一種采煤機行走智能控制裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種智能控制裝置及方法，尤其是涉及一種在采煤機上使用的采煤機智能控制裝置及方法。
【背景技術】
[0002]滾筒采煤機是目前煤礦應用最多的采煤裝備，采煤機的運行控制主要有切割滾筒控制、搖臂控制和行走控制。這三種控制對高效安全開采至關重要。由于滾筒采煤機的行走移動在固定軌道是進行，燃煤通常認為其控制比較簡單，因此研宄的較少。但實際上，采煤機的行走控制關系到采煤效率和設備安全，行走速度太慢，不利于高效采煤，行走速度太快，會由于割煤阻力而造成割煤搖臂受力過大而引起機械部件斷裂故障。因此必須采煤機的行走控制與常規的移動設備行走不同，它不僅僅是根據行走路徑的狀態，還要根據割煤狀態進行控制。尤其的煤礦的煤巖地質結構復雜，必須采取智能控制方法才能適應復雜環境的采煤機行走控制。
[0003]現有專利“采煤機行走監護系統(CN102465703A) ”公開了一種采煤機行走監護系統，包括內部存儲有所開采礦區地質探測數據的存儲單元、路面平整度檢測單元、多個障礙物檢測單元、多個測距單元、多個方位檢測單元、環境參數檢測單元、溫度檢測單元等，監測的對象主要是采煤機的環境參數，沒有考慮與割煤相關的信息。現有專利“連續采煤機變頻行走控制裝置(CN103452556A)”公開了一種連續采煤機變頻行走控制裝置。該裝置包括DSP微處理器、顯示器、雙頭搖桿手柄、用于選擇截割切煤最大行走速度的12檔旋鈕開關、用于選擇截害」功率反饋行走速度的12檔旋鈕開關、控制方式選擇開關、鑰匙開關，上述各開關及顯示器與DSP微處理器連接，雙頭搖桿手柄經信號轉換電路與DSP微處理器連接；DSP微處理器設置通信接口、開關量信號輸入端子及模擬量信號輸入端子、開關量信號輸出端子及模擬量信號輸出端子。該發明與割煤有些關聯，截割電機啟動后，通過用于選擇截割切煤最大行走速度的12檔旋鈕開關選擇合適的切煤速度，以減小煤壁對截割滾筒的沖擊。在割煤過程中，連續采煤機的行走速度與截割功率形成反饋，其反饋系數通過用于選擇截割功率反饋行走速度的12檔旋鈕開關設定。因此該發明是通過旋鈕對采煤機行走進行控制，智能化程度低，不能實現最佳的行走速度控制。
【發明內容】
[0004]發明目的:針對上述技術的不足之處，提供一種機構簡單，使用方便，效率高的采煤機行走智能控制裝置及方法。
[0005]技術手段:為實現上述技術效果，本發明的采煤機行走智能控制裝置，包括安裝在滾筒采煤機的滾筒驅動電機上的割煤滾筒電機電流變送器、采煤機牽引電機電流變送器、安裝在采煤機滾筒上的滾筒轉速變送器、安裝在割煤搖臂上的應力變送器、安裝在割煤搖臂上的振動變送器、安裝在采煤機機身上的激光傳感器、安裝在采煤機的兩端下部的霍爾開關、安裝在支護板的控制液壓軸上位移傳感器、主控器、變頻驅動器、牽引電機；電流變送器、滾筒轉速變送器、應力變送器、振動變送器、激光傳感器、霍爾開關和位移傳感器的輸出端分別與主控器的輸入端相連接，主控器的輸出端與變頻驅動器的輸入端相連接，變頻驅動器與牽引電機相連接。
[0006]所述的激光傳感器有兩個，分別安裝在采煤機的前端和后端，與采煤機行走方向平行設置；所述的應力變送器和振動變送器各有2個，分別安裝在2個割煤搖臂上；所述的割煤滾筒電機電流變送器有2個，分別檢測兩個滾筒采煤機的滾筒驅動電機電流；所述的滾筒轉速變送器有2個，分別檢測兩個滾筒采煤機的滾筒轉速；所述的霍爾開關有2個，分別安裝在采煤機的兩端下部，用于監測固定在采煤機行走軌道上兩端的磁鋼；所述的位移傳感器有6-8個，分別安裝在支護板的控制液壓軸上，監測支護板支護頂板煤的狀態。
[0007]一種使用權利要求1所述裝置的采煤機行走智能控制方法，步驟如下:
[0008]采煤機開啟工作后，割煤滾筒電機電流變送器、采煤機牽引電機電流變送器、滾筒轉速變送器、應力變送器、振動變送器和位移傳感器分別開啟并對所對應的裝置狀態進行監測，并將監測信息發送給主控器，當割煤滾筒電機電流變送器、采煤機牽引電機電流變送器、滾筒轉速變送器、應力變送器、振動變送器或位移傳感器有任意一個發送到主控器的監測數據超過了預設額定值時，則主控器向變頻驅動器發送減速或停止指令，變頻驅動器控制牽引電機逐步降低運行速度直至靜止，直至所有連接在主控器上的變送器發送的監測數據均降低到預設額定值以下，主控器通過變頻驅動器恢復牽引電機的工作運行速度；
[0009]在采煤機工作時，設置在采煤機機身上的兩個激光傳感器中的一個發送給主控器的信息達到預設值時，主控器判斷采煤機距巷道壁的距離達到額定值，或者當安裝在采煤機兩側的霍爾開關檢測到固定在采煤機軌道端口出安裝的磁鋼時，主控器通過變頻驅動器控制牽引電機帶動采煤機反向行走；當筒轉速變送器發送到主控器的監測信息從額定值逐步降低減速運動直至停止時，則主控器判斷采煤機筒轉碰到較大斷層或硬巖阻力，此時主控器通過變頻驅動器控制牽引電機帶動采煤機反向行走一個時間周期，時間周期結束后開始正向行走，如果仍然出現筒轉速變送器監測信息從額定值逐步降低減速運動直至停止時，則主控器通過變頻驅動器控制牽引電機停止工作，等待人工處理。當安裝在支護板液壓軸上的位移傳感器檢測到支護板尚未完成頂板煤支護時，主控器通過變頻驅動器控制牽引電機停止工作，等待支護到位后再工作。
[0010]有益效果，由于采用了上述技術方案，本發明根據采煤機的行走速度通過割煤滾筒電機電流變送器、采煤機牽引電機電流變送器、滾筒轉速變送器、應力變送器。振動變送器和位移傳感器的檢測信息由主控器進行控制，避免割煤遇到巖層或斷層造成的機械故障；同時采煤機的行走方向通過激光傳感器或霍爾開關的檢測信號進行控制，保證采煤機的采煤工作面往返割煤的自動控制。與現有技術相比的主要優點是:通過智能化技術實現采煤機的最佳行走速度控制，在保障采煤機正常工作的條件下，可以大大提高采煤的工作效率，減少故障發生率，為采煤機的無人自動化控制解決了關鍵技術難題。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明的采煤機行走智能控制裝置原理框圖。
[0012]圖中，1-割煤滾筒電機電流變送器；2_采煤機牽引電機電流變送器；3_滾筒轉速變送器；4_應力變送器；5_振動變送器；6_激光傳感器；7_霍爾開關；8_位移傳感器；9-主控器；10-變頻驅動器；11-牽引電機。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發明的一個實施例作進一步的說明:
[0014]如圖1所示，本發明的采煤機行走智能控制裝置，包括安裝在滾筒采煤機的滾筒驅動電機上的割煤滾筒電機電流變送器1、采煤機牽引電機電流變送器2、安裝在采煤機滾筒上的滾筒轉速變送器3、安裝在割煤搖臂上的應力變送器4、安裝在割煤搖臂上的振動變送器5、安裝在采煤機機身上的激光傳感器6、安裝在采煤機的兩端下部的霍爾開關7、安裝在支護軸上的位移傳感器8、主控器9、變頻驅動器10、牽引電機11 ;所述主控器9型號為單片機ATMEGA16，其它割煤滾筒電機電流變送器1、采煤機牽引電機電流變送器2、滾筒轉速變送器3、應力變送器4、振動變送器5、激光傳感器6、安裝在采煤機的兩端下部霍爾開