[发明专利]采用自动修型的硬岩掘进机采煤机电控装置

说明书

技术领域

本发明涉及掘进机采煤机械电控领域中的一种采用自动修型的硬岩掘进机采煤机电控装置。

背景技术

硬岩掘进机是一种新概念采煤机，较传统的掘进机相比，无论是切割硬度还是掘进速度还是自动成形方面都有了本质变化。控制工艺也非常复杂，这种新工艺的出现解决了普通掘进机采煤速度慢，切割硬度低，需手动修形等。以前在我们普通的掘进机采煤过程中，各家工艺也都基本一样，都是人为手动控制，无自动切割修形。这样就造成了巷道形状不规则，效率低，掘进速度慢。进而我们拓展思维采用了新的控制工艺，改善采煤效率，提高性能参数从而达到开掘巷道和采煤面的掘进工作。因此，研制开发一种采用自动修型的硬岩掘进机采煤机电控装置一直是急待解决的新课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用自动修型的硬岩掘进机采煤机电控装置，此装置是将电气的模拟量输出信号通过比例放大器输出给电磁阀，再通过位移传感器信号回馈给PLC，从而形成闭环控制。进行巷道断面切割成形时，系统需要采用自动切割程序进行控制，根据切割工艺的要求，整个切割过程对6个切割臂之间的相互配合和动作速度及精度要求极高，一旦出现故障时对整个系统的联锁保护也要求的非常全面和严格。

本发明的目的是这样实现的：一种采用自动修型的硬岩掘进机采煤机电控装置，由隔离开关QS；7个电机控制回路，其中包括：真空接触器KM1-7，阻容吸收器RC1-7，电流互感器TA1-7，电压互感器CSP，西门子300系列PLC，信号放大器模块PLVC,西门子面板式工控机IPC477C，隔离安全栅RW1-11，动力变压器TC，压力传感器YL，油温传感器GWP200，油位传感器YW，水流量传感器LK，甲烷浓度传感器KG9701，防爆急停按钮SB，防爆电铃H0，防爆机车灯HL1-3，防爆比例电磁阀YKA1-18，刀盘转角传感器angle-fk，激光测距仪laser，驱动马达，液压传动机构，其结构特征在于：阻容吸收器，电流互感器串接在控制回路上，通过真空接触器驱动电机；所有的传感器信号输入PLC系统，在由PLC根据算法来输出相应的中间继电器，在由继电器输出到相应的电磁阀。激光全站仪通过航空插头和开关箱连接；所述装置的工作原理及操作方法是，两只内切割臂在正视图中呈180°；两臂张开最大直径5000mm，每对外切割臂在视图中呈180°，两对外切割臂夹角为120°；外切割臂张开最大直径6400mm，六只切割臂在正视图中的相对角度是固定值，刀盘由液压马达驱动做正反方向旋转运动，切割臂由液压缸驱动，做伸缩运动，得到不同的切割直径，根据用户要求，切割形状分为正方形和马蹄形两种；通过一次变压器送电到开关箱后，经由开关箱内变压器将3300V的电压等级转变为其它相应的电压等级，箱内电压等级主要由3300V，1140V和380V驱动电压组成，开关箱送电后系统首先进自动检测，包括甲烷浓度检测，一氧化碳浓度检测，驱动电机漏电检测，和检测通讯是否正常，油温油位是否正常；开关箱供电后,首先启动油泵和行走马达，然后根据激光定位系统测量信号和行走编码器测量信号的比对，由PLC计算出相应的模拟量输出，再经过PLVC信号放大器将信号放大来驱动相应的行走液压马达，进而调整机身的水平位置和姿态，使机器按照预定的路线行走，当机器行走到离前壁一定距离时，打开支撑等相应机构，利用支撑调整机身的垂直位置；当之前的动作完成后,切割机构开始利用六个切割臂进行仿形切割，PLC通过经PLVC信号放大器放大的模拟量信号驱动电磁比例阀和液压马达，从而控制六个切割臂液压油缸的伸出或缩回及刀盘转速，通过液压油缸内的直线位移传感器和切割刀盘上测转角、转速的旋转编码器测量的信号来判断六个截割臂是否动作到预定的角度和位置及切割速度是否满足要求，修型过程：首先六个刀盘先修一个圆形，根据旋转编码器和直线位移传感器计算到A点到H点之间由PLC计算来往复运动，H点和I点之间，I点和K点之间，A点和K点之间也同是往复运动来达到修型过程，先切成圆形然后由其中一个刀盘从B点和C点之间C点和D点之间往复运动达到修型过程，从而形成闭环控制系统，系统最终经过反复修形达到预定的断面形状；所述装置的控制系统算法是，控制系统连锁，采矿机机身位置坐标正确，液压系统工作正常，其它必要连锁信号；刀盘旋转速度闭环控制，用编码器检测刀盘旋转速度，通过PID算法控制比例换向阀开度，达到刀盘旋转速度闭环控制；切割臂位置控制，用绝对值编码器检测刀盘旋转角度，从而确定切割臂位置；切割臂切割半径；

根据三角形余弦公式可以得到：