斗輪機(jī)全自動(dòng)控制系統(tǒng)20141126

1、斗輪機(jī)全自動(dòng)控制系統(tǒng)杭州集益科技有限公司目 錄 一、當(dāng)前斗輪機(jī)常見(jiàn)控制方式 二、斗輪機(jī)全自動(dòng)控制改造必要性 三、全自動(dòng)控制系統(tǒng)概述 四、斗輪機(jī)自控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置 五、自控系統(tǒng)的操作 六、全自動(dòng)改造效果一、當(dāng)前斗輪機(jī)常見(jiàn)控制方式目前大多斗輪機(jī)的控制方式基本上分為純手動(dòng)模式以及半自動(dòng)模式。純手動(dòng)模式下，斗輪機(jī)的所有運(yùn)行機(jī)構(gòu)包括輔助機(jī)構(gòu)，均需要手動(dòng)逐個(gè)操作（如：大車(chē)行走、懸臂俯仰、懸臂回轉(zhuǎn)、液壓馬達(dá)、大車(chē)夾軌器、懸臂皮帶、尾車(chē)皮帶、裙板擋板等）。在取料或者堆料運(yùn)行模式下，都需要先將所有輔助設(shè)備開(kāi)啟后等待煤控的作業(yè)指令，才可以開(kāi)始人工手動(dòng)作業(yè)。一、當(dāng)前斗輪機(jī)常見(jiàn)控制方式純手動(dòng)作業(yè)要求司機(jī)注意力高度集中，

2、一般情況下左手控制大車(chē)前進(jìn)/后退、右手控制懸臂的俯仰以及左右回轉(zhuǎn)（回轉(zhuǎn)大多都是分檔速度控制而非無(wú)極調(diào)速，所以在手動(dòng)取料時(shí)要頻繁操作右手柄的左右檔位）。純手動(dòng)模式下，要求司機(jī)時(shí)刻監(jiān)視斗輪部工作狀態(tài)，要防止煤層坍塌、取料切入過(guò)深，同時(shí)觀測(cè)皮帶電子稱(chēng)的數(shù)據(jù)，手動(dòng)調(diào)節(jié)取料回轉(zhuǎn)速度來(lái)控制瞬時(shí)取煤量穩(wěn)定。在手動(dòng)堆料時(shí)，要求司機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)視煤堆高度，防止懸臂皮帶磨到煤堆。因?yàn)槎衙菏謩?dòng)操作少，時(shí)間很長(zhǎng)，特別夜間作業(yè)，司機(jī)容易打瞌睡，所以夜間作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度非常大。手動(dòng)作業(yè)受雨霧天氣影響較大，影響司機(jī)的視線(xiàn)；夜間作業(yè)斗輪機(jī)頭部照明的大燈會(huì)經(jīng)常過(guò)熱保護(hù)自動(dòng)關(guān)閉，此時(shí)司機(jī)作業(yè)時(shí)需要更加謹(jǐn)慎，防止斗輪機(jī)過(guò)載或者手動(dòng)回轉(zhuǎn)時(shí)碰

3、撞到煤堆。一、當(dāng)前斗輪機(jī)常見(jiàn)控制方式手動(dòng)操作模式下，由堆料轉(zhuǎn)分流或者是由分流轉(zhuǎn)堆料的工況： 1.需要司機(jī)手動(dòng)先解除聯(lián)鎖，然后切換操作模式 2.等待煤控的允許信號(hào) 3.把聯(lián)鎖投入 注：注：因?yàn)榉至?堆料工況下，對(duì)應(yīng)的裙板、擋板等工作位置是不同的，所以如 果不先把聯(lián)鎖解除，而直接進(jìn)行切換，就會(huì)導(dǎo)致斗輪機(jī)跳機(jī)，聯(lián)鎖停止懸臂皮帶，進(jìn)而也會(huì)停止地面皮帶，會(huì)嚴(yán)重影響工作效率，增加機(jī)械設(shè)備的沖擊。一、當(dāng)前斗輪機(jī)常見(jiàn)控制方式半自動(dòng)運(yùn)行模式，取料方式下，需要司機(jī)手動(dòng)確定當(dāng)前取料的左右回轉(zhuǎn)邊界角度。取料回轉(zhuǎn)速度控制，基本上還是基于回轉(zhuǎn)角度，按照COS角度關(guān)系來(lái)計(jì)算回轉(zhuǎn)速度，靠近內(nèi)角速度慢，靠近外角速度快。增加一個(gè)

4、斗輪過(guò)載保護(hù)?；剞D(zhuǎn)，這種控制方式下，如果煤堆是比較完整的，控制效果還行，如果是煤堆不是很規(guī)則，尤其是取上層煤時(shí)，會(huì)經(jīng)常導(dǎo)致回轉(zhuǎn)停止，從而影響取料效率。一、當(dāng)前斗輪機(jī)常見(jiàn)控制方式半自動(dòng)運(yùn)行模式，取料方式下：開(kāi)始作業(yè)前，首先需要司機(jī)將斗輪定位到取料初始位置。這個(gè)過(guò)程對(duì)司機(jī)的操作技能要求非常高，尤其是夜間作業(yè)，司機(jī)只能看監(jiān)控視頻來(lái)控制斗輪位置，斗輪縱向的切入深度要恰到好處，就更加困難。二、斗輪機(jī)全自動(dòng)控制改造必要性總結(jié)上述目前斗輪機(jī)的常見(jiàn)操作模式，整理出一下幾個(gè)方面的因素，提出對(duì)斗輪機(jī)全自動(dòng)控制改造的必要性。1.減少手動(dòng)操作，實(shí)現(xiàn)一鍵斗輪機(jī)啟停（包括所有輔助機(jī)構(gòu)的控制）。2.開(kāi)始作業(yè)后，不再需要手動(dòng)

5、操作，實(shí)現(xiàn)全流程全自動(dòng)控制。3.回轉(zhuǎn)速度實(shí)現(xiàn)無(wú)極全范圍調(diào)速。二、斗輪機(jī)全自動(dòng)控制改造必要性4.提高懸臂皮帶瞬時(shí)流量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的精確性。5.實(shí)現(xiàn)取料流量穩(wěn)定控制（采用PID閉環(huán)控制）。6.采用大功率雷達(dá)料位計(jì)來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)堆料的煤堆高度。7.堆料/分流不停機(jī)勿擾動(dòng)切換，全自動(dòng)控制聯(lián)鎖投入與解除。8.智能化煤堆識(shí)別，取料邊界角度實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，提高作業(yè)效率。二、斗輪機(jī)全自動(dòng)控制改造必要性9.斗輪機(jī)全自動(dòng)定位程序，實(shí)現(xiàn)斗輪位置自動(dòng)精確定位。三、全自動(dòng)控制系統(tǒng)概述系統(tǒng)組成：系統(tǒng)組成：斗輪機(jī)控制系統(tǒng)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)，門(mén)禁系統(tǒng)系統(tǒng)功能：系統(tǒng)功能：斗輪機(jī)控制系統(tǒng)在煤控室實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程全自動(dòng)取煤，堆煤的控制。包括懸臂回轉(zhuǎn)、俯

6、仰，大車(chē)進(jìn)退等全部自動(dòng)執(zhí)行。視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置7個(gè)視頻監(jiān)視探頭，實(shí)現(xiàn)在煤控室監(jiān)視。門(mén)禁系統(tǒng)在全自動(dòng)控制下限制非操作人員進(jìn)入斗輪機(jī)司機(jī)室和電氣室。三、全自動(dòng)控制系統(tǒng)概述四、斗輪機(jī)自控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置煤控室配置一臺(tái)工程師兼操作員站、一臺(tái)操作員站、一臺(tái)視頻監(jiān)視主機(jī)。兩臺(tái)工作站配置一樣，均從PLC讀取數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，上位機(jī)監(jiān)控軟件為Iifx5.5中文版。煤控與斗輪機(jī)之間的通訊介質(zhì)為光纜（含PLC控制信號(hào)和視頻信號(hào)）。斗輪機(jī)上配置有用于視頻監(jiān)控的硬盤(pán)錄像機(jī)，由該錄像機(jī)采集現(xiàn)場(chǎng)總共7個(gè)攝像頭的視頻信號(hào)，然后發(fā)送到煤控室視頻主機(jī)，實(shí)現(xiàn)圖像顯示。斗輪機(jī)的大車(chē)位置，懸臂俯仰角度，懸臂回轉(zhuǎn)角度都由GPS衛(wèi)星信號(hào)來(lái)定

7、位，所有位置信號(hào)無(wú)需人工手動(dòng)校準(zhǔn)。衛(wèi)星天線(xiàn)安裝與懸臂頭部（左右側(cè)個(gè)一只），GPS主機(jī)安裝在斗輪液壓油站旁邊的電氣柜內(nèi)。衛(wèi)星定位信號(hào)通過(guò)以太網(wǎng)通訊傳給PLC控制器。四、斗輪機(jī)自控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置懸臂皮帶頭部右側(cè)安裝了一只大功率雷達(dá)料位計(jì)，用來(lái)測(cè)定堆料料堆高度。懸臂皮帶靠近斗輪側(cè)安裝了一只激光掃描型煤流量檢查裝置，用來(lái)實(shí)時(shí)掃描懸臂皮帶上的瞬時(shí)煤流量。懸臂頭部左右側(cè)安裝了兩只激光掃描器，用來(lái)掃描煤堆的形狀，自動(dòng)盤(pán)煤的時(shí)候，這兩只激光掃描器會(huì)將掃描探頭伸出。大車(chē)下部的前方和后方各安裝了2只超聲波測(cè)距儀，用作大車(chē)行走障礙物監(jiān)測(cè)，當(dāng)有前方或后方障礙物時(shí)，大車(chē)停止行走，當(dāng)障礙物移除后，大車(chē)可以繼續(xù)行走。四、斗輪

8、機(jī)自控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置五、自控系統(tǒng)的操作五、自控系統(tǒng)的操作五、自控系統(tǒng)的操作五、自控系統(tǒng)的操作點(diǎn)擊主令合閘-彈出如圖4-4的二次確認(rèn)框，-點(diǎn)擊確認(rèn)。程序自動(dòng)將主電源開(kāi)關(guān)合閘，并將大車(chē)行走使能、回轉(zhuǎn)使能、行走低速、俯仰主輔油泵啟動(dòng)、行走夾軌器松開(kāi)。 五、自控系統(tǒng)的操作允許定位標(biāo)志燈亮后，點(diǎn)擊啟動(dòng)定位，這時(shí)定位流程開(kāi)始，直到定位完成標(biāo)志燈亮，定位流程完成。定位過(guò)程中，如果是取料模式，一旦地面皮帶運(yùn)行，懸臂皮帶和斗輪就會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟運(yùn)行。某些情況下（如取下層煤，不想取太低）可以手動(dòng)點(diǎn)擊“強(qiáng)制定位完成”按鈕，即在懸臂沒(méi)有完全下放到位的情況下，提早確定定位完成，斗輪機(jī)就會(huì)在當(dāng)前俯仰角度下開(kāi)始下層煤的取料作業(yè)。點(diǎn)

9、擊“強(qiáng)制定位完成”按鈕的作用：在堆取料過(guò)程中停止作業(yè)后，再次在原地作業(yè)時(shí)，可以跳過(guò)定位程序，此時(shí)可以強(qiáng)制定位完成。 五、自控系統(tǒng)的操作定位完成后，斗輪、皮帶運(yùn)行完畢后，取料就緒標(biāo)志燈亮，此時(shí)單擊開(kāi)始作業(yè)，自動(dòng)取料模式運(yùn)行。若定位完成，斗輪、皮帶都啟動(dòng)完成后，取料就緒指示燈未亮，可單擊取料就緒指示燈查看原因。 五、自控系統(tǒng)的操作司機(jī)在司機(jī)室按照手動(dòng)取料的模式開(kāi)啟斗輪機(jī)，進(jìn)行一段取料后（懸臂處在回轉(zhuǎn)中部位置而非左右邊界位置時(shí)），直接將司機(jī)室左操作臺(tái)面上的“手動(dòng)/自動(dòng)”切換開(kāi)關(guān)打到自動(dòng)位置，此時(shí)自動(dòng)模式將接管運(yùn)行自動(dòng)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)復(fù)位當(dāng)前操作臺(tái)上面的所有開(kāi)關(guān)設(shè)置，無(wú)需再在上位機(jī)界面上面進(jìn)行任何設(shè)置，自動(dòng)

10、模式啟動(dòng)完成。自動(dòng)模式要切換為手動(dòng)模式，需要將司機(jī)室面板上的取料相關(guān)旋鈕打到取料運(yùn)行位，然后將自動(dòng)切換按鈕打到手動(dòng)模式。 五、自控系統(tǒng)的操作在自動(dòng)取料過(guò)程中，有時(shí)會(huì)因?yàn)槎喾N原因，如加堆、下雨等，導(dǎo)致煤形內(nèi)外邊界不一，導(dǎo)致取煤時(shí)邊界取不干凈，或者過(guò)度旋轉(zhuǎn)，使空載時(shí)間增加，影響效率。自動(dòng)堆煤過(guò)程中有時(shí)也會(huì)需要增加堆煤寬度。此時(shí)就需要調(diào)整堆煤或者取煤的臨界邊界角度，以提高效率。在臨時(shí)設(shè)定中輸入設(shè)定量，點(diǎn)擊確認(rèn)，即可調(diào)整回轉(zhuǎn)邊界角度。在自動(dòng)堆料過(guò)程中，也可以臨時(shí)設(shè)定堆料的左右邊界回轉(zhuǎn)角度。六、全自動(dòng)改造效果總體效果：總體效果：實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程全自動(dòng)控制（就地?zé)o人值守）降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度提高了斗輪機(jī)作業(yè)效率，減少了設(shè)備空跑時(shí)間，更加節(jié)能降低設(shè)備運(yùn)行的故障率，減少機(jī)械沖擊全自動(dòng)運(yùn)行，設(shè)備本身不會(huì)疲勞，更加安全六、全自動(dòng)改造效果全新技術(shù)的應(yīng)用：全新技術(shù)的應(yīng)用：GPS衛(wèi)星