《采煤機(jī)電控系統(tǒng)》課件

采煤機(jī)電控系統(tǒng)一.緒論本節(jié)將概述采煤機(jī)的基本概念，以及電控系統(tǒng)在采煤機(jī)中的重要作用和發(fā)展歷程。1.采煤機(jī)概述采煤機(jī)是一種用于地下煤礦開采的機(jī)械設(shè)備。它主要用于割煤、運(yùn)煤和裝煤，是煤礦生產(chǎn)中的主要設(shè)備之一。采煤機(jī)通常由割煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、裝煤機(jī)、電控系統(tǒng)等部分組成。2.電控系統(tǒng)的作用1安全保障電控系統(tǒng)負(fù)責(zé)監(jiān)測各種關(guān)鍵參數(shù)，例如電機(jī)電流、液壓壓力和速度，并設(shè)置安全限位，防止采煤機(jī)在運(yùn)行過程中發(fā)生意外事故。2效率提升通過優(yōu)化電機(jī)控制策略和液壓系統(tǒng)參數(shù)，電控系統(tǒng)能夠提高采煤機(jī)的效率，并降低能耗。3智能化控制現(xiàn)代采煤機(jī)電控系統(tǒng)通常集成各種傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了采煤機(jī)運(yùn)行的智能化控制，提高了采煤機(jī)的自動化水平。3.電控系統(tǒng)發(fā)展歷程1早期機(jī)械控制為主，效率低下2繼電器控制提高了自動化程度3PLC控制可編程控制器，提高了可靠性4現(xiàn)代電控系統(tǒng)數(shù)字化、智能化，集成度高二.采煤機(jī)電控系統(tǒng)組成采煤機(jī)電控系統(tǒng)由多個子系統(tǒng)組成，協(xié)同工作以實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)的自動化控制。電源子系統(tǒng)為整個系統(tǒng)提供電力供應(yīng)，包括配電系統(tǒng)、電機(jī)供電系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)等。電機(jī)控制子系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制采煤機(jī)各種電機(jī)的工作，包括傳動結(jié)構(gòu)、電機(jī)類型及控制、軟啟動及變頻技術(shù)等。液壓控制子系統(tǒng)控制采煤機(jī)的液壓系統(tǒng)，包括液壓系統(tǒng)組成、液壓元件選型和液壓控制策略等。監(jiān)控子系統(tǒng)對采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，包括傳感器類型、監(jiān)測參數(shù)、故障診斷和預(yù)警等。電源子系統(tǒng)配電系統(tǒng)負(fù)責(zé)將外部電源分配給采煤機(jī)上的各個電機(jī)和設(shè)備。電機(jī)供電系統(tǒng)為采煤機(jī)上的各個電機(jī)提供穩(wěn)定的直流或交流電源。安全保護(hù)系統(tǒng)確保采煤機(jī)在工作過程中處于安全狀態(tài)，防止意外事故發(fā)生。電機(jī)控制子系統(tǒng)速度控制電機(jī)控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)調(diào)整采煤機(jī)的運(yùn)行速度，以滿足不同的工作需求。扭矩控制系統(tǒng)精確控制電機(jī)的扭矩輸出，以確保采煤機(jī)在不同工況下能夠有效地切割煤炭。安全保護(hù)電機(jī)控制系統(tǒng)包含安全保護(hù)功能，防止電機(jī)過載、過熱或故障。液壓控制子系統(tǒng)系統(tǒng)組成液壓系統(tǒng)通常由液壓泵、液壓閥、液壓缸、液壓管路等組成，通過液壓油的流動來傳遞能量和控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動。元件選型液壓元件的選型需要根據(jù)采煤機(jī)的具體工況要求進(jìn)行，包括工作壓力、流量、速度、精度等參數(shù)?？刂撇呗砸簤嚎刂撇呗灾饕ㄩ_環(huán)控制、閉環(huán)控制和比例控制等，通過對液壓流量、壓力進(jìn)行精確控制來實(shí)現(xiàn)對采煤機(jī)動作的調(diào)節(jié)。監(jiān)控子系統(tǒng)實(shí)時數(shù)據(jù)采集監(jiān)控子系統(tǒng)實(shí)時采集采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，如電機(jī)電流、液壓壓力、溫度等。故障診斷與預(yù)警通過對采集數(shù)據(jù)的分析，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，并發(fā)出預(yù)警信息，確保安全生產(chǎn)。遠(yuǎn)程監(jiān)控可通過遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺，實(shí)時監(jiān)控采煤機(jī)運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障診斷和維護(hù)。三.電源子系統(tǒng)電力供應(yīng)為采煤機(jī)提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)，確保機(jī)器正常運(yùn)行。安全保護(hù)保護(hù)電力系統(tǒng)免受過載、短路、過壓等故障的影響。配電系統(tǒng)安全可靠為采煤機(jī)提供安全可靠的電力供應(yīng)，確保采煤機(jī)安全運(yùn)行。電壓穩(wěn)定保證采煤機(jī)各部件的正常工作電壓，避免電壓波動對設(shè)備造成影響。過載保護(hù)防止電流過載，保護(hù)電氣設(shè)備和線路的安全，延長設(shè)備使用壽命。電機(jī)供電系統(tǒng)配電箱負(fù)責(zé)分配和控制來自電源子系統(tǒng)的電力，確保安全可靠的供電。電纜將電力傳輸?shù)诫姍C(jī)和其他設(shè)備，必須耐高溫、耐磨損，并具有良好的絕緣性能。開關(guān)用于啟動、停止和控制電機(jī)運(yùn)行，保證操作安全和正常運(yùn)行。安全保護(hù)系統(tǒng)1過流保護(hù)防止電機(jī)過載，延長設(shè)備使用壽命。2過壓保護(hù)防止電源電壓過高，避免設(shè)備損壞。3短路保護(hù)防止電路短路，確保人員安全。4接地保護(hù)確保設(shè)備接地良好，防止觸電事故。四.電機(jī)控制子系統(tǒng)傳動結(jié)構(gòu)采煤機(jī)電機(jī)控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩，驅(qū)動采煤機(jī)進(jìn)行采煤作業(yè)。電機(jī)類型及控制采煤機(jī)通常采用異步電機(jī)或同步電機(jī)，并根據(jù)負(fù)載需求選擇合適的控制策略。1.傳動結(jié)構(gòu)采煤機(jī)采用**行星齒輪減速器**，具有結(jié)構(gòu)緊湊，傳動效率高，承載能力強(qiáng)等特點(diǎn)。傳動鏈條連接**電機(jī)**和**減速器**，將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞到工作機(jī)構(gòu)。**軸承**確保傳動系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，減少磨損，延長使用壽命。2.電機(jī)類型及控制1異步電機(jī)采煤機(jī)廣泛采用異步電機(jī)作為驅(qū)動電機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。2直流電機(jī)直流電機(jī)具有調(diào)速性能好、控制精度高等特點(diǎn)，在一些特殊場合得到應(yīng)用。3電機(jī)控制方式常見的電機(jī)控制方式包括：直流調(diào)速、變頻調(diào)速、矢量控制等，根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的控制方案。3.軟啟動及變頻技術(shù)軟啟動減少啟動電流沖擊，延長電機(jī)壽命。變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，提高效率，降低能耗。五.液壓控制子系統(tǒng)作用負(fù)責(zé)采煤機(jī)液壓缸和液壓馬達(dá)的控制功能控制采煤機(jī)的行走、刮煤、提升等動作1.液壓系統(tǒng)組成液壓泵為整個系統(tǒng)提供液壓動力。液壓閥控制液壓油流向和流量。液壓缸將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動。液壓管路連接各個液壓元件，輸送液壓油。2.液壓元件選型泵的選擇取決于系統(tǒng)的工作壓力、流量和功率需求。閥門選擇需考慮控制精度、響應(yīng)速度和可靠性。液壓缸選擇需考慮推力、行程和工作速度。3.液壓控制策略比例控制根據(jù)負(fù)載大小調(diào)節(jié)液壓流量，實(shí)現(xiàn)精細(xì)控制。伺服控制通過傳感器反饋信息，實(shí)現(xiàn)精確控制。自適應(yīng)控制根據(jù)工作狀態(tài)和環(huán)境變化調(diào)整控制策略，提高效率和穩(wěn)定性。六.監(jiān)控子系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)測實(shí)時監(jiān)測采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，如電機(jī)電流、液壓壓力、速度等關(guān)鍵參數(shù)。故障預(yù)警及時識別并預(yù)警故障，避免安全事故發(fā)生，提高采煤機(jī)運(yùn)行效率。傳感器類型位置傳感器用于監(jiān)測采煤機(jī)各部件的位置信息，如刀盤旋轉(zhuǎn)角度、刮板鏈速度等。壓力傳感器用于監(jiān)測液壓系統(tǒng)油壓、氣壓等參數(shù)，確保設(shè)備運(yùn)行安全。溫度傳感器用于監(jiān)測電機(jī)、液壓油、電機(jī)控制柜等關(guān)鍵部位的溫度，防止過熱。2.監(jiān)測參數(shù)1工作狀態(tài)采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，如前進(jìn)后退、提升下降、截割、轉(zhuǎn)彎等。2電機(jī)電流監(jiān)測電機(jī)運(yùn)行電流，判斷電機(jī)負(fù)載情況和是否過載。3液壓壓力監(jiān)測液壓系統(tǒng)壓力，判斷液壓系統(tǒng)工作狀況和是否泄漏。4溫度監(jiān)測電機(jī)、液壓油等關(guān)鍵部件溫度，防止過熱導(dǎo)致故障。3.故障診斷與預(yù)警實(shí)時監(jiān)測關(guān)鍵參數(shù)的變化，例如電流、電壓、溫度等。運(yùn)用數(shù)據(jù)分析技術(shù)識別異常模式，并預(yù)測潛在故障。及時發(fā)出故障預(yù)警，提醒操作人員采取措施。七.系統(tǒng)集成與應(yīng)用系統(tǒng)集成方案將電源、電機(jī)控制、液壓控制、監(jiān)控等子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)，并確保系統(tǒng)可靠性、安全性、高效性。典型應(yīng)用實(shí)例在煤礦開采中，采煤機(jī)電控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動化控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障診斷等功能。系統(tǒng)集成方案設(shè)備協(xié)同采煤機(jī)電控系統(tǒng)與其他采礦設(shè)備協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)自動化控制和生產(chǎn)優(yōu)化。數(shù)據(jù)整合整合來自不同設(shè)備和傳感器的數(shù)據(jù)，提供全面的采礦作業(yè)監(jiān)控和分析。安全保障集成安全監(jiān)測和控制系統(tǒng)，確保采礦過程的安全性和可靠性。典型應(yīng)用實(shí)例采煤機(jī)電控系統(tǒng)在現(xiàn)代化煤礦中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，實(shí)現(xiàn)自動化開采，提高生產(chǎn)效率和安全保障。例如，在大型露天礦中，電控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和無人駕駛，提高工作效率和安全性。電控系統(tǒng)還可以應(yīng)用于井下采煤，實(shí)現(xiàn)對采煤機(jī)各部件的精確控制，提高煤炭開采的效率和安全性。