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一種刨煤機控制系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:5339259閱讀:282來源:國知局
專利名稱:一種刨煤機控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域
本發(fā)明涉及刨煤機技術領域,特別涉及一種基于CAN總線的刨煤機控制系統(tǒng)。
背景技術
在煤炭開采中,機械化采煤是提高煤炭質(zhì)量,保證安全生產(chǎn),降低勞動強度和增加經(jīng)濟效益的有效途徑。隨著厚煤層和中厚煤層的不斷開采,薄煤層儲量所占比重越來越大, 合理高產(chǎn)高效地開采薄煤層是必然趨向。國內(nèi)煤礦生產(chǎn)中,滾筒采煤機、掘進機是最重要的大型采煤設備,但這些大型采煤設備更適合于在厚煤層和中厚煤層采礦,相對來說,刨煤機更適合于開采薄煤層。因此,刨煤機在國內(nèi)煤礦生產(chǎn)中具有廣闊的應用前景。參見圖1,示出現(xiàn)有的刨煤機,包括一可借助于刨刀牽引鏈2正反向運動的采掘刨刀1 ;至少兩個具有轉(zhuǎn)速可調(diào)的驅(qū)動電機8鏈傳動裝置3、4 ;一刨刀行程測量系統(tǒng)和一電機控制裝置11,電機控制裝置11提供用于改變驅(qū)動電機8的轉(zhuǎn)速的控制參數(shù),以改變刨刀速度,并且給電機控制裝置配設一帶有在各驅(qū)動電機8之間的自動負荷平衡調(diào)節(jié)的控制模塊 12或者修改其工作模式,并給驅(qū)動電機8提供不同的控制參數(shù)(S、S’)。該刨煤機的驅(qū)動電機8為雙速電機,電機的轉(zhuǎn)速受到限制。需要電機控制裝置11 配設一帶有在各驅(qū)動電機8之間自動負荷平衡調(diào)節(jié)的控制模塊12,控制模塊12的存在加大刨煤機控制的復雜程度,增加故障點。該刨煤機中,電機控制裝置11通過RS485通信與各驅(qū)動電機8進行信息交互,因RS485通信存在不穩(wěn)定性,影響刨煤機的生產(chǎn)效率和安全性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是一種刨煤機控制系統(tǒng),該刨煤機控制系統(tǒng)各設備之間通過CAN總線進行信息傳遞,實現(xiàn)主控制器和工控機對工作面各設備的安全控制。本發(fā)明一種刨煤機控制系統(tǒng),包括連接在CAN總線上的主控制器、工控機和組合開關箱,及刨煤機驅(qū)動電機的控制端;電力線通過所述組合開關箱中各開關接入破碎機、轉(zhuǎn)載機、運輸機和刨煤機的驅(qū)動電機;所述主控制器包括工控機模塊、組合開關箱模塊和刨煤機模塊,所述工控機包括主控制器模塊、組合開關箱模塊和刨煤機模塊;所述工控機模塊, 用于同所述主控制器模塊進行信息交互;所述組合開關箱模塊,用于控制組合開關箱中各開關的通斷;所述刨煤機模塊,用于控制刨煤機驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動頻率。優(yōu)選的,還包括連接在CAN總線上的支架服務器,所述支架服務器通過CAN總線與設置現(xiàn)場的多個支架控制器連接,支架控制器通過CAN總線與支架驅(qū)動板連接;所述支架控制器,用于依據(jù)主控制器、工控機和/或支架服務器的控制信息,指令所述驅(qū)動支架板驅(qū)動支架。優(yōu)選的,還包括連接在CAN總線上的閉鎖式擴音電話,用于發(fā)送閉鎖請求信息到主控制器的閉鎖模塊,并發(fā)出警示;所述閉鎖模塊指令破碎機、轉(zhuǎn)載機、運輸機、刨煤機和支架停止動作。優(yōu)選的,工控機還包括顯示模塊,用于顯示破碎機、轉(zhuǎn)載機、運輸機、刨煤機和支架的各種狀態(tài)信息。優(yōu)選的,還包括連接在CAN總線上的傳感器采集板,用于獲取刨煤機控制系統(tǒng)的多個狀態(tài)數(shù)據(jù),發(fā)送到主控制器和工控機;主控制器和工控機依據(jù)上述狀態(tài)數(shù)據(jù)生成控制信息。優(yōu)選的,所述支架驅(qū)動板連接有位移傳感器,用于檢測支架的推移步距。優(yōu)選的,所述支架驅(qū)動板連接有壓力傳感器,用于檢測工作面支架立柱的壓力數(shù)據(jù)。優(yōu)選的,所述工控機包括屏蔽模塊,用于屏蔽出現(xiàn)故障的設備。優(yōu)選的,還包括連接在CAN總線上的輔助控制器,用于實現(xiàn)點動控制,驅(qū)動刨煤機逐漸接近機頭或者機。與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明刨煤機控制系統(tǒng)既可以通過主控制器遠程控制破碎機、轉(zhuǎn)載機、運輸機和刨煤機的運行,又可通過工控機(和輔助控制器)現(xiàn)場控制破碎機、轉(zhuǎn)載機、運輸機和刨煤機的運行,各設備之間通過CAN總線進行信息傳遞,實現(xiàn)主控制器和工控機對工作面各設備的安全控制。


圖1為現(xiàn)有刨煤機示意圖;圖2為本發(fā)明刨煤機控制系統(tǒng)第一實施例示意圖;圖3為本發(fā)明刨煤機控制系統(tǒng)第二實施例示意圖;圖4為本發(fā)明刨煤機控制系統(tǒng)第三實施例示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂,下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明。CAN(ControIler Area Network)是控制器局域網(wǎng)絡,屬于工業(yè)現(xiàn)場總線的范疇。 與一般的通信總線相比,CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性。本發(fā)明通過CAN總線將多個控制器、破碎機、轉(zhuǎn)載機、運輸機、刨煤機和支架連接成刨煤機控制系統(tǒng),使刨煤機控制系統(tǒng)中各設備信息交互穩(wěn)定、可靠,各設備可協(xié)調(diào)工作。參見圖2,示出本發(fā)明刨煤機控制系統(tǒng)第一實施例,包括連接在CAN總線上的主控制器11、工控機12和組合開關箱13,及刨煤機驅(qū)動電機14的控制端;電力線通過組合開關箱13中各開關接入破碎機、轉(zhuǎn)載機、運輸機和刨煤機的驅(qū)動電機;主控制器11包括工控機模塊111、組合開關箱模塊112和刨煤機模塊113,工控機12包括主控制器模塊121、組合開關箱模塊122和刨煤機模塊123。主控制器11設置的遠程控制室,主要用于遠程監(jiān)控現(xiàn)場作業(yè)情況。工控機(防爆兼本質(zhì)安全型工控機)12設置在工作現(xiàn)場(控制室),主要用于現(xiàn)場顯示刨煤機控制系統(tǒng)的各設備的工作狀態(tài),控制刨煤機控制系統(tǒng)的各設備協(xié)調(diào)工作。工控機模塊111同主控制器模塊121進行信息交互,主控制器模塊121將工控機 12獲取、計算得到的各種數(shù)據(jù)信息發(fā)送到工控機模塊111保存;同理,工控機模塊111將主控制器11獲取、計算得到的各種數(shù)據(jù)信息發(fā)送到主控制器模塊121保存。通過信息交互, 主控制器11和工控機12避免發(fā)送的控制信息相互沖突,實現(xiàn)協(xié)調(diào)工作。組合開關箱模塊112和組合開關箱模塊122都用于控制組合開關箱13中各開關的通斷,以此控制破碎機、轉(zhuǎn)載機、運輸機和刨煤機的驅(qū)動電機的通電和斷電。刨煤機模塊 113和刨煤機模塊123都用于控制刨煤機驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動頻率。這樣,本發(fā)明刨煤機控制系統(tǒng)既可以通過主控制器11遠程控制破碎機、轉(zhuǎn)載機、 運輸機和刨煤機的運行,又可通過工控機12現(xiàn)場控制破碎機、轉(zhuǎn)載機、運輸機和刨煤機的運行,各設備之間通過CAN總線進行信息傳遞,實現(xiàn)主控制器11和工控機12對工作面各設備的安全控制。本發(fā)明通過變頻電機帶動刨煤機的刨刀,增強對刨刀的控制,降低對刨鏈的損壞。參見圖3,示出本發(fā)明刨煤機控制系統(tǒng)第二實施例,包括連接在CAN總線上的主控制器11、工控機12和組合開關箱13、刨煤機驅(qū)動電機14的控制端,及支架服務器15,支架服務器15通過CAN總線與設置現(xiàn)場的多個支架控制器16連接,支架控制器16通過CAN總線與支架驅(qū)動板17連接,支架驅(qū)動板17連接電磁閥和傳感器。例如,使用位移傳感器,檢測支架的移動位置數(shù)據(jù);使用壓力傳感器,檢測工作面立柱的壓力數(shù)據(jù)。電力線通過組合開關箱13中各開關接入破碎機、轉(zhuǎn)載機、運輸機和刨煤機的驅(qū)動電機;主控制器11包括工控機模塊111、組合開關箱模塊112和刨煤機模塊113,工控機12 包括主控制器模塊121、組合開關箱模塊122、刨煤機模塊123、顯示模塊IM和屏蔽模塊 125。支架控制器16用于依據(jù)主控制器11、工控機12和/或支架服務器15的控制信息,指令驅(qū)動支架板17驅(qū)動支架。傳感器采集板18連接多個傳感器,用于獲取刨煤機組的多個狀態(tài)數(shù)據(jù),發(fā)送到主控制器11和工控機12,主控制器11和工控機12依據(jù)上述狀態(tài)數(shù)據(jù)生成控制信息。顯示模塊IM顯示破碎機、轉(zhuǎn)載機、運輸機、刨煤機和支架的各種狀態(tài)信息,方便現(xiàn)場工作人員依據(jù)上述各種狀態(tài)信息了解刨煤機的工作狀態(tài)。屏蔽模塊125屏蔽出現(xiàn)故障的設備,保障其他設備的正常運行。本發(fā)明刨煤機控制系統(tǒng)涵蓋了對井下工作面各設備工作狀態(tài)的顯示及故障管理, 以及支架的控制,進一步提高刨煤機的控制力度和精度。參見圖4,示出本發(fā)明刨煤機控制系統(tǒng)第三實施例,包括連接在CAN總線上的主控制器11、工控機12和組合開關箱13、刨煤機驅(qū)動電機14的控制端,及支架服務器15,支架服務器15通過CAN總線與設置現(xiàn)場的多個支架控制器16連接,支架控制器16通過CAN總線與支架驅(qū)動板17連接,支架驅(qū)動板17連接支架。還包括連接在CAN總線上的傳感器采集板18、閉鎖式擴音電話19、輔助控制器20。閉鎖式擴音電話19在設備出現(xiàn)緊急情況時,發(fā)送閉鎖請求信息到主控制器11的閉鎖模塊,并發(fā)出警示;閉鎖模塊指令破碎機、轉(zhuǎn)載機、運輸機、刨煤機和支架停止動作。閉鎖模塊的指令可以分沿線閉鎖破碎機、轉(zhuǎn)載機、運輸機、刨煤機和支架;一條沿線閉鎖破碎機、轉(zhuǎn)載機;另一條沿線閉鎖運輸機、刨煤機和支架。輔助控制器20依據(jù)主控制器11的控制信息,指令破碎機、轉(zhuǎn)載機、運輸機和刨煤機動作。
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因煤礦井下作業(yè)對設備安全性要求很高,本發(fā)明設置閉鎖式擴音電話、支架閉鎖按鈕等安全設備,在發(fā)生緊急情況下閉鎖正在作業(yè)的各設備,以確保井下作業(yè)的安全。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,并不構成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等,均應包含在本發(fā)明的權利要求保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種刨煤機控制系統(tǒng),其特征在于,包括連接在CAN總線上的主控制器、工控機和組合開關箱,及刨煤機驅(qū)動電機的控制端;電力線通過所述組合開關箱中各開關接入破碎機、 轉(zhuǎn)載機、運輸機和刨煤機的驅(qū)動電機;所述主控制器包括工控機模塊、組合開關箱模塊和刨煤機模塊,所述工控機包括主控制器模塊、組合開關箱模塊和刨煤機模塊;所述工控機模塊,用于同所述主控制器模塊進行信息交互;所述組合開關箱模塊,用于控制組合開關箱中各開關的通斷;所述刨煤機模塊,用于控制刨煤機驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動頻率。
2.如權利要求1所述的刨煤機控制系統(tǒng),其特征在于,還包括連接在CAN總線上的支架服務器,所述支架服務器通過CAN總線與設置現(xiàn)場的多個支架控制器連接,支架控制器通過CAN總線與支架驅(qū)動板連接;所述支架控制器,用于依據(jù)主控制器、工控機和/或支架服務器的控制信息,指令所述驅(qū)動支架板驅(qū)動支架。
3.如權利要求2所述的刨煤機控制系統(tǒng),其特征在于,還包括連接在CAN總線上的閉鎖式擴音電話,用于發(fā)送閉鎖請求信息到主控制器的閉鎖模塊,并發(fā)出警示;所述閉鎖模塊指令破碎機、轉(zhuǎn)載機、運輸機、刨煤機和支架停止動作。
4.如權利要求2所述的刨煤機控制系統(tǒng),其特征在于,工控機還包括顯示模塊,用于顯示破碎機、轉(zhuǎn)載機、運輸機、刨煤機和支架的各種狀態(tài)信息。
5.如權利要求1所述的刨煤機控制系統(tǒng),其特征在于,還包括連接在CAN總線上的傳感器采集板,用于獲取刨煤機控制系統(tǒng)的多個狀態(tài)數(shù)據(jù),發(fā)送到主控制器和工控機;主控制器和工控機依據(jù)上述狀態(tài)數(shù)據(jù)生成控制信息。
6.如權利要求5所述的刨煤機控制系統(tǒng),其特征在于,所述支架驅(qū)動板連接有位移傳感器,用于檢測支架的推移步距。
7.如權利要求5所述的刨煤機控制系統(tǒng),其特征在于,所述支架驅(qū)動板連接有壓力傳感器,用于檢測工作面支架立柱的壓力數(shù)據(jù)。
8.如權利要求1所述的刨煤機控制系統(tǒng),其特征在于,所述工控機包括屏蔽模塊,用于屏蔽出現(xiàn)故障的設備。
9.如權利要求2所述的刨煤機控制系統(tǒng),其特征在于,還包括連接在CAN總線上的輔助控制器,用于實現(xiàn)點動控制,驅(qū)動刨煤機逐漸接近機頭或者機。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種刨煤機控制系統(tǒng),包括連接在CAN總線上的主控制器、工控機和組合開關箱,及刨煤機驅(qū)動電機的控制端;電力線通過所述組合開關箱中各開關接入破碎機、轉(zhuǎn)載機、運輸機和刨煤機的驅(qū)動電機;所述主控制器包括工控機模塊、組合開關箱模塊和刨煤機模塊,所述工控機包括主控制器模塊、組合開關箱模塊和刨煤機模塊;所述工控機模塊,用于同所述主控制器模塊進行信息交互;所述組合開關箱模塊,用于控制組合開關箱中各開關的通斷;所述刨煤機模塊,用于控制刨煤機驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動頻率。本發(fā)明各設備之間通過CAN總線進行信息傳遞,實現(xiàn)主控制器和工控機對工作面各設備的安全控制。
文檔編號E21C27/36GK102206998SQ201110101270
公開日2011年10月5日 申請日期2011年4月21日 優(yōu)先權日2011年4月21日
發(fā)明者劉召安, 劉永剛, 姚立權, 黃向陽 申請人:三一重型裝備有限公司
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