[发明专利]一种采煤机滚筒自动调高控制系统及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采煤机滚筒自动调高控制系统及其工作方法，属于矿井采煤设备技术领域。

背景技术

采煤机是综合机械化采煤工作面的主要设备之一，采煤机的自动化是整个工作面自动化的中心环节，而滚筒高度的自动调节是实现采煤机自动化的一个主要方面。在采煤机滚筒高度调节控制方面，除国内外少数先进采煤机厂家采用记忆智能程控进行滚筒高度控制外，大部分是人工控制调高，即操作工人靠个人视力观察并结合截割噪音来判断采煤机滚筒是在割煤还是割岩，以便调节滚筒的高度。然而采煤机在割煤过程中，大量煤岩粉尘的产生，使工作面能见度降低，同时机器噪音很大，致使操作工人难以准确及时判断采煤机的截割状态，很难及时作出合理的操作。尤其在薄煤层工作面，作业条件差，作业空间小，工人行走不便，使得操作人员难以及时调节滚筒的高度。为了提高采煤机的智能化，将工人从恶劣的工作环境和繁重的体力劳动中解放出来，需要对采煤机进行改进使其滚筒能够自动调节。

中国专利文献CN103216233A公开了一种薄煤层煤岩界面识别及滚筒自动调高的方法，该方法利用在截割电动机上安装电流传感器，带采煤机截割电动机先割一刀作为示范刀，记录其中割到煤层与岩层后各自的电流值情况，此电流值作为煤层与岩层电流限值；采煤机进刀后前滚筒摇臂自动上摆，采煤机后滚筒自动向下摆，通过检测电流的波动范围，识别煤岩层，以煤与岩层不同的电流限值自动调整采高；根据示范刀割煤过程中记录下来的采煤机截割煤岩时的电流数据作为标准值来进行判断。在识别煤岩界面的情况下，采煤机可以根据煤厚自动调整采高，提高采出率。该方法根据示范刀工作时电流信号的反馈进行煤岩的判断，判断是否割到岩层，从而确定煤岩界面及自动调整采高。但该方法在井下复杂的作业环境下，其自动调整采高的精度不能够实现较为精准的控制。

中国专利文献CN102852521A公开了一种基于图像识别的采煤机滚筒自动调高方法，该方法采用数字相机等时间间隔同时获取采煤机滚筒截割过的煤壁，滚筒正下方空中落煤和刮板机中部槽上煤堆的图像，应用图像识别技术分析技术每幅图像中煤的成分占比，以3幅图像煤成分占比的平均值和平均值增量作为输入量，以滚筒高度调节量作为输出量进行模糊控制，实现采煤机滚筒高度的自动调节。该方法需要理由数字相机等辅助工具，但是在矿井下作业，会有大量灰尘，工作环境相当恶劣，会影响数字相机的工作，很容易造成滚筒调高的不准确，其精度无法保证。

因此，亟需设计一种不受外界环境影响、数据反馈相对准确、感应相对灵敏的采煤机滚筒自动调高的控制系统及其工作方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种采煤机滚筒自动调高控制系统。

本发明还提供上述采煤机滚筒自动调高控制系统的工作方法。

本发明的技术方案如下：

一种采煤机滚筒自动调高控制系统，包括模糊控制器、数据采集装置、第一压力传感器、第二压力传感器和电磁比例阀，所述第一压力传感器设置在采煤机调高油缸无杆腔管路接头上，所述第二压力传感器设置在采煤机调高油缸有杆腔管路接头上，所述电磁比例阀设置在采煤机调高液压回路上；所述第一压力传感器和第二压力传感器均与所述的数据采集装置连接，所述数据采集装置与模糊控制器连接，所述模糊控制器与电磁比例阀连接。本发明提供的采煤机滚筒自动调高控制系统，所有传感器通过信号线与数据采集装置连接，数据采集装置对所有传感器信号进行滤波计算处理后，统一向模糊控制器发送滤波处理后的信号，模糊控制器首先计算出调高油缸油液压力和压力变化率，再根据调高油缸油液压力和压力变化率波动情况经过模拟推理判断滚筒截割状态，然后向电磁比例阀发送控制信号，以改变电磁比例阀阀芯运动方向和阀口开度，进而改变进出调高油缸的流量，从而改变调高油缸活塞杆位移，最终实现对滚筒的自动调高控制。

优选的，所述采煤机滚筒自动调高控制系统还包括显示器和键盘，所述显示器和键盘均与模糊控制器连接。此设计的优点在于，通过键盘实现向模糊控制器输入一些参数的设置，显示器用来显示输入的参数或系统工作参数，便于操作和观察。

优选的，所述数据采集装置选用研华股份有限公司生产的型号为PCI-1711U的数据采集卡。

优选的，所述第一压力传感器和第二压力传感器均选用瑞士KISTLER仪器股份公司生产的型号为SM20RE250-HKC的防爆型压力变送器。

优选的，所述电磁比例阀选用博世力士乐公司生产的的型号为4WRZE16E100-7X/6EG24ETK31A1M的不带电气位置反馈的先导三位四通比例方向阀。