专利名称：电牵引采煤机远程监控控制系统的利记博彩app
技术领域：
本实用新型属于煤矿安全生产监控设备，为采煤机远程通讯设备，具体涉及一种电牵引采煤机远程监控控制系统。
背景技术：
采煤机远程通讯和工作面集中控制技术是现代化矿井的标志，它包括工作面设备，主要是采煤机的运行参数与地面控制中心的数据传输、运行状态和位置的监控，地面控制中心对井下设备工作运行的操作控制，也就是实现无人工作面的最终目的。虽然这一技术的实施不是仅仅由采煤机完成，但作为采煤工作面最为关键的移动设备，这就要求采煤机要有运行数据(包括故障信息)远程传输技术、位置检测技术的支持，在此前提下方可实现顺槽、地面对井下设备运行数据的监测、管理乃至集中控制。采煤机远程控监测控制技术使采煤机既可以完成本地控制功能，又能将采煤机的实时工况上传到顺槽工业控制计算机，并通过矿井环网传输到地面调度中心，实现采煤机的远程监测控制功能。可根据采集的实时数据分析控制，调整采煤机运行参数，保证采煤机在最佳状态下运行。该系统的中文显示界面，优化了人机对话友善程度，故障记忆查询功能降低了故障排除处理时间，远程控制降低了工人劳动强度。该系统操作方便，扩展性能高，可实现连续、安全生产，代表了综采工作面无人操作的发展趋势。I)国外采煤机远程监控系统的发展状况美国J0Y、德国Eickhoff采煤机都实现了数据远程传输、集中监控和分集中控制，采煤机通过供电电缆 的控制芯线或先导芯线与顺槽集中控制站连接。顺槽集中控制站包括负荷中心、调制解调器、微机MIC0S、显示器、键盘和接口。顺槽集中控制站与采煤机、液压支架控制系统、工作面输送机、转载机相连，通过中继站可与大于5Km的地面数据转换器连接，后者把信号传给矿井地面站。通过上诉系统，理论上可以在顺槽集中控制站实现工作面设备的远程通讯和集中控制。由于远程监控的多种优势，在澳大利亚、美国等采煤技术先进的国家已经得到广泛使用，取得良好的效果。2)国内采煤机远程监控控制系统的发展状况国内电牵引采煤机远程监控控制系统的发展阶段仅限于数据传输的功能，太矿电气发展公司生产的JK-1I1、JK-1V型采煤机控制系统都具有数据上传监测功能，但是上传数据量较小，信号通过动力电缆传输干扰大，就矿上的监测监控、集中控制要求还有一定的差距。2007年太矿生产的国内第一台具有仿形切割和数据远程功能的MG250/600-WD电牵引智能型采煤机的成功下线，采煤机远程监控和控制系统已经初步成型，通过在潞安集团漳村煤矿历时近半年的工业性试验，和矿方技术人员反复沟通论证、方案确定、改进、工业性试验。最终形成了一套完善的采煤机远程监控控制系统。相继在潞安集团旗下的王庄煤矿、常村煤矿、五阳煤矿等矿区使用，并在井下应用中取得了较好的效果。随着综采自动化、供电远程化、主运集控化等目标在具有现代化数字矿山变为现实，综采工作面自动化就成为制约自动化矿井建设的难题。目前，一般的采煤机监测控制都是依靠煤矿工人手动操作，来监测控制采煤机完成切割任务的。但是由于矿井内工作环境恶劣，体力消耗大，手动操作使煤矿工人承担较大的劳动强度，同时也增加了煤矿工人在井下操作的危险性。所以，非常需要一种自动截割和远程控制的操作系统，来提高工作效率，降低操作者的劳动强度。
发明内容本实用新型提供一种电牵引采煤机远程监控控制系统，目的就是为了提高工作效率，降低操作者的劳动强度。本实用新型包括顺槽集控计算机、交换机、地面集控计算机、工作面采煤机数据监测系统、执行机构及机械部分，顺槽集控计算机连接交换机，交换机连接地面集控计算机，顺槽集控计算机的输出连接通讯转换器的输入，其特征是通讯转换器的输出连接数据通讯模块的输入，数据通讯模块的输出连接可编程控制器的输入，可编程控制器的输出连接显示器的输入，可编程控制器的输入连接外部按钮，数据通讯模块的输入连接工作面采煤机数据监测系统的输出，电源组件连接可编程控制器、显示器。工作面采煤机数据监测系统包括旋转编码器、油缸行程位移传感器，旋转编码器安装在采煤机的外牵引部和内牵引部相连接的花键轴的端盖上，油缸行程位移传感器安装在采煤机的调高油缸内。所述旋转编码器的内部固定到端盖的中心轴上，外部和花键轴连接，花键轴同时带动链轮和编码器旋转。
所述旋转编码器的内部固定到端盖的中心轴上，外部和花键轴连接，花键轴同时带动链轮和编码器旋转。所述油缸行程位移传感器安装在采煤机的调高油缸内安装位移传感器的活塞杆，采煤机摇臂升降的时候测量活塞杆伸缩长度；摇臂通过铰接架悬挂在主机架上，活塞杆的伸缩控制着摇臂沿着主机架上固定的铰接点上下摆动。本实用新型实施例是用来实现采煤机和顺槽集控主机联系的中间站，通过它实现在顺槽监控采煤机的电机电流、温度、牵引速度、变频器的输入、输出电压、以及机械液压系统的一系列参数，并可显示动作状态，实现对采煤机的远距离控制，同时将这些信息传送至地面调度室，硬件由MITSUBISHI (日本三菱)FX2N-32MR可编程逻辑控制器、OMRON NSlO系列工业控制PC、多路通信隔离转换带模拟量开关量采集电路、直流开关电源模块、操作执行元件组成；机械部分为矿用隔爆型箱体结构。本实用新型的自动截割系统能实现工作面记忆自动截割，通过位置传感器和油缸行程传感器实现滚筒采高、煤机位置、牵引方向一一对应关系。经过主控器的计算得出仿形切割路线，并且能准确的还原手动切割的调整。自动截割时根据预先采集制定的仿形切割路线自动运行，运行过程中产生的误差可以通过遥控器和按钮板调整控制，且有优先执行权。采煤机本身安装大量传感器，能有效的对设备各个工作部分进行监控，确保设备运行在最佳状态。该系统具有故障自诊断和故障记忆功能，并能将这些信息上传发布。远程控制系统能有效的控制采煤机的截割电机、泵站电机的启动、滚筒采高、牵引方向、牵引速度的控制；对采煤机实时工况参数的监测，通过RS485物理接口与矿井集中控制系统连接，最终上传到地面调度中心，经授权后可直接监测控制采煤机。这一项研究课题填补了国内采煤机远程监测控制的空白，为煤矿的安全、高效、自动化数字矿井建设提供了明确的发展方向。本实用新型提高了采煤工作效率；在工作面生产过程中，满足本工作面设备安装和生产要求；保证实时监测数据传输的可靠性和远程控制的安全性，满足自动化要求；齐全的保护功能提高了设备的使用寿命，减少了故障排除处理时间。对矿井数字化矿山的建设具有一定的推动作用，实现了管理信息化、设备控制自动化、综合机械化的目标。
图1是本实用新型结构方框图。图2是本实用新型实施例的电路原理图。图3是采煤机数据流向方框图。图2中，1、可编程控制器，2、数据通讯模块，3、显示器，4、电源组件，5、顺槽集控计算机，6、采煤机数据监控系统，7、交换机，8、地面集控计算机，9、操作按钮，10、通信转换模块。
具体实施方式
实施例:图1、图2所示，本实施例包括电源组件4、顺槽集控计算机5、交换机7、地面集控计算机8、工作面采煤机数据监测系统6、执行机构及机械部分，顺槽集控计算机5连接交换机7,交换机7连接地面集控计算机8,顺槽集控计算机5的输出连接通讯转换器10的输入，其特征是通讯转换器10的输出连接数据通讯模块2的输入，数据通讯模块2的输出连接可编程控制器I的输入，可编程控制器I的输出连接显示器3的输入，可编程控制器I的输入连接外部操作按钮9，数据通讯模块2的输入连接工作面采煤机数据监测系统6的输出，电源组件4连接可编程控制器1、显示器3。
工作面采煤机数据监测系统6包括旋转编码器、油缸行程位移传感器，旋转编码器安装在采煤机的外牵引部和内牵引部相连接的花键轴的端盖上，即编码器的内部固定到端盖的中心轴上，外部和花键轴连接，花键轴同时带动链轮和编码器旋转，从而准确记录采煤机的位置。油缸行程位移传感器安装在采煤机的调高油缸内，用以确定采煤机的滚筒高度位置，即在调高油缸内安装位移传感器的活塞杆，采煤机摇臂升降的时候测量活塞杆伸缩长度。摇臂通过铰接架悬挂在主机架上，活塞杆的伸缩控制着摇臂沿着主机架上固定的铰接点上下摆动，故油缸的伸缩长度可以直接反应采煤机的滚筒的高度位置。连接方式为:电源组件4的S-100-24开关电源的输出2LV+、2LV0接入本安电源的输入；本安电源的输出1LV+ULV0，连接数据通讯模块2的12V+脚、12V-脚；采煤机数据监控系统6将采集到的数据经双绞屏蔽电缆传送至数据通讯模块2的IAA脚、IAB脚、IAG脚；数据通讯模块2的RA脚、TA脚、RB脚、TB脚、OG脚连接可编程控制器I的422编程端子进行数据处理，并通过扩展FX2N-232BD连接OMRON显示器3，在顺槽显示采煤机的时实数据；可编程控制器PLCl的输入连接外部控制按钮的操作按钮9进行远程控制；数据通讯模块2的3A、3B、3G连接通信转换模块10通过ModBUS/TCP/IP通信转换连接至顺槽集控计算机5可进行集中显示及控制；顺槽集控计算机5连接交换机7，通过矿井环网将采煤机数据上传至调度室的地面集控计算机8在地面调度室进行监控。本实施例工作电源由AC127— 220V、DC24V、本安24V、12V组成，其中AC220V为PLC, S-100-24开关电源、MCDX-1本质安全型稳压开关电源供电；DC24V给OMRON显示器供电；本安电源给数据通信模块供电。硬件组成由三菱MITSUBISHI FX2N-32MR可编程逻辑控制器、OMRON (欧姆龙)NSlO系列显示器、多路通信隔离转换带模拟量开关量采集电路、直流开关电源模块、操作按钮、机械箱体组成。PLC是控制部分的主要控制元件，FX2N是三菱公司FX系列中最先进的超级微型PLC，它配置灵活，可使用扩展功能可对系统进行升级，装有最大内存量16000步，运算速度
0.08us/指令，同时配有便携式程序编程器FX-20P，CPU本身带有24点数字输入和24点数字输出，I个RS422编程通讯接口和可扩展RS232和RS485通讯接口，完全满足系统的通信要求。数据采集通讯单元为多串口、半双工通信集成模块，以芯科实验室有限公司(SILICON LABORATORIES)生产的高速8051 F系列CPU为核心，其内存资源丰富，主要使用其串行口、A/D转换器和I/O资源。模块具有3个串行口，16路开关量、16路模拟量，8路PT100以及I路语言输出，实现了数据的多元化采集和输出。开关电源模块选用台湾明伟S-100-24电源，该电源具有结构简单、可靠性高、性能好、体积小、维护方便等优点。 执行机构由高强度自复位式专用按钮组成；机械部分为矿用隔爆型箱体结构。软件运行环境:PLC软件米用三菱公司的GX Developer。GX Developer是一个运行于Windows下的编程软件，它支持三菱公司的FX系列、A系列、Q系列PLC的编程，采用GX Developer梯形图编辑实现了整个系统具体的控制要求，满足了同显示器和数据采集通讯单元的连接。GX Developer编辑功能强大，有很好的中文注释功能，同时可在一个窗口中监视计数器、定时器、数据位以及数据字的状态，极大的方便了系统的调试；显示屏软件选用欧姆龙公司的CX-Designer软件。CX-Designer软件是应用于NS系列显示屏上的运行于windows98、XP、NT、2000下的编程软件,不仅可以用图形、数字、符号将现场中的各故障点显示出来，也可对数据、报警事件存储记录，可以方便的查看系统各故障点的性质。系统通信软件由串口测试modbus test完成通信的测试和仿真，该软件使用操作方便，功能强大，能完成一对一的串口测试，也可通过TCP/IP网络检测局域网内的设备通信是否良好，能根据设备的通信参数随意修改，直到参数匹配为止；通过网络模拟数据包发送测试设备相应接收速度等功能。智能的终端显示器选用0MR0N (欧姆龙)公司的NS系列工业显示屏，可利用PC机对其进行参数设置、画面制作、显示数字化和图形化编程，完成后通过专用电缆将程序送至显示器，显示器本身带有RS232接口可同PLC连接实现数据传送，真彩、高亮度显示控制系统的运行参数和故障信息，为操作和维护人员提供大量的信息便于维护和维修。采煤机数据流向如图3所示，图中定义主控模块将主机从采煤机的数据读入，并送入PLC中的数据寄存器单元内，同时将工作面集控系统或地面疾控系统传来的数据放入PLC对应的单元内，对 采煤机进行远程控制。
权利要求1.电牵引采煤机远程监控控制系统，包括顺槽集控计算机、交换机、地面集控计算机、工作面采煤机数据监测系统、执行机构及机械部分，顺槽集控计算机连接交换机，交换机连接地面集控计算机，顺槽集控计算机的输出连接通讯转换器的输入，其特征是通讯转换器的输出连接数据通讯模块的输入，数据通讯模块的输出连接可编程控制器的输入，可编程控制器的输出连接显示器的输入，可编程控制器的输入连接外部按钮，数据通讯模块的输入连接工作面采煤机数据监测系统的输出，电源组件连接可编程控制器、显示器。
2.根据权利要求1所述的电牵引采煤机远程监控控制系统，其特征是所述的工作面采煤机数据监测系统包括旋转编码器、油缸行程位移传感器，旋转编码器安装在采煤机的外牵引部和内牵引部相连接的花键轴的端盖上，旋转编码器安装在采煤机的外牵引部和内牵引部相连接的花键轴的端盖上，油缸行程位移传感器安装在采煤机的调高油缸内。
3.根据权利要求2所述的电牵引采煤机远程监控控制系统，其特征是所述旋转编码器的内部固定到端盖的中心轴上，外部和花键轴连接，花键轴同时带动链轮和编码器旋转。
4.根据权利要求2所述的电牵引采煤机远程监控控制系统，其特征是所述油缸行程位移传感器安装在采煤机的调高油缸内安装位移传感器的活塞杆，采煤机摇臂升降的时候测量活塞杆伸缩长度；摇臂通过铰接架悬挂在主机架上，活塞杆的伸缩控制着摇臂沿着主机架上固定 的铰接点上下摆动。
专利摘要电牵引采煤机远程监控控制系统，属于煤矿安全生产监控设备，它包括电源组件、顺槽集控计算机、交换机、地面集控计算机、工作面采煤机数据监测系统、执行机构及机械部分，其特征是顺槽集控计算机的输入连接交换机的输出，顺槽集控计算机的输出连接通讯转换器的输入，通讯转换器的输出连接数据通讯模块的输入，数据通讯模块的输出连接可编程控制器的输入，可编程控制器的输出连接显示器的输入，可编程控制器的输入连接外部按钮，数据通讯模块的输入连接工作面采煤机数据监测系统的输出，电源组件连接可编程控制器、显示器，交换机的输出连接地面集控计算机。本实用新型提高了采煤工作效率，提高了采煤机的使用寿命，减少了故障排除处理时间。
文档编号E21C35/24GK203114289SQ20132008297
公开日2013年8月7日 申请日期2013年2月22日 优先权日2013年2月22日
发明者王明勇, 谭祯, 陈坚, 李洪涛, 闫沁江, 杜向阳, 姚斐 申请人:山西潞安环保能源开发股份有限公司, 太原矿机电气发展有限公司