秦新華

摘 要：本采煤機采用機載交流變頻調速技術，通過改變牽引電動機的供電頻率與電壓，實現(xiàn)牽引無級調速，并可根據截割電動機載荷，自動調節(jié)牽引速度，從而實現(xiàn)截割電動機恒功率作業(yè)。具有電動機過熱、過電流保護。同時，采煤機還采用了非常先進的控制技術和多種保護措施，工作安全可靠。

關鍵詞：采煤機；電動機；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.072

1 電控部分的特點

（1）體積小功能強大。為適應薄煤層電牽引采煤機結構上的需要，采用1140V變頻器，從而節(jié)省了大量的空間。主控器的核心器件為PLC，顯示器采用POD顯示器使得采煤機的控制功能高度集成，可達到與工控機類型主控器的所有功能，而體積則大幅減小，結構更加簡化。

（2）較高的可靠性保證。遙控器與紅外操作站可獨立操作采煤機，使得采煤機運行的可靠性大大提高。

（3）參數設置的靈活性。通過紅外鍵盤及POD屏幕兩種設置方式的操作，可方便地對采煤機運行及保護的參數進行設置，在線修改、永久記憶。

（4）全方位生動的界面顯示及多角度的故障判斷信息。電控系統(tǒng)可對采煤機運行中十幾個參數以及有關保護和運行參數的設置界面進行顯示。屏幕上還可觀察到各有關軟件繼電器及硬件繼電器的運行狀態(tài)及主控器內各部件間通信的狀態(tài)，并備有故障顯示功能。

（5）提高了采煤機操作的自動化程度。采煤機在運行過程中，可以隨機鍵盤操作也可以離機遙控操作，從而增加了采煤操作的靈活性，另外，采煤機的自動調高記憶功能更是緩解了司機人員操作的緊張程度。

2 系統(tǒng)組成及功能

2.1 主回路

主回路由隔離開關QS、截割電機M1、M2、M3、M4和油泵電機M5、變頻控制器BP、牽引電機M6、M7等組成，工作電壓為1140V，上述設備是完成采煤機的供電、截割、調高及牽引調速等工作的執(zhí)行環(huán)節(jié)。

2.2 控制回路

控制回路由控制變壓器B、旋轉開關SA1、SA2、SA3、SA4、遙控發(fā)射機YF、瓦斯斷電儀C、紅外操作站HC、紅外接收板HJ、顯示屏XP、工作閘電磁閥線圈DQ1、左調高電磁閥線圈DQ2、DQ3、右調高電磁閥線圈DQ4、DQ5、左搖臂傾角傳感器A1、右搖臂傾角傳感器A2、機身位置傳感器X及主控器ZK等組成。

3 工作原理

電控系統(tǒng)的工作原理按功能塊分述如下：

3.1 采煤機電源的通、斷

通過控制順槽中磁力啟動器先導回路的通斷來實現(xiàn)。起動時的路徑：先導回路210→SA1（11-12）→SA1（2-1）（CP202）→急停繼電器J2的常閉接點→CP203→先導回路；運行時（SA1右旋后松開回到中間位置），雖然SA1（2-1）斷開，但先導回路靠與SA1（2-1）并聯(lián)支路電源自保繼電器J1常開接點（這時已經閉合）保持接通。

3.2 運輸機的閉鎖與解鎖控制

運輸機的閉鎖控制通過SA2（1-2）和急停繼電器接點串聯(lián)支路的通斷來實現(xiàn)。

3.3 左截割電機起動控制

右旋SA3旋鈕，通過SA3（1-2）使KM1接觸器線圈能夠得到36V電源的供電，KM1吸合，其輔助觸點KM1-1閉合，并通過SA3（11-12）自保，使左搖臂的截割電機M1、M2起動運轉。左旋SA3旋鈕，KM1（11-12）斷開，KM1釋放，電機M1、M2停止運轉。

SA3右旋起動時，除了使KM1吸合，還有兩個輔助功能：1）SA3（7-8）閉合，封鎖了電流互感器的起動電流，2）SA3（9-10）斷開，使起動信號回路斷開，給PLC提供一個起動信號，使電流封鎖動作能夠延遲到幾秒鐘以后。

右旋SA4旋鈕，可操作KM2起動右截割電機，其動作過程與操作SA3的動作過程類似。

3.4 主控器的工作原理

主控器主要有以下幾部分組成：1. 控制電源板、2. 本安電源板、3. 繼電器板、4. 隔離板、5. 遙控接收板、6. 瓦斯斷電接收板、7. 機身傾角傳感器、8. PLC、9. 模擬量模塊。

控制電源板提供DC 24VA、DC 24VB、DC 12V、DC 6V各等級電源，并提供一個電源電壓采樣的信號。其中，一路DC 24V電源給PLC、2個模擬量模塊、紅外線接收板HJ、繼電器板、隔離板。另一路DC 24VB電源給顯示屏XP， DC 12V電源給遙控接收板，DC 6V電源給繼電器板。除此之外，瓦斯斷電接收板由主控器外部的控制變壓器的AC 25V電源直接供電。本安電源提供的+12V電源通過隔離板向傳感器供電。

采煤機起動后，主控器就開始了工作，PLC適時檢測輸入信號，根據控制信息和狀態(tài)信息，PLC通過不斷的運算決定有關的軟硬件輸出狀態(tài)，并把這些狀態(tài)提供給POD、繼電器板。從而實現(xiàn)諸如顯示、急停、牽引、和調高等項目的控制功能。

采煤機的調高自動記憶功能的核心部件是PLC。正常工作時，PLC可通過位置傳感器、3個傾角傳感器將采煤機的位置與左右搖臂調高的情況記錄下來，對于工作面的某一個位置（在工作面長度方向上的某一個X坐標點）就確定了采煤機的位置與調高的一一對應關系，當采煤機再次經過這點時（不管向哪個方向牽引），PLC將以記憶中的數據控制采煤機的采高。如果在此期間有人工進行干與，則采高的調節(jié)將以人工的干與為主進行調節(jié)，同時將現(xiàn)有的結果進行記憶。

4 結論

電控系統(tǒng)內部采用模塊化結構。主控器及顯示接收組件集中了電控箱內大部分的零部件，使電控箱內部的接線簡單明了，增強了電氣維護的可操作性。本次電控部分還設置了紅外操作站，按照其操作方式不同，將其分為分紅外鍵盤和紅外接收板兩部分，紅外鍵盤是將各操作命令變成編碼數據信號，通過紅外發(fā)射管將信息發(fā)送出去，它放在電控箱的左腔前蓋板上。紅外接收板則通過蓋板上的窗口接收紅外鍵盤的操作信息，并將編碼的數據信號解碼為操作命令信號，通過串口將命令數據傳送給主控器內的PLC來實現(xiàn)各種控制。

參考文獻：

[1]胡云龍，趙四海，劉博等，基于PLC的滾筒式采煤機電控系統(tǒng)的研究[J]，機電產品開發(fā)與創(chuàng)新，2015，28（03）：105-108.

[2]夏宏波.基于DSP的電牽引采煤機電控系統(tǒng)設計[D].西安科技大學，2015.endprint