專利名稱：一種刨煤機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及刨煤機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于CAN總線的刨煤機(jī)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在煤炭開采中，機(jī)械化采煤是提高煤炭質(zhì)量，保證安全生產(chǎn)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和增加經(jīng)濟(jì)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(chǔ)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(jī)、掘進(jìn)機(jī)是最重要的大型采煤設(shè)備，但這些大型采煤設(shè)備更適合于在厚煤層和中厚煤層采礦，相對(duì)來說，刨煤機(jī)更適合于開采薄煤層。因此，刨煤機(jī)在國內(nèi)煤礦生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景。參見圖1，示出現(xiàn)有的刨煤機(jī)，包括一可借助于刨刀牽引鏈2正反向運(yùn)動(dòng)的采掘刨刀1 ；至少兩個(gè)具有轉(zhuǎn)速可調(diào)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)8鏈傳動(dòng)裝置3、4 ；一刨刀行程測(cè)量系統(tǒng)和一電機(jī)控制裝置11，電機(jī)控制裝置11提供用于改變驅(qū)動(dòng)電機(jī)8的轉(zhuǎn)速的控制參數(shù)，以改變刨刀速度，并且給電機(jī)控制裝置配設(shè)一帶有在各驅(qū)動(dòng)電機(jī)8之間的自動(dòng)負(fù)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(dòng)電機(jī)8提供不同的控制參數(shù)(S、S’)。該刨煤機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)8為雙速電機(jī)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速受到限制。需要電機(jī)控制裝置11 配設(shè)一帶有在各驅(qū)動(dòng)電機(jī)8之間自動(dòng)負(fù)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(jī)控制的復(fù)雜程度，增加故障點(diǎn)。該刨煤機(jī)中，電機(jī)控制裝置11通過RS485通信與各驅(qū)動(dòng)電機(jī)8進(jìn)行信息交互，因RS485通信存在不穩(wěn)定性，影響刨煤機(jī)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(jī)控制系統(tǒng)，該刨煤機(jī)控制系統(tǒng)各設(shè)備之間通過CAN總線進(jìn)行信息傳遞，實(shí)現(xiàn)主控制器和工控機(jī)對(duì)工作面各設(shè)備的安全控制。本發(fā)明一種刨煤機(jī)控制系統(tǒng)，包括連接在CAN總線上的主控制器、工控機(jī)和組合開關(guān)箱，及刨煤機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制端；電力線通過所述組合開關(guān)箱中各開關(guān)接入破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、運(yùn)輸機(jī)和刨煤機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)；所述主控制器包括工控機(jī)模塊、組合開關(guān)箱模塊和刨煤機(jī)模塊，所述工控機(jī)包括主控制器模塊、組合開關(guān)箱模塊和刨煤機(jī)模塊；所述工控機(jī)模塊， 用于同所述主控制器模塊進(jìn)行信息交互；所述組合開關(guān)箱模塊，用于控制組合開關(guān)箱中各開關(guān)的通斷；所述刨煤機(jī)模塊，用于控制刨煤機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率。優(yōu)選的，還包括連接在CAN總線上的支架服務(wù)器，所述支架服務(wù)器通過CAN總線與設(shè)置現(xiàn)場的多個(gè)支架控制器連接，支架控制器通過CAN總線與支架驅(qū)動(dòng)板連接；所述支架控制器，用于依據(jù)主控制器、工控機(jī)和/或支架服務(wù)器的控制信息，指令所述驅(qū)動(dòng)支架板驅(qū)動(dòng)支架。優(yōu)選的，還包括連接在CAN總線上的閉鎖式擴(kuò)音電話，用于發(fā)送閉鎖請(qǐng)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(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、刨煤機(jī)和支架停止動(dòng)作。優(yōu)選的，工控機(jī)還包括顯示模塊，用于顯示破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、刨煤機(jī)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(jī)控制系統(tǒng)的多個(gè)狀態(tài)數(shù)據(jù)，發(fā)送到主控制器和工控機(jī)；主控制器和工控機(jī)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(dòng)板連接有位移傳感器，用于檢測(cè)支架的推移步距。優(yōu)選的，所述支架驅(qū)動(dòng)板連接有壓力傳感器，用于檢測(cè)工作面支架立柱的壓力數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，所述工控機(jī)包括屏蔽模塊，用于屏蔽出現(xiàn)故障的設(shè)備。優(yōu)選的，還包括連接在CAN總線上的輔助控制器，用于實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制，驅(qū)動(dòng)刨煤機(jī)逐漸接近機(jī)頭或者機(jī)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明刨煤機(jī)控制系統(tǒng)既可以通過主控制器遠(yuǎn)程控制破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、運(yùn)輸機(jī)和刨煤機(jī)的運(yùn)行，又可通過工控機(jī)(和輔助控制器)現(xiàn)場控制破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、運(yùn)輸機(jī)和刨煤機(jī)的運(yùn)行，各設(shè)備之間通過CAN總線進(jìn)行信息傳遞，實(shí)現(xiàn)主控制器和工控機(jī)對(duì)工作面各設(shè)備的安全控制。


圖1為現(xiàn)有刨煤機(jī)示意圖；圖2為本發(fā)明刨煤機(jī)控制系統(tǒng)第一實(shí)施例示意圖；圖3為本發(fā)明刨煤機(jī)控制系統(tǒng)第二實(shí)施例示意圖；圖4為本發(fā)明刨煤機(jī)控制系統(tǒng)第三實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。CAN(ControIler Area Network)是控制器局域網(wǎng)絡(luò)，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(shí)時(shí)性和靈活性。本發(fā)明通過CAN總線將多個(gè)控制器、破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、刨煤機(jī)和支架連接成刨煤機(jī)控制系統(tǒng)，使刨煤機(jī)控制系統(tǒng)中各設(shè)備信息交互穩(wěn)定、可靠，各設(shè)備可協(xié)調(diào)工作。參見圖2，示出本發(fā)明刨煤機(jī)控制系統(tǒng)第一實(shí)施例，包括連接在CAN總線上的主控制器11、工控機(jī)12和組合開關(guān)箱13，及刨煤機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)14的控制端；電力線通過組合開關(guān)箱13中各開關(guān)接入破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、運(yùn)輸機(jī)和刨煤機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)；主控制器11包括工控機(jī)模塊111、組合開關(guān)箱模塊112和刨煤機(jī)模塊113，工控機(jī)12包括主控制器模塊121、組合開關(guān)箱模塊122和刨煤機(jī)模塊123。主控制器11設(shè)置的遠(yuǎn)程控制室，主要用于遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場作業(yè)情況。工控機(jī)(防爆兼本質(zhì)安全型工控機(jī))12設(shè)置在工作現(xiàn)場(控制室)，主要用于現(xiàn)場顯示刨煤機(jī)控制系統(tǒng)的各設(shè)備的工作狀態(tài)，控制刨煤機(jī)控制系統(tǒng)的各設(shè)備協(xié)調(diào)工作。工控機(jī)模塊111同主控制器模塊121進(jìn)行信息交互，主控制器模塊121將工控機(jī) 12獲取、計(jì)算得到的各種數(shù)據(jù)信息發(fā)送到工控機(jī)模塊111保存；同理，工控機(jī)模塊111將主控制器11獲取、計(jì)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(jī)12避免發(fā)送的控制信息相互沖突，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)工作。組合開關(guān)箱模塊112和組合開關(guān)箱模塊122都用于控制組合開關(guān)箱13中各開關(guān)的通斷，以此控制破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、運(yùn)輸機(jī)和刨煤機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的通電和斷電。刨煤機(jī)模塊 113和刨煤機(jī)模塊123都用于控制刨煤機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率。這樣，本發(fā)明刨煤機(jī)控制系統(tǒng)既可以通過主控制器11遠(yuǎn)程控制破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、 運(yùn)輸機(jī)和刨煤機(jī)的運(yùn)行，又可通過工控機(jī)12現(xiàn)場控制破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、運(yùn)輸機(jī)和刨煤機(jī)的運(yùn)行，各設(shè)備之間通過CAN總線進(jìn)行信息傳遞，實(shí)現(xiàn)主控制器11和工控機(jī)12對(duì)工作面各設(shè)備的安全控制。本發(fā)明通過變頻電機(jī)帶動(dòng)刨煤機(jī)的刨刀，增強(qiáng)對(duì)刨刀的控制，降低對(duì)刨鏈的損壞。參見圖3，示出本發(fā)明刨煤機(jī)控制系統(tǒng)第二實(shí)施例，包括連接在CAN總線上的主控制器11、工控機(jī)12和組合開關(guān)箱13、刨煤機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)14的控制端，及支架服務(wù)器15，支架服務(wù)器15通過CAN總線與設(shè)置現(xiàn)場的多個(gè)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(dòng)板17連接，支架驅(qū)動(dòng)板17連接電磁閥和傳感器。例如，使用位移傳感器，檢測(cè)支架的移動(dòng)位置數(shù)據(jù)；使用壓力傳感器，檢測(cè)工作面立柱的壓力數(shù)據(jù)。電力線通過組合開關(guān)箱13中各開關(guān)接入破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、運(yùn)輸機(jī)和刨煤機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)；主控制器11包括工控機(jī)模塊111、組合開關(guān)箱模塊112和刨煤機(jī)模塊113，工控機(jī)12 包括主控制器模塊121、組合開關(guān)箱模塊122、刨煤機(jī)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(jī)12和/或支架服務(wù)器15的控制信息，指令驅(qū)動(dòng)支架板17驅(qū)動(dòng)支架。傳感器采集板18連接多個(gè)傳感器，用于獲取刨煤機(jī)組的多個(gè)狀態(tài)數(shù)據(jù)，發(fā)送到主控制器11和工控機(jī)12，主控制器11和工控機(jī)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(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、刨煤機(jī)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(jī)的工作狀態(tài)。屏蔽模塊125屏蔽出現(xiàn)故障的設(shè)備，保障其他設(shè)備的正常運(yùn)行。本發(fā)明刨煤機(jī)控制系統(tǒng)涵蓋了對(duì)井下工作面各設(shè)備工作狀態(tài)的顯示及故障管理， 以及支架的控制，進(jìn)一步提高刨煤機(jī)的控制力度和精度。參見圖4，示出本發(fā)明刨煤機(jī)控制系統(tǒng)第三實(shí)施例，包括連接在CAN總線上的主控制器11、工控機(jī)12和組合開關(guān)箱13、刨煤機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)14的控制端，及支架服務(wù)器15，支架服務(wù)器15通過CAN總線與設(shè)置現(xiàn)場的多個(gè)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(dòng)板17連接，支架驅(qū)動(dòng)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(kuò)音電話19、輔助控制器20。閉鎖式擴(kuò)音電話19在設(shè)備出現(xiàn)緊急情況時(shí)，發(fā)送閉鎖請(qǐng)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(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、刨煤機(jī)和支架停止動(dòng)作。閉鎖模塊的指令可以分沿線閉鎖破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、刨煤機(jī)和支架；一條沿線閉鎖破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)；另一條沿線閉鎖運(yùn)輸機(jī)、刨煤機(jī)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(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、運(yùn)輸機(jī)和刨煤機(jī)動(dòng)作。
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因煤礦井下作業(yè)對(duì)設(shè)備安全性要求很高，本發(fā)明設(shè)置閉鎖式擴(kuò)音電話、支架閉鎖按鈕等安全設(shè)備，在發(fā)生緊急情況下閉鎖正在作業(yè)的各設(shè)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(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)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(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種刨煤機(jī)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(jī)和組合開關(guān)箱，及刨煤機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制端；電力線通過所述組合開關(guān)箱中各開關(guān)接入破碎機(jī)、 轉(zhuǎn)載機(jī)、運(yùn)輸機(jī)和刨煤機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)；所述主控制器包括工控機(jī)模塊、組合開關(guān)箱模塊和刨煤機(jī)模塊，所述工控機(jī)包括主控制器模塊、組合開關(guān)箱模塊和刨煤機(jī)模塊；所述工控機(jī)模塊，用于同所述主控制器模塊進(jìn)行信息交互；所述組合開關(guān)箱模塊，用于控制組合開關(guān)箱中各開關(guān)的通斷；所述刨煤機(jī)模塊，用于控制刨煤機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率。
2.如權(quán)利要求1所述的刨煤機(jī)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(wù)器，所述支架服務(wù)器通過CAN總線與設(shè)置現(xiàn)場的多個(gè)支架控制器連接，支架控制器通過CAN總線與支架驅(qū)動(dòng)板連接；所述支架控制器，用于依據(jù)主控制器、工控機(jī)和/或支架服務(wù)器的控制信息，指令所述驅(qū)動(dòng)支架板驅(qū)動(dòng)支架。
3.如權(quán)利要求2所述的刨煤機(jī)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(kuò)音電話，用于發(fā)送閉鎖請(qǐng)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(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、刨煤機(jī)和支架停止動(dòng)作。
4.如權(quán)利要求2所述的刨煤機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，工控機(jī)還包括顯示模塊，用于顯示破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、刨煤機(jī)和支架的各種狀態(tài)信息。
5.如權(quán)利要求1所述的刨煤機(jī)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(jī)控制系統(tǒng)的多個(gè)狀態(tài)數(shù)據(jù)，發(fā)送到主控制器和工控機(jī)；主控制器和工控機(jī)依據(jù)上述狀態(tài)數(shù)據(jù)生成控制信息。
6.如權(quán)利要求5所述的刨煤機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述支架驅(qū)動(dòng)板連接有位移傳感器，用于檢測(cè)支架的推移步距。
7.如權(quán)利要求5所述的刨煤機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述支架驅(qū)動(dòng)板連接有壓力傳感器，用于檢測(cè)工作面支架立柱的壓力數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求1所述的刨煤機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述工控機(jī)包括屏蔽模塊，用于屏蔽出現(xiàn)故障的設(shè)備。
9.如權(quán)利要求2所述的刨煤機(jī)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(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制，驅(qū)動(dòng)刨煤機(jī)逐漸接近機(jī)頭或者機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種刨煤機(jī)控制系統(tǒng)，包括連接在CAN總線上的主控制器、工控機(jī)和組合開關(guān)箱，及刨煤機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制端；電力線通過所述組合開關(guān)箱中各開關(guān)接入破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、運(yùn)輸機(jī)和刨煤機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)；所述主控制器包括工控機(jī)模塊、組合開關(guān)箱模塊和刨煤機(jī)模塊，所述工控機(jī)包括主控制器模塊、組合開關(guān)箱模塊和刨煤機(jī)模塊；所述工控機(jī)模塊，用于同所述主控制器模塊進(jìn)行信息交互；所述組合開關(guān)箱模塊，用于控制組合開關(guān)箱中各開關(guān)的通斷；所述刨煤機(jī)模塊，用于控制刨煤機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率。本發(fā)明各設(shè)備之間通過CAN總線進(jìn)行信息傳遞，實(shí)現(xiàn)主控制器和工控機(jī)對(duì)工作面各設(shè)備的安全控制。
文檔編號(hào)E21C27/36GK102206998SQ201110101270
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者劉召安, 劉永剛, 姚立權(quán), 黃向陽 申請(qǐng)人:三一重型裝備有限公司