盛應(yīng)許 張理偉

(中國(guó)平煤神馬集團(tuán)平寶煤業(yè)有限公司綜機(jī)綜掘工廠，河南 汝州 467500)

一、新型電控系統(tǒng)

天地科技上海分公司的新型第二代DSP 電控系統(tǒng)(TDECS 系統(tǒng))，是上海分公司專為煤機(jī)應(yīng)用開發(fā)的一種分布嵌入式控制系統(tǒng)。系統(tǒng)以高性能的DSP 技術(shù)為基礎(chǔ)，先進(jìn)的ARM 處理器為核心，使用高可靠CAN 總線及工業(yè)以太網(wǎng)等技術(shù)。系統(tǒng)具有全面的工況監(jiān)測(cè)與智能化的故障診斷和保護(hù)功能，高級(jí)的參數(shù)化智能化記憶截割自動(dòng)操縱系統(tǒng)，穩(wěn)定可靠的全功能遠(yuǎn)程操作控制功能，并具有超強(qiáng)的系統(tǒng)擴(kuò)展能力。結(jié)構(gòu)新型DSP 電控將采煤機(jī)的各種功能劃分為多個(gè)獨(dú)立功能模塊，各模塊具備獨(dú)立運(yùn)行的處理器，通過(guò)CAN、網(wǎng)絡(luò)總線、FSK 互聯(lián)。

(一)電控系統(tǒng)性能

總運(yùn)算指令能力可達(dá)每秒4.4 億次；

控制程序掃描時(shí)間小于10mS；基于高可靠CAN 總線的分布式系統(tǒng)，擴(kuò)展能力強(qiáng)，模塊間相互影響?。?/p>

實(shí)現(xiàn)對(duì)采煤機(jī)中上百種參數(shù)和信號(hào)的檢測(cè)、控制與保護(hù)，支持常見(jiàn)系統(tǒng)故障的智能化在線診斷；

整體設(shè)計(jì)滿足GB3836 及MT 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，可靠性大幅提升。

(二)變頻牽引特點(diǎn)

針對(duì)采煤機(jī)的特殊工況優(yōu)化主從機(jī)參數(shù)，確保兩臺(tái)變頻器負(fù)載平衡、高效率運(yùn)行；

建立在專家系統(tǒng)上的動(dòng)態(tài)功率平衡控制方式，可確保兩臺(tái)牽引電機(jī)動(dòng)態(tài)負(fù)荷平衡保持在5%以內(nèi)，速度控制精度優(yōu)于1%；

左右牽引電機(jī)的總體負(fù)載能力可達(dá)到額定負(fù)載能力的95%以上。

順槽遠(yuǎn)程控制

上海公司特有的FSK 調(diào)制傳輸實(shí)時(shí)控制通訊系統(tǒng)，采用高抗干擾的FSK 調(diào)制全雙工

載波通訊，可實(shí)現(xiàn)開機(jī)前安全自檢和預(yù)警電源同步傳輸；

在電渡中，陽(yáng)極上提供電子的金屬（Ag）也正是在陰極上獲得電子后所析出的金屬（Ag），就好像電流使金屬搬了家，從陽(yáng)極搬陰極上。

全面支持順槽對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行可靠低延遲的操作控制及數(shù)據(jù)監(jiān)視，并支持?jǐn)?shù)據(jù)上傳；

系統(tǒng)同時(shí)支持光纖傳輸接口，實(shí)現(xiàn)光纖傳輸與主電纜調(diào)制通訊傳輸?shù)娜哂嗤ㄐ拧?/p>

(三)順槽遠(yuǎn)控性能

0.5~2.5MHz 載波頻率，抗干擾能力強(qiáng)；

從順槽到采煤機(jī)內(nèi)部，指令傳輸延遲11mS，延時(shí)抖動(dòng)小于1mS；

基于優(yōu)先級(jí)的操作監(jiān)控延時(shí)控制與保障，總延遲控制在50-200mS；

支持通訊協(xié)議：EIP、工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP、485、CAN 等；

傳輸距離不小于800m。

二、智能記憶截割系統(tǒng)

天地科技上海分公司智能記憶截割系統(tǒng)采用自由曲線記憶截割方式，帶端頭工藝支持，滿足復(fù)雜的截割條件，可完全按照實(shí)際學(xué)習(xí)的采煤工藝實(shí)現(xiàn)兩端頭復(fù)雜的斜切、割三角煤、掃底等自動(dòng)截割運(yùn)行。在實(shí)際工作中，這個(gè)系統(tǒng)可以根據(jù)需要靈活選擇執(zhí)行工藝段操作；可以方便的在線學(xué)習(xí)調(diào)整，精確動(dòng)作；工作面長(zhǎng)度及高度變化時(shí)，可以在線針對(duì)變化點(diǎn)進(jìn)行修改；學(xué)習(xí)過(guò)程可以分多次，自由暫停/繼續(xù)，自動(dòng)完成。使采煤的方式方法更加智能化、精細(xì)化、便捷化，最大限度節(jié)省勞動(dòng)強(qiáng)度。

具體操作如下：

采煤機(jī)自動(dòng)截割功能使用遙控器或端頭站組合鍵進(jìn)行功能操作，或遠(yuǎn)方控制指令進(jìn)行遠(yuǎn)控操作。當(dāng)使用遙控器按下F2鍵(或端頭站按F1鍵)時(shí)，采煤機(jī)主顯示屏將根據(jù)采煤機(jī)狀態(tài)彈出窗口提示當(dāng)前可以進(jìn)行的自動(dòng)化操作。在自動(dòng)化操作后，采煤機(jī)主顯示屏在狀態(tài)欄輸出提示信息，提示信息在無(wú)其它操作時(shí)顯示4 秒左右，有進(jìn)一步操作時(shí)顯示下一個(gè)提示。機(jī)身兩側(cè)帶真彩顯示屏的端頭站，也會(huì)根據(jù)司機(jī)的操作和采煤機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)(手動(dòng)、學(xué)習(xí)和自動(dòng))改變顯示模式并在屏幕的頂端顯示一些基本的操作提示信息。

在學(xué)習(xí)過(guò)程中，如果采煤機(jī)司機(jī)停止煤機(jī)牽引，則系統(tǒng)自動(dòng)暫停學(xué)習(xí)，等待牽引重新啟動(dòng)后，自動(dòng)繼續(xù)學(xué)習(xí)。如果學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)重載反牽，反牽過(guò)程不會(huì)被記錄，但是如果學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)載、過(guò)熱等保護(hù)停止或主控系統(tǒng)進(jìn)入故障鎖定狀態(tài)，學(xué)習(xí)過(guò)程會(huì)被暫停，返回手動(dòng)控制模式。待故障排除后，需手動(dòng)啟動(dòng)繼續(xù)學(xué)習(xí)。如果學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)采煤機(jī)斷電停機(jī)，學(xué)習(xí)過(guò)程將暫停，下次重新上電后需手動(dòng)啟動(dòng)繼續(xù)學(xué)習(xí)。

特別注意的是在自動(dòng)截割狀態(tài)以及端頭位置限制區(qū)域，為了防止出現(xiàn)異常牽引，采煤機(jī)重載反牽保護(hù)功能被自動(dòng)禁用。同時(shí)在工藝段各端點(diǎn)位置，采煤機(jī)自動(dòng)進(jìn)行限速保護(hù)。采煤機(jī)進(jìn)入自動(dòng)截割狀態(tài)后，司機(jī)可以根據(jù)需要隨時(shí)通過(guò)遙控器或遠(yuǎn)程指令人工操作調(diào)整機(jī)器的運(yùn)行(方向、速度、啟停、采高)。同時(shí)顯示屏上顯示系統(tǒng)處于自動(dòng)運(yùn)行中斷狀態(tài)。要恢復(fù)完全自動(dòng)狀態(tài)需按組合鍵退出人工調(diào)整或等待系統(tǒng)檢測(cè)到滿足退出條件時(shí)自動(dòng)退出。司機(jī)可以根據(jù)需要靈活選擇執(zhí)行自動(dòng)工藝段。采煤機(jī)斷電停機(jī)后，下次重新上電需要手動(dòng)操作才能再進(jìn)入自動(dòng)模式。

天地科技上海分公司智能記憶截割系統(tǒng)，支持多達(dá)30個(gè)截割工藝段運(yùn)行狀態(tài)的記憶和準(zhǔn)確再現(xiàn)，近乎完美地支持國(guó)內(nèi)工作面復(fù)雜的端頭截割工藝，實(shí)現(xiàn)了采煤機(jī)循環(huán)作業(yè)全過(guò)程的自動(dòng)化智能截割。自動(dòng)運(yùn)行的采煤機(jī)在300 米長(zhǎng)的工作面上，最高牽引割煤速可達(dá)14 米/分鐘以上，行走位置控制精度優(yōu)于±3cm，滾筒截割高度的穩(wěn)態(tài)重復(fù)誤差小于±4cm。

三、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)遠(yuǎn)程支持：

天地科技上海分公司采煤機(jī)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用是由工作面采煤機(jī)主機(jī)網(wǎng)絡(luò)、采煤機(jī)到順槽通信網(wǎng)絡(luò)，礦井光纖環(huán)網(wǎng)，遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用組成的一體化監(jiān)控服務(wù)體系?；ヂ?lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了。

通過(guò)采煤機(jī)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，在遠(yuǎn)程可以使用辦公電腦、平板、手機(jī)等終端連接訪問(wèn)井下工作面采煤機(jī)，實(shí)時(shí)查看監(jiān)控采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)控工作面生產(chǎn)狀態(tài)。通過(guò)采煤機(jī)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，遠(yuǎn)程可視化監(jiān)控診斷采煤機(jī)故障與報(bào)警，查詢分析采煤機(jī)主控系統(tǒng)、記憶截割系統(tǒng)、變頻器等故障數(shù)據(jù)與記錄。為用戶提供端到端的遠(yuǎn)程診斷技術(shù)支持。通過(guò)采煤機(jī)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，在遠(yuǎn)程訪問(wèn)采煤機(jī)主控系統(tǒng)模塊參數(shù)，根據(jù)井下運(yùn)行需求靈活配置與優(yōu)化采煤機(jī)參數(shù)。通過(guò)采煤機(jī)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，在遠(yuǎn)程查看采煤機(jī)主控系統(tǒng)模塊接口狀態(tài)，根據(jù)井下應(yīng)用需求實(shí)時(shí)更新采煤機(jī)模塊固件，充分適應(yīng)用戶對(duì)煤機(jī)應(yīng)用的高端要求和復(fù)雜工藝。

后記：智能化綜采工作面的順利建成，為我礦面臨采深不斷增加、安全壓力不斷增大、效益效率亟待提升的礦井建設(shè)智能礦山提供了保障；標(biāo)志著新時(shí)期煤礦智能化開采翻開了新篇章，智能化礦井是煤礦發(fā)展的必由之路。通過(guò)這套設(shè)備的應(yīng)用在以后的煤炭開采中必將大大降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度，促進(jìn)企業(yè)安全高效發(fā)展。