一種滾筒式露天采礦機(jī)智能化控制系統(tǒng)的制作方法

本發(fā)明屬于工業(yè)控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種滾筒式露天采礦機(jī)智能化控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

露天煤礦采煤技術(shù)一般為傳統(tǒng)的單斗挖掘機(jī)配汽車或膠帶輸送機(jī)。通常在經(jīng)過穿孔爆破后由挖掘機(jī)對煤巖進(jìn)行采挖，此法開采的煤炭塊度較大，需要進(jìn)行再次破碎，并且對薄煤層和復(fù)合煤層的開采難度也較大。

滾筒式采煤機(jī)是一種新型的連續(xù)作業(yè)采礦機(jī)可以克服傳統(tǒng)采煤技術(shù)間斷式作業(yè)、煤塊需要再次破碎、對堅硬礦層及薄礦層開采難度大的問題。但是如何有效的利用滾筒式采煤機(jī)將采出的煤炭直接裝入運輸容器，高效準(zhǔn)確的輸送至物料堆積點，確保露天采礦機(jī)連續(xù)生產(chǎn)作業(yè)，就需要一種全方位的智能控制系統(tǒng)指揮控制采礦機(jī)各個組成部分，對資源進(jìn)行有效的劃分，保證采煤工作面信息處理與礦山生產(chǎn)系統(tǒng)相結(jié)合，控制露天采礦機(jī)高效、安全、自動化采煤生產(chǎn)作業(yè)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種滾筒式露天采礦機(jī)智能化控制系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，露天采礦機(jī)控制系統(tǒng)包括：露天采礦機(jī)操作控制系統(tǒng)和露天采礦機(jī)故障診斷系統(tǒng)，其中露天采礦機(jī)的操作控制系統(tǒng)由裁割落煤模塊、裝載模塊、輸送轉(zhuǎn)載模塊及中控模塊組成；露天采礦機(jī)故障診斷系統(tǒng)對各部機(jī)構(gòu)啟動及運行參數(shù)實時監(jiān)控儲存記錄；并與主電機(jī)的電流檢測器和軸承溫度檢測器連接；中控模塊包括軟啟動控制模塊、恒功率截割控制模塊、裝載輸送轉(zhuǎn)載聯(lián)動模塊、電機(jī)智能保護(hù)模塊、HMI對話顯示模塊、高壓供電控制模塊、聯(lián)機(jī)全自動循環(huán)運轉(zhuǎn)控制模塊；其中軟啟動控制模塊與截割機(jī)和液壓主油泵交互；恒功率控制模塊與滾筒采煤機(jī)的滾筒交互，使截割滾筒上截齒切入煤層的運動是齒尖隨滾筒做圓周運動和隨滾筒機(jī)構(gòu)下行運動的合成；裝載輸送轉(zhuǎn)載聯(lián)動模塊與皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)、刮板輸送機(jī)、裝載機(jī)構(gòu)交互；電機(jī)智能保護(hù)模塊與截割電動機(jī)、液壓主泵電動機(jī)、履帶電動機(jī)、運輸器電動機(jī)、皮帶輸送電動機(jī)、轉(zhuǎn)載電動機(jī)的過電流、缺相、過壓、欠壓、漏電、短路保護(hù)裝置交互；高壓供電控制模塊與礦山高壓配電箱的電閘交互；HMI對話顯示模塊與軟啟動控制模塊、恒功率截割控制模塊、裝載輸送轉(zhuǎn)載聯(lián)動模塊、電機(jī)智能保護(hù)模塊、高壓供電控制模塊、聯(lián)機(jī)全自動循環(huán)運轉(zhuǎn)控制模塊及顯示屏交互；聯(lián)機(jī)全自動循環(huán)運轉(zhuǎn)控制模塊與露天采礦機(jī)、自移式轉(zhuǎn)載機(jī)、自移式漏斗卸料車、移置式皮帶輸送機(jī)、固定皮帶輸送機(jī)、排料機(jī)交互。

本發(fā)明的優(yōu)點是具有以高性能PLC、和傳感器對截割深度、高度和采煤量進(jìn)行測量，對電機(jī)采用智能保護(hù)模塊進(jìn)行完善的保護(hù)，其他溫度、壓力等模擬量由傳感器和采集模塊實時監(jiān)測，各功能模塊與工控機(jī)采用通訊接口連接，具有自動截割、智能保護(hù)和圖形界面功能，控制露天采煤機(jī)高效、安全、自動化采煤生產(chǎn)作業(yè)，以采煤機(jī)為主機(jī)、配以自移式轉(zhuǎn)載機(jī)、移置式皮帶機(jī)、中轉(zhuǎn)站、地面固定膠帶輸送機(jī)等組成連續(xù)開采系統(tǒng)。

本發(fā)明還具有操作簡便、降低成本、提高生產(chǎn)效率、可靠性高等特點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的控制系統(tǒng)組成示意圖；

圖2是本發(fā)明的露天采礦機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的截割恒功率控制原理圖。

下面將結(jié)合附圖通過實例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但下述的實例僅僅是本發(fā)明其中的例子而已，并不代表本發(fā)明所限定的權(quán)力保護(hù)范圍，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。

具體實施方式

實例1

參見圖1~3，露天采礦機(jī)操作控制系統(tǒng)1和露天采礦機(jī)故障診斷系統(tǒng)2，其中露天采礦機(jī)的操作控制系統(tǒng)由裁割落煤模塊、裝載模塊、輸送轉(zhuǎn)載模塊及中控模塊組成；露天采礦機(jī)故障診斷系統(tǒng)對各部機(jī)構(gòu)啟動及運行參數(shù)實時監(jiān)控儲存記錄；并與主電機(jī)的電流檢測器和軸承溫度檢測器連接；中控模塊包括軟啟動控制模塊3、恒功率截割控制模塊、裝載輸送轉(zhuǎn)載聯(lián)動模塊4、電機(jī)智能保護(hù)模塊5、HMI對話顯示模塊、高壓供電控制模塊、聯(lián)機(jī)全自動循環(huán)運轉(zhuǎn)控制模塊6；其中軟啟動控制模塊與截割機(jī)和液壓主油泵交互；恒功率控制模塊與滾筒采煤機(jī)的滾筒交互，使截割滾筒上截齒切入煤層的運動是齒尖隨滾筒做圓周運動和隨滾筒機(jī)構(gòu)下行運動的合成；裝載輸送轉(zhuǎn)載聯(lián)動模塊與皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)、刮板輸送機(jī)、裝載機(jī)構(gòu)交互；電機(jī)智能保護(hù)模塊與截割電動機(jī)、液壓主泵電動機(jī)、履帶電動機(jī)、運輸器電動機(jī)、皮帶輸送電動機(jī)、轉(zhuǎn)載電動機(jī)的過電流、缺相、過壓、欠壓、漏電、短路保護(hù)裝置交互；高壓供電控制模塊與礦山高壓配電箱的電閘交互；HMI對話顯示模塊與軟啟動控制模塊、恒功率截割控制模塊、裝載輸送轉(zhuǎn)載聯(lián)動模塊、電機(jī)智能保護(hù)模塊、高壓供電控制模塊、聯(lián)機(jī)全自動循環(huán)運轉(zhuǎn)控制模塊及顯示屏交互；聯(lián)機(jī)全自動循環(huán)運轉(zhuǎn)控制模塊與露天采礦機(jī)、自移式轉(zhuǎn)載機(jī)、自移式漏斗卸料車、移置式皮帶輸送機(jī)、固定皮帶輸送機(jī)、排料機(jī)交互。

軟啟動控制

截割機(jī)和液壓主油泵等電機(jī)均為大功率負(fù)載。采用軟啟動進(jìn)行啟動，降低電機(jī)啟動對電網(wǎng)的沖擊。通過PLC和軟啟動器對以上電機(jī)實施一拖三控制。對啟動時，工作時電流電壓的實時監(jiān)控。

截割恒功率控制

工作機(jī)構(gòu)滾筒在截割煤層時，截割阻抗是在不斷變化的，通常對截割電動機(jī)采用恒功率控制，截割滾筒上截齒切入煤層的運動是齒尖隨滾筒做圓周運動和隨工作機(jī)構(gòu)下行運動的合成，滾筒轉(zhuǎn)速不變，通過調(diào)節(jié)工作機(jī)構(gòu)下行速度實現(xiàn)恒功率控制，即調(diào)節(jié)大臂升降油缸的收縮速度來控制。

裝載、輸送、轉(zhuǎn)載聯(lián)動控制

露天采礦機(jī)在開始作業(yè)和停止作業(yè)時，為保證各機(jī)構(gòu)不壓煤堵塞，裝載、輸送、轉(zhuǎn)載等機(jī)構(gòu)采用自動聯(lián)動空制，但在維護(hù)維修狀態(tài)下，可轉(zhuǎn)換成手動單獨控制。

聯(lián)動狀態(tài)下，按下啟動按鈕，先液壓系統(tǒng)啟動，再做截割滾筒啟動，然后皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)→刮板輸送機(jī)→裝載機(jī)構(gòu)星輪運行。正常停機(jī)是：按下停機(jī)按鈕，先停截割滾筒，然后裝載機(jī)構(gòu)星輪→刮板輸送機(jī)→皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)，以保障設(shè)備再開機(jī)前和停機(jī)后傳動鏈上無煤，最后停液壓系統(tǒng)。

緊急情況按下急停按鈕，所有機(jī)構(gòu)全部同時停止。

高壓供電控制

露天采礦機(jī)是由礦山高壓供電，機(jī)上配有10KV/660V移動防爆變壓器，高壓側(cè)，低壓側(cè)都有高壓隔離開關(guān)保護(hù)裝置。電柜配有隔離網(wǎng)。高壓配電側(cè)都具備可靠地機(jī)械互鎖，電氣互鎖遠(yuǎn)程控制功能通過RS485通訊到PLC，可在駕駛室合閘，分?jǐn)嗫刂票O(jiān)視供電狀態(tài)。

電動機(jī)智能保護(hù)

對截割電動機(jī)、液壓主泵電動機(jī)，均有電機(jī)電流檢測和軸承溫度檢測，其它各部電動機(jī)均有過電流，缺相、過壓、欠壓、漏電、短路保護(hù)裝置與PLC鏈接，實現(xiàn)電動機(jī)智能保護(hù)。駕駛室工作人員第一時間得到信息可做處理。

HMI對話顯示功能

1）所有電機(jī)的電流，功率，溫度顯示

2）有多級菜單和功能，可以設(shè)置查詢診斷和幫助

3) 液壓系統(tǒng)的油位，溫度，壓力顯示

4）高壓惻所有故障點的顯示原因及幫助

5）電控柜內(nèi)各按鈕，斷路器的檢測和閥的輸出檢測點顯示。

聯(lián)機(jī)全自動循環(huán)運轉(zhuǎn)控制

由滾筒式露天采礦機(jī)與配套的轉(zhuǎn)載運輸設(shè)備組成的露天連續(xù)開采系統(tǒng)，通過智能化電控系統(tǒng)可實現(xiàn)露天采礦機(jī)聯(lián)機(jī)控制、工作參數(shù)檢測、姿態(tài)控制、煤量顯示、運行記錄存儲和故障保護(hù)等功能。露天采礦機(jī)實現(xiàn)自動化、程序化控制作業(yè)甚至遠(yuǎn)程離機(jī)遙控作業(yè)，實現(xiàn)全自動化工作循環(huán)。