專利名稱：刮板運輸機(jī)智能控制系統(tǒng)和控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤礦開采智能控制系統(tǒng)和控制方法，尤其是一種與滾筒采煤機(jī)配套使用的刮板運輸機(jī)智能控制系統(tǒng)和控制方法。
背景技術(shù)：
刮板運輸機(jī)是煤礦開采的重要裝備之一，目前的技術(shù)主要是機(jī)械化，控制系統(tǒng)是集中順序控制，自適應(yīng)性差。刮板運輸機(jī)采用鏈條傳輸，長時間運行鏈條松弛時，目前的緊鏈技術(shù)是，用液壓缸張緊鏈條，然后用圓柱銷機(jī)械定位，定位后撤出液壓，該技術(shù)方案使得鏈條總處較大張緊力狀態(tài)，容易產(chǎn)生較大磨損，當(dāng)鏈節(jié)伸長后，張緊力下降，又容易造成鏈條跳齒，導(dǎo)致刮板運輸機(jī)設(shè)備損壞。較大體積的煤塊容易造成運輸機(jī)卡住過載停止運行。這些不僅會影響生產(chǎn)效率，而且會影響設(shè)備的使用壽命，增加維護(hù)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種刮板運輸機(jī)智能控制系統(tǒng)和控制方法，解決目前控制技術(shù)的自適應(yīng)性差的問題，以提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:該刮板運輸機(jī)智能控制系統(tǒng)包括:激光掃描測距裝置、射線測距變送器、超聲波物位傳感器、電流變送器、主控制器、變頻調(diào)速控制器、煤塊破碎控制器、運輸機(jī)姿態(tài)控制器和運輸機(jī)緊鏈控制器；激光掃描測距裝置、射線測距變送器、超聲波物位傳感器和電流變送器通過無線通信方式將檢測信號傳輸至主控制器，主控制器通過無線通信方式將控制指令發(fā)送至變頻調(diào)速控制器、煤塊破碎控制器、運輸機(jī)姿態(tài)控制器和運輸機(jī)緊鏈控制器；激光掃描測距裝置安裝在刮板運輸機(jī)上部頂板處的旋轉(zhuǎn)云臺上；射線測距變送器安裝在運輸帶的下部；超聲波物位傳感器安裝在破碎機(jī)的前端頂板位置；電流變送器安裝在刮板運輸機(jī)驅(qū)動電機(jī)的控制器旁；變頻調(diào)速控制器輸出與控制刮板運輸機(jī)的電機(jī)連接；煤塊破碎控制器輸出端與刮板運輸機(jī)首端的破碎機(jī)連接；運輸機(jī)姿態(tài)控制器輸出端與液壓支架的液壓裝置連接；運輸機(jī)緊鏈控制器輸出端與液壓張緊裝置連接；所述的控制主機(jī)由微處理器、無線通信電路、顯示器和存儲電路構(gòu)成，微處理器的輸出端與顯示器和存儲電路連接，微處理器通過無線通信電路雙向通信。刮板運輸機(jī)智能控制系統(tǒng)的控制方法是:(I)當(dāng)采煤機(jī)開始采煤時，安裝在靠近破碎機(jī)的前端頂板位置的超聲波物位傳感器、安裝在刮板運輸機(jī)上部頂板處的激光掃描測距裝置、安裝在運輸帶的下部的射線測距變送器和安裝在刮板運輸機(jī)驅(qū)動電機(jī)的控制器旁的電流變送器均通過無線通信電路與主控制器的微處理器進(jìn)行通訊，主控制器得到超聲波物位信號、激光掃描測距信號、射線測距信號和電流變送器信號，所述的信號傳輸至主控制器的微處理器，微處理器自動啟動刮板運輸機(jī)的相對應(yīng)的變頻調(diào)速控制器、煤塊破碎控制器、運輸機(jī)姿態(tài)控制器和運輸機(jī)緊鏈控制器，對相對應(yīng)的工作裝置實施控制；
(2)所述的超聲波物位信號，由安裝在靠近破碎機(jī)的前端頂板位置的超聲波物位傳感器，通過檢測煤塊的高度判斷煤塊的大小，通過煤塊破碎控制器對大塊煤進(jìn)行破碎，防治堵塞運輸通道；(3)所述的激光掃描測距信號，由安裝在刮板運輸機(jī)上部頂板處的激光掃描測距裝置，通過旋轉(zhuǎn)云臺的轉(zhuǎn)動掃描運輸機(jī)姿態(tài)，通過運輸機(jī)姿態(tài)控制器自動控制調(diào)整液壓支架的推溜和拉溜支架動作；(4)所述的射線測距信號，由安裝在運輸帶的下部的射線測距變送器，檢測運輸帶張緊的程度，當(dāng)運輸帶松弛時能夠通過運輸機(jī)緊鏈控制器自動控制液壓張緊裝置，使鏈條總處于較合理張緊力狀態(tài)；(5)所述的電流變送器信號，由安裝在刮板運輸機(jī)驅(qū)動電機(jī)的控制器旁的電流變送器，實時檢測驅(qū)動電機(jī)的電流，通過電流大小判斷運煤負(fù)荷的大小，通過變頻調(diào)速控制器自動調(diào)整刮板運輸機(jī)的速度。有益效果，由于采用了上述方案，通過激光掃描測距裝置、射線測距變送器、超聲波物位傳感器和電流變送器的監(jiān)測，隨時掌握刮板運輸機(jī)的運行狀態(tài)，及時控制相應(yīng)的裝置，保證其處于最佳運行狀態(tài)。激光掃描測距裝置通過旋轉(zhuǎn)云臺的轉(zhuǎn)動掃描運輸機(jī)姿態(tài)尺寸；射線測距變送器通過運輸帶下垂距離的檢測判斷及張緊的程度；超聲波物位傳感器通過檢測煤塊的高度判斷煤塊的大??；電流變送器隨時檢測驅(qū)動電機(jī)的電流；控制主機(jī)通過無線通信電路對各個構(gòu)件進(jìn)行控制；變頻調(diào)速控制器采用變頻調(diào)速方法控制刮板運輸機(jī)的電機(jī)運行速度；煤塊破碎控制器控制破碎機(jī)進(jìn)行破碎工作；運輸機(jī)姿態(tài)控制器控制液壓支架的液壓裝置，控制液壓支架的推溜和拉溜支架動作；運輸機(jī)緊鏈控制器控制液壓張緊裝置，使鏈條總處于較合理張緊力狀態(tài)；刮板運輸機(jī)的控制智能化程度大大提高，不僅可以提高生產(chǎn)效率，也可以減少維護(hù)成本，延長運輸機(jī)的使用壽命。解決了目前控制技術(shù)的自適應(yīng)性差的問題，達(dá)到本發(fā)明的目的。優(yōu)點:通過激光掃描測距裝置和運輸機(jī)姿態(tài)控制器的配合，可以及時調(diào)整刮板運輸機(jī)的姿態(tài)，保證其正常運煤；通過射線測距變送器和運輸機(jī)緊鏈控制器的配合，可以使運輸帶的張力處于最佳狀態(tài)，避免鏈條跳齒和嚴(yán)重的磨損；通過超聲波物位傳感器和煤塊破碎控制器的配合，可以保證運輸?shù)拿旱V大小合適，避免堵塞故障；通過電流變送器和變頻調(diào)速控制器的配合，隨時控制運輸機(jī)的速度適應(yīng)負(fù)荷的變化，不僅保證運輸?shù)恼?，也可達(dá)到電機(jī)節(jié)能的效果。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。圖2是本發(fā)明的控制主機(jī)結(jié)構(gòu)圖。圖中:1.激光掃描測距裝置；2.射線測距變送器；3.超聲波物位傳感器；4.電流變送器；5.主控制器；6.變頻調(diào)速控制器；7.煤塊破碎控制器；8.運輸機(jī)姿態(tài)控制器；
9.運輸機(jī)緊鏈控制器；10.微處理器；11.無線通信電路；12.顯示器.13 ;存儲電路。
具體實施例方式實施例:本發(fā)明的刮板運輸機(jī)智能控制系統(tǒng)，主要包括激光掃描測距裝置1、射線測距變送器2、超聲波物位傳感器3、電流變送器4、主控制器5、變頻調(diào)速控制器6、煤塊破碎控制器7、運輸機(jī)姿態(tài)控制器8和運輸機(jī)緊鏈控制器9。激光掃描測距裝置1、射線測距變送器2、超聲波物位傳感器3和電流變送器4通過無線通信方式將檢測信號傳輸至主控制器5，主控制器5通過無線通信方式將控制指令發(fā)送至變頻調(diào)速控制器6、煤塊破碎控制器7、運輸機(jī)姿態(tài)控制器8和運輸機(jī)緊鏈控制器9。所述的激光掃描測距裝置I安裝在刮板運輸機(jī)上部頂板處，通過旋轉(zhuǎn)云臺的轉(zhuǎn)動掃描運輸機(jī)姿態(tài)尺寸。所述的射線測距變送器2安裝在運輸帶的下部，通過運輸帶下垂距離的檢測判斷及張緊的程度。所述的超聲波物位傳感器3安裝在靠近破碎機(jī)的前端頂板位置，通過檢測煤塊的高度判斷煤塊的大小。所述的電流變送器4安裝在刮板運輸機(jī)驅(qū)動電機(jī)的控制器旁，檢測驅(qū)動電機(jī)的電流。所述的控制主機(jī)由微處理器10、無線通信電路11、顯示器12和存儲電路13構(gòu)成，微處理器的輸出端與顯示器和存儲電路連接，微處理器通過無線通信電路雙向通信。所述的變頻調(diào)速控制器6輸出信號至控制刮板運輸機(jī)的速度的電機(jī)，采用變頻調(diào)速方法。所述的煤塊破碎控制器7輸出信號至安裝在刮板運輸機(jī)首端部位的破碎機(jī)。所述的運輸機(jī)姿態(tài)控制器8輸出至液壓支架的液壓裝置，控制液壓支架的推溜和拉溜支架動作。所述的運輸機(jī)緊鏈控制器9輸出信號至液壓張緊裝置，使鏈條總處于較合理張緊力狀態(tài)。圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖，刮板運輸機(jī)智能控制系統(tǒng)主要包括激光掃描測距裝置
1、射線測距變送器2、超聲波物位傳感器3、電流變送器4、主控制器5、變頻調(diào)速控制器6、煤塊破碎控制器7、運輸機(jī)姿態(tài)控制器8和運輸機(jī)緊鏈控制器9。其中激光掃描測距裝置1、射線測距變送器2、超聲波物位傳感器3和電流變送器4輸出接主控制器5的輸入端，主控制器5的輸出分別接變頻調(diào)速控制器6、煤塊破碎控制器7、運輸機(jī)姿態(tài)控制器8和運輸機(jī)緊鏈控制器9的輸入端。圖2是本發(fā)明的主控制器結(jié)構(gòu)圖，控制主機(jī)由微處理器10、無線通信電路11、顯示器12和存儲電路13構(gòu)成。微處理器10的型號為ATMEGA16，無線通信電路11的型號為NRF905。刮板運輸機(jī)智能控制系統(tǒng)的控制方法是:(I)當(dāng)采煤機(jī)開始采煤時，安裝在靠近破碎機(jī)的前端頂板位置的超聲波物位傳感器3、安裝在刮板運輸機(jī)上部頂板處的激光掃描測距裝置1、安裝在運輸帶的下部的射線測距變送器2和安裝在刮板運輸機(jī)驅(qū)動電機(jī)的控制器旁的電流變送器4均通過無線通信電路11與主控制器的微處理器進(jìn)行通訊，主控制器得到超聲波物位信號、激光掃描測距信號、射線測距信號和電流變送器信號，所述的信號傳輸至主控制器的微處理器10，微處理器自動啟動刮板運輸機(jī)的相對應(yīng)的變頻調(diào)速控制器、煤塊破碎控制器、運輸機(jī)姿態(tài)控制器和運輸機(jī)緊鏈控制器，對相對應(yīng)的工作裝置實施控制；
(2)所述的超聲波物位信號，由安裝在靠近破碎機(jī)的前端頂板位置的超聲波物位傳感器3，通過檢測煤塊的高度判斷煤塊的大小，通過煤塊破碎控制器7對大塊煤進(jìn)行破碎，防治堵塞運輸通道；(3)所述的激光掃描測距信號，由安裝在刮板運輸機(jī)上部頂板處的激光掃描測距裝置1，通過旋轉(zhuǎn)云臺的轉(zhuǎn)動掃描運輸機(jī)姿態(tài)，通過運輸機(jī)姿態(tài)控制器8自動控制調(diào)整液壓支架的推溜和拉溜支架動作；(4)所述的射線測距信號，由安裝在運輸帶的下部的射線測距變送器2，檢測運輸帶張緊的程度，當(dāng)運輸帶松弛時能夠通過運輸機(jī)緊鏈控制器9自動控制液壓張緊裝置，使鏈條總處于較合理張緊力狀態(tài)；(5)所述的電流變送器信號，由安裝在刮板運輸機(jī)驅(qū)動電機(jī)的控制器旁的電流變送器4，實時檢測驅(qū)動電機(jī)的電流，通過電流大小判斷運煤負(fù)荷的大小，通過變頻調(diào)速控制器6自動調(diào)整刮板運輸機(jī)的速度。
權(quán)利要求
1.一種刮板運輸機(jī)智能控制系統(tǒng)，其特征是:一種刮板運輸機(jī)智能控制系統(tǒng)，其特征是:該刮板運輸機(jī)智能控制系統(tǒng)包括:激光掃描測距裝置、射線測距變送器、超聲波物位傳感器、電流變送器、主控制器、變頻調(diào)速控制器、煤塊破碎控制器、運輸機(jī)姿態(tài)控制器和運輸機(jī)緊鏈控制器；激光掃描測距裝置、射線測距變送器、超聲波物位傳感器和電流變送器通過無線通信方式將檢測信號傳輸至主控制器，主控制器通過無線通信方式將控制指令發(fā)送至變頻調(diào)速控制器、煤塊破碎控制器、運輸機(jī)姿態(tài)控制器和運輸機(jī)緊鏈控制器； 激光掃描測距裝置安裝在刮板運輸機(jī)上部頂板處的旋轉(zhuǎn)云臺上；射線測距變送器安裝在運輸帶的下部；超聲波物位傳感器安裝在破碎機(jī)的前端頂板位置；電流變送器安裝在刮板運輸機(jī)驅(qū)動電機(jī)的控制器旁；變頻調(diào)速控制器輸出與控制刮板運輸機(jī)的電機(jī)連接；煤塊破碎控制器輸出端與刮板運輸機(jī)首端的破碎機(jī)連接；運輸機(jī)姿態(tài)控制器輸出端與液壓支架的液壓裝置連接；運輸機(jī)緊鏈控制器輸出端與液壓張緊裝置連接； 所述的控制主機(jī)由微處理器、無線通信電路、顯示器和存儲電路構(gòu)成，微處理器的輸出端與顯示器和存儲電路連接，微處理器通過無線通信電路雙向通信。
2.一種實施刮板運輸機(jī)智能控制系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的控制方法，其特征是:刮板運輸機(jī)智能控制系統(tǒng)的控制方法是: (1)當(dāng)采煤機(jī)開始采煤時，安裝在靠近破碎機(jī)的前端頂板位置的超聲波物位傳感器、安裝在刮板運輸機(jī)上部頂板處的激光掃描測距裝置、安裝在運輸帶的下部的射線測距變送器和安裝在刮板運輸機(jī)驅(qū)動電機(jī)的控制器旁的電流變送器均通過無線通信電路與主控制器的微處理器進(jìn)行通訊，主控制器得到超聲波物位信號、激光掃描測距信號、射線測距信號和電流變送器信號，所述的信號傳輸至主控制器的微處理器，微處理器自動啟動刮板運輸機(jī)的相對應(yīng)的變頻調(diào)速控制器、煤塊破碎控制器、運輸機(jī)姿態(tài)控制器和運輸機(jī)緊鏈控制器，對相對應(yīng)的工作裝置實施控制； (2)所述的超聲波物位信號，由安裝在靠近破碎機(jī)的前端頂板位置的超聲波物位傳感器，通過檢測煤塊的高度判斷煤塊的大小，通過煤塊破碎控制器對大塊煤進(jìn)行破碎，防治堵塞運輸通道； (3)所述的激光掃描測距信號，由安裝在刮板運輸機(jī)上部頂板處的激光掃描測距裝置，通過旋轉(zhuǎn)云臺的轉(zhuǎn)動掃描運輸機(jī)姿態(tài)，通過運輸機(jī)姿態(tài)控制器自動控制調(diào)整液壓支架的推溜和拉溜支架動作； (4)所述的射線測距信號，由安裝在運輸帶的下部的射線測距變送器，檢測運輸帶張緊的程度，當(dāng)運輸帶松弛時能夠通過運輸機(jī)緊鏈控制器自動控制液壓張緊裝置，使鏈條總處于較合理張緊力狀態(tài)； (5)所述的電流變送器信號，由安裝在刮板運輸機(jī)驅(qū)動電機(jī)的控制器旁的電流變送器，實時檢測驅(qū)動電機(jī)的電流，通過電流大小判斷運煤負(fù)荷的大小，通過變頻調(diào)速控制器自動調(diào)整刮板運輸機(jī)的速度。
全文摘要
一種刮板運輸機(jī)智能控制系統(tǒng)和控制方法，屬于煤礦開采智能控制系統(tǒng)。該刮板運輸機(jī)控制系統(tǒng)包括激光掃描測距裝置、射線測距變送器、超聲波物位傳感器、電流變送器、主控制器、變頻調(diào)速控制器、煤塊破碎控制器、運輸機(jī)姿態(tài)控制器和運輸機(jī)緊鏈控制器；激光掃描測距裝置、射線測距變送器、超聲波物位傳感器和電流變送器通過無線通信方式將檢測信號傳輸至主控制器，主控制器通過無線通信方式將控制指令發(fā)送至變頻調(diào)速控制器、煤塊破碎控制器、運輸機(jī)姿態(tài)控制器和運輸機(jī)緊鏈控制器。通過激光掃描測距裝置、射線測距變送器、超聲波物位傳感器和電流變送器的監(jiān)測，隨時掌握刮板運輸機(jī)的運行狀態(tài)，及時控制相應(yīng)的裝置，保證刮板運輸機(jī)處于最佳運行狀態(tài)。
文檔編號B65G43/00GK103144936SQ20131004704
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月5日
發(fā)明者童敏明, 童紫原, 李猛, 賀新民 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)