MG可调高滚筒式电牵引采煤机智能控制系统设计方案.docVIP

MG可调高滚筒式电牵引采煤机 智能控制系统设计方案 系统概述 本方案是针对市场需求和采煤机智能控制系统的技术要求,并充分考虑其先进性、安全性、可靠性及安装、使用和维护的方便而设计。在现有电牵引采煤机电气系统的基础上，进一步开发出具有记忆截割和煤岩识别功能的电牵引采煤机，其电气系统的控制核心为高性能工业计算机，同时采取多处理器及智能模块组成分布式结构，以满足智能化数字采煤工作面需要。 设计依据和工作环境 1、设计基本依据 GB3836.1-2000《爆炸性环境用防爆电气设备 第1部分：通用要求》 GB3836.2-2000《爆炸性环境用防爆电气设备 第2部分：隔爆型“ｄ”》 GB3836.4-2000《爆炸性环境用防爆电气设备 第4部分：本质安全型“i”》 MT/T1041.1-2007《采煤机电气调速装置技术条件 第1部分：通用技术条件》 MT/T1041.2-2008《采煤机电气调速装置技术条件 第2部分：变频调速装置》 GB/T14048.1-2006 《低压开关设备和控制设备 第1部分：总则》 GB/T14048.3-2006 《低压开关设备和控制设备 第3部分 开关、隔离器、隔离开关及熔断器组合电器》 MT 209-1990《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品 通用技术要求》 MT 210-1990《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品基本试验方法》 2、工作环境 1）环境温度：-10℃～+40℃； 2）相对湿度：+25℃时≤90％；2000m； “Exd[ib]I” 2）额定电压：AC1140V（总功率≤700 KW） AC 3300V（总功率＞700KW） S1 6）防护等级：IP54 4、技术指标 1）自动调高控制最大误差 ＜100mm 2）行走位置重复定位精度 ＜100mm 3）煤岩界面辨识率 ＞50%(逐步提高) 4）远程通信接口 10/100M以太网 5）远程控制最大距离 500-1km 6）远程控制总响应时间 ＜1s 7）错误及故障历史记录 ＞200项 8）图像水平解晰度 彩色≥400线 9）视频图像质量 不低于4分 10）图像画面灰度 不低于7级； 11）图像传输 ≥24帧/秒 12）系统抗振性能 优于50m/s2 13）系统粉尘环境适应性 优于200mg/m3 采煤机电控系统组成及实现功能 1、电控系统结构特点 图1 采煤机结构图 采煤机电控系统基本可分为四个腔室：①开关腔：内装隔离开关，真空接触器，控制变压器、漏电检测模块和瓦斯断电仪等；②接线腔：动力电缆、控制电缆线在这里完成接续；③主控及变频调速腔：内装控制器、显示装置和变频器；④变压器腔：内装牵引变压器和快速熔断器； 2、电控系统组成 电气系统主要由交流拖动、自动控制、数据采集、变频调速、无线遥控、操作面板和人机界面等七大部分组成。系统硬件主要由：工控机（嵌入式UNO-3072）、控制器（hesmor HC-G16A）、IO模块（hesmor HS-IO-39）、操作站、变频器、遥控及接收机、显示器及键盘、隔离模块和相关传感器等组成。控制系统的结构示意图如图2所示，根据现场的实际情况。 图2 电控系统框图 实现功能 1、控制功能： 1）采煤机手动操作方式： ①机身中部按钮操作方式：实现采煤机启动、停止、左右截割启动/停止、牵启/牵断、牵引部调速换向控制（包括牵停、左牵、右牵、加速、减速）。 ②机身两端端头站操作方式：实现采煤机急停（切断上级真空磁力启动器）、左右截割部升降、牵引部调速换向控制、功能查询、故障屏蔽。 ③无线遥控操作方式：在25m范围内实现远距离遥控，控制采煤机急停、左右截割部升降、牵引部调速换向控制。 2）采煤机自动控制功能 ①自动恒功率控制：当任一截割电机电流大于额定电流的110%时，主控器控制变频器执行牵引减速；当两台截割电机电流都小于额定电流的90%时，主控器控制变频器执行牵引加速，使电机的负载恒定在额定功率； ②重载反牵控制：当任一截割电机负载超过额定功率130%时，主控器会进入反牵定时控制程式，控制变频器使采煤机以设定速度反向牵引10S后，然后再继续沿原方向牵引；若反牵10S结束后，截割电机负载仍无减小，则主控器将控制煤机断电； ③截割电机热保护：当左、右截割电机任何一台电机温度达到第一报警限时（135 ℃ ），系统将截割电机电流降低一定数量（70%），若是达到最高上限后（155 ℃ ），则整机停机； ④电牵引的四象限控制：当工作面倾角较大（＞30°），采