采煤機(jī)電控系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)分析

趙云雷

【摘 要】采煤機(jī)電屬于一種較為先進(jìn)的設(shè)備內(nèi)容，它能夠受到控制系統(tǒng)的指揮，展開實(shí)時(shí)的工作。與液壓采煤機(jī)相比，在采煤機(jī)的控制系統(tǒng)中設(shè)置電力控制，更加科學(xué)有效，而且對(duì)于控制系統(tǒng)科學(xué)性和穩(wěn)定性的提高，有著最為直接的效用。論文主要對(duì)采煤機(jī)電控系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，并提出了針對(duì)性的一部分建議。

【Abstract】The coal mining machine belongs to a kind of advanced equipment content.It can be controlled by the command system，and carry out real-time work.Compared with the hydraulic coal mining machine， it is more scientific and effective to set up the power control in the control system of the coal winning machine，which has the most direct utility. In this paper， the modular design of the electric control system of coal mining machine is analyzed， and some suggestions are put forward.

【關(guān)鍵詞】采煤機(jī)；電控系統(tǒng)；模塊化設(shè)計(jì)

【Keywords】 coal mining machine； electronic control system； modular design

【中圖分類號(hào)】TD632 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）03-0088-02

1 采煤機(jī)中電控系統(tǒng)的功能簡(jiǎn)述

1.1 多樣化的控制方式

在現(xiàn)階段的采煤機(jī)中，主體的控制方式并不單單有自動(dòng)化控制一種，很多時(shí)候，要根據(jù)采煤的實(shí)際需求，設(shè)置半自動(dòng)控制和手動(dòng)控制。這樣的控制系統(tǒng)設(shè)置，對(duì)于應(yīng)對(duì)各種采煤過程中出現(xiàn)的問題，有著最為直接的作用。一旦其中的一種控制系統(tǒng)出現(xiàn)了錯(cuò)誤，不能夠再進(jìn)行控制，可以迅速進(jìn)行切換，由其他的控制系統(tǒng)來完成控制工作。

1.2 切實(shí)的監(jiān)控功能

一般而言，在運(yùn)用采煤機(jī)盡心工作的過程中，都會(huì)面對(duì)一些復(fù)雜的環(huán)境，如果不加以注意，很容易出現(xiàn)工程中的失誤或者儀器的損壞，為此，在使用電控系統(tǒng)為主的采煤機(jī)時(shí)，需要對(duì)它的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，一旦出現(xiàn)某一部分的運(yùn)行問題，應(yīng)當(dāng)迅速進(jìn)行檢查，必要時(shí)候應(yīng)該迅速進(jìn)行停用，直到排除故障。具體的監(jiān)控內(nèi)容主要包括采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、變頻器狀態(tài)、電流強(qiáng)度和信號(hào)狀態(tài)等，其中的任意一項(xiàng)內(nèi)容出現(xiàn)了問題，都會(huì)導(dǎo)致整體的工作效益迅速下降。對(duì)于采煤機(jī)而言，周圍的環(huán)境是對(duì)采煤機(jī)的最直接威脅，一旦把握不好，很容易出現(xiàn)各種各樣的問題。因此，在電控系統(tǒng)的規(guī)劃中，也要設(shè)置一部分切實(shí)有效的監(jiān)控系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)模塊式結(jié)構(gòu)及功能展示

在對(duì)采煤機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行模塊式設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要切實(shí)考慮到各個(gè)模塊的獨(dú)立性和銜接性，不同的模塊之間，需要共享相同的信號(hào)，同時(shí)又不會(huì)產(chǎn)生干擾的狀況。對(duì)于不同模塊之間的連接，主要是通過CAN總線來完成，并且能夠?qū)崿F(xiàn)電氣元件科學(xué)的集成?，F(xiàn)階段的CAN總線技術(shù)，所具有的功能十分廣泛，最為核心的主要有四個(gè)方面的內(nèi)容。

第一，CAN總線連接后的電控模塊，具有較高的信號(hào)傳遞準(zhǔn)確度，發(fā)射的速度相對(duì)較快，而且十分穩(wěn)定，對(duì)于采煤機(jī)的整天工作狀態(tài)也能夠進(jìn)行有效監(jiān)控。

第二，這種電控模塊，本身所具有的抗干擾能力相當(dāng)強(qiáng)，能夠應(yīng)用于多種不同的環(huán)境，即使周圍的噪聲污染比較嚴(yán)重，它也能夠較好地保持工作狀態(tài)。

第三，CAN總線下的電控系統(tǒng)，具有一定的靈動(dòng)性，它能夠根據(jù)當(dāng)前客戶的實(shí)際需求，對(duì)優(yōu)先權(quán)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得多個(gè)不同的系統(tǒng)模塊同時(shí)連接到CAN總線上，并對(duì)主體的工作設(shè)備，進(jìn)行優(yōu)先權(quán)的分配。

第四，現(xiàn)階段的采煤機(jī)電控系統(tǒng)，本身有著較高的監(jiān)控功能，能夠科學(xué)迅速地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的問題，并采用報(bào)警的方式提醒工作人員進(jìn)行有效的處理。同時(shí)，通過電控系統(tǒng)，可以對(duì)系統(tǒng)的故障檢查形成一定的輔助作用，能夠最大化地降低損失。此外，隨著科技的發(fā)展，國(guó)內(nèi)的電控系統(tǒng)功能有了很大的發(fā)展，其中的各個(gè)系統(tǒng)模塊能夠迅速連接到控制中心，并將其中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)內(nèi)容實(shí)時(shí)地展現(xiàn)到顯示屏上，進(jìn)而方便工作人員合理地監(jiān)控整個(gè)工序的有效開展。

3 采煤機(jī)電控系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)分析

3.1 核心的功能模塊——中央處理器

在采煤機(jī)電控系統(tǒng)當(dāng)中，核心的部分是CPU模塊，它能夠?qū)ζ渲械母鱾€(gè)模塊進(jìn)行科學(xué)的控制以及管理，并且發(fā)布和執(zhí)行不同的功能指令。可以看出，CPU模塊能夠?qū)﹄娍叵到y(tǒng)產(chǎn)生最為直接的影響，人們需要努力保持CPU性能處于較為優(yōu)良的狀態(tài)。在實(shí)際的采煤機(jī)電控系統(tǒng)中，工作人員需要優(yōu)先選擇較為科學(xué)的CPU型號(hào)，現(xiàn)階段的型號(hào)主要是Cortex-M3，它的實(shí)效性十分高，并且是核心的系統(tǒng)控制器，具有相當(dāng)快的處理速度。同時(shí)，該中控制器具有極強(qiáng)的適應(yīng)能力，能夠?yàn)椴煌哪K，提供8個(gè)連接通道，整體的執(zhí)行效率十分高，可以在較短的時(shí)間內(nèi)迅速對(duì)操作人員的指令功能進(jìn)行運(yùn)用。此外，它還有一定強(qiáng)度的抗干擾能力，即使面對(duì)礦井中十分復(fù)雜的工作環(huán)境，它的工作優(yōu)勢(shì)依然不會(huì)有絲毫的減弱。緊跟著時(shí)代的變遷，電控系統(tǒng)中的CPU模塊，不可能永遠(yuǎn)保持原有的工作狀態(tài)，可以根據(jù)實(shí)際的需要對(duì)它進(jìn)行科學(xué)有效地更新，以滿足用戶的實(shí)際需求，使得采煤機(jī)獲得全新的優(yōu)化和發(fā)展[1]。

3.2 模擬信號(hào)控制系統(tǒng)

現(xiàn)階段，我國(guó)的采煤機(jī)電控系統(tǒng)模塊之間的銜接，需要有較好的模擬信號(hào)輸入，以完成科學(xué)有效地控制。而其中的輸入信號(hào)，不僅包括了基礎(chǔ)的電流信號(hào)和CPU模數(shù)，還包括牽引機(jī)電流，對(duì)于這些數(shù)據(jù)的收集，可以統(tǒng)一采用電控系統(tǒng)中的采集模塊來完成。并且，對(duì)于采集后的數(shù)據(jù)，不能夠進(jìn)行直接地輸入，還需要進(jìn)行一定的處理分析，確保結(jié)果具有高度的可行性，再將數(shù)據(jù)內(nèi)容集中反饋給CPU模塊，由CPU進(jìn)行處理，以完成核心的控制功能。現(xiàn)階段的采煤機(jī)電控系統(tǒng)，主要包含了2個(gè)ADS774電路，其中所安置的處理芯片產(chǎn)生的能耗十分低，在采樣的過程中又會(huì)保持較高的精確度，速度也相對(duì)較快，可以在較短的時(shí)間內(nèi)，接收實(shí)際的信號(hào)，并對(duì)后期的工作進(jìn)行處理。此外，在模擬信號(hào)的控制系統(tǒng)中，芯片周圍的元器件十分少，在與其他元件相連的過程中，可以通過多種接口方式進(jìn)行，整體的適應(yīng)性相當(dāng)強(qiáng)。

3.3 端頭操作系統(tǒng)

在運(yùn)用采煤機(jī)采煤的過程中，還需要運(yùn)用到端頭操作系統(tǒng)，它一般處在采煤機(jī)的兩端。在實(shí)際的采煤控制中，需要運(yùn)用操作系統(tǒng)上的按鍵實(shí)現(xiàn)對(duì)采煤機(jī)的直接控制，而控制的主要內(nèi)容包括采煤機(jī)的開啟以及停止、速度、掘進(jìn)方向以及搖臂的降低等內(nèi)容。

首先，中央處理器會(huì)發(fā)出一定的操作信號(hào)，并將這部分信號(hào)傳輸?shù)蕉祟^操作系統(tǒng)。緊接著，由這一系統(tǒng)中的處理模塊對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行分析，并得出最終的指令，完成相應(yīng)的操作。當(dāng)前，我國(guó)國(guó)內(nèi)的端頭操作系統(tǒng)可以分為幾方面的內(nèi)容，主要有自動(dòng)化控制、手動(dòng)控制以及半自動(dòng)化控制，在整個(gè)控制的過程中，經(jīng)常還會(huì)運(yùn)用到以太網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)整體性的遠(yuǎn)程操控連接系統(tǒng)?？梢钥闯?，在整個(gè)指令的完成過程中，端頭操作中的信號(hào)處理尤其地重要，而且能夠?qū)Σ煌男盘?hào)采取針對(duì)性的處理方式，使得采煤機(jī)的控制更加直接有效。

4 結(jié)語

采煤機(jī)電控系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)的科學(xué)性，對(duì)于整個(gè)采煤機(jī)的使用，有著最為直接的促進(jìn)效用，而且能夠在較短的時(shí)間內(nèi)，迅速有效地實(shí)現(xiàn)完整的控制流程，新時(shí)期的煤炭企業(yè)，應(yīng)當(dāng)加大對(duì)其的利用，積極地運(yùn)用采煤機(jī)電控模塊化設(shè)計(jì)，使得整體的采煤控制效率迅速提高。

【參考文獻(xiàn)】

【1】李志杰，蘇志偉.煤礦提升機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析[J].科技致富向?qū)В?013（33）：56-57.