线网关，数据采集模块通过CAN总线与所述现场总线网关连接，现场总线网关通过PROFIBUS-DP现场总线与机载控制器PLC的通信处理器连接。
4.根据权利要求3所述的采煤机控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括机身控制面板，所述机身控制面板上设置有采煤机的控制按钮，机身控制面板连接机载控制器PLC的开关量输入信号模块。
5.根据权利要求4所述的采煤机控制系统，其特征在于，所述传感器包括：温度传感器、电流传感器、电压传感器、流量传感器、甲烷传感器、倾角传感器和行程传感器。
6.根据权利要求5所述的采煤机控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：旋转编码器、变频器；
所述旋转编码器连接机载控制器PLC的计数器功能模块，所述变频器通过PROFIBUS-DP现场总线与机载控制器PLC的通信处理器连接。
7.根据权利要求6所述的采煤机控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：接收模块、遥控接收器、泵电机、电磁阀组、截割电机、牵引电机、人机交互界面；
所述遥控接收器通过CAN总线与接收模块连接，接收模块连接机载控制器PLC开关量输入信号模块，泵电机、电磁阀组、截割电机连接机载控制器PLC的开关量输出模块，变频器控制连接牵引电机，人机交互界面通过以太网与机载控制器PLC的CPU连接。
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