斗轮机全自动控制系统20141126

1、斗轮机全自动控制系统 杭州集益科技有限公司 目 录 一、当前斗轮机常见控制方式 二、斗轮机全自动控制改造必要性 三、全自动控制系统概述 四、斗轮机自控系统结构配置 五、自控系统的操作 六、全自动改造效果 一、当前斗轮机常见控制方式 目前大多斗轮机的控制方式基本上分为纯手动模式以及半自动模式。 纯手动模式下，斗轮机的所有运行机构包括辅助机构，均需要手动逐个操作 （如：大车行走、悬臂俯仰、悬臂回转、液压马达、大车夹轨器、悬臂皮带、 尾车皮带、裙板挡板等）。 在取料或者堆料运行模式下，都需要先将所有辅助设备开启后等待煤控的作 业指令，才可以开始人工手动作业。 一、当前斗轮机常见控制方式 纯手动作业要

2、求司机注意力高度集中，一般情况下左手控制大车前进/后退、 右手控制悬臂的俯仰以及左右回转（回转大多都是分档速度控制而非无极调 速，所以在手动取料时要频繁操作右手柄的左右档位）。 纯手动模式下，要求司机时刻监视斗轮部工作状态，要防止煤层坍塌、取料 切入过深，同时观测皮带电子称的数据，手动调节取料回转速度来控制瞬时 取煤量稳定。 在手动堆料时，要求司机实时监视煤堆高度，防止悬臂皮带磨到煤堆。因为 堆煤手动操作少，时间很长，特别夜间作业，司机容易打瞌睡，所以夜间作 业的劳动强度非常大。 手动作业受雨雾天气影响较大，影响司机的视线；夜间作业斗轮机头部照明 的大灯会经常过热保护自动关闭，此时司机作业时需

3、要更加谨慎，防止斗轮 机过载或者手动回转时碰撞到煤堆。 一、当前斗轮机常见控制方式 手动操作模式下，由堆料转分流或者是由分流转堆料的工况： 1.需要司机手动先解除联锁，然后切换操作模式 2.等待煤控的允许信号 3.把联锁投入 注：注：因为分流/堆料工况下，对应的裙板、挡板等工作位置是不同的，所以如 果不先把联锁解除，而直接进行切换，就会导致斗轮机跳机，联锁停止悬臂 皮带，进而也会停止地面皮带，会严重影响工作效率，增加机械设备的冲击。 一、当前斗轮机常见控制方式 半自动运行模式，取料方式下，需要司机手动确定当前取料的左右回转边界 角度。 取料回转速度控制，基本上还是基于回转角度，按照COS角度关

4、系来计算回 转速度，靠近内角速度慢，靠近外角速度快。 增加一个斗轮过载保护停回转，这种控制方式下，如果煤堆是比较完整的， 控制效果还行，如果是煤堆不是很规则，尤其是取上层煤时，会经常导致回 转停止，从而影响取料效率。 一、当前斗轮机常见控制方式 半自动运行模式，取料方式下： 开始作业前，首先需要司机将斗轮定位到取料初始位置。 这个过程对司机的操作技能要求非常高，尤其是夜间作业，司机只能看监控 视频来控制斗轮位置，斗轮纵向的切入深度要恰到好处，就更加困难。 二、斗轮机全自动控制改造必要性 总结上述目前斗轮机的常见操作模式，整理出一下几个方面的因素，提出对 斗轮机全自动控制改造的必要性。 1.减少

5、手动操作，实现一键斗轮机启停（包括所有辅助机构的控制）。 2.开始作业后，不再需要手动操作，实现全流程全自动控制。 3.回转速度实现无极全范围调速。 二、斗轮机全自动控制改造必要性 4.提高悬臂皮带瞬时流量实时监测的精确性。 5.实现取料流量稳定控制（采用PID闭环控制）。 6.采用大功率雷达料位计来实时监测堆料的煤堆高度。 7.堆料/分流不停机勿扰动切换，全自动控制联锁投入与解除。 8.智能化煤堆识别，取料边界角度实时动态调整，提高作业效率。 二、斗轮机全自动控制改造必要性 9.斗轮机全自动定位程序，实现斗轮位置自动精确定位。 三、全自动控制系统概述 系统组成：系统组成： 斗轮机控制系统，视

6、频监控系统，门禁系统 系统功能：系统功能： 斗轮机控制系统 在煤控室实现远程全自动取煤，堆煤的控制。包括悬臂回转、俯仰，大车 进退等全部自动执行。 视频监控系统 设置7个视频监视探头，实现在煤控室监视。 门禁系统 在全自动控制下限制非操作人员进入斗轮机司机室和电气室。 三、全自动控制系统概述 四、斗轮机自控系统结构配置 煤控室配置一台工程师兼操作员站、一台操作员站、一台视频监视主机。两 台工作站配置一样，均从PLC读取数据，实现远程监控，上位机监控软件为 Iifx5.5中文版。 煤控与斗轮机之间的通讯介质为光缆（含PLC控制信号和视频信号）。 斗轮机上配置有用于视频监控的硬盘录像机，由该录像机

7、采集现场总共7个摄 像头的视频信号，然后发送到煤控室视频主机，实现图像显示。 斗轮机的大车位置，悬臂俯仰角度，悬臂回转角度都由GPS卫星信号来定位， 所有位置信号无需人工手动校准。卫星天线安装与悬臂头部（左右侧个一 只），GPS主机安装在斗轮液压油站旁边的电气柜内。 卫星定位信号通过以太网通讯传给PLC控制器。 四、斗轮机自控系统结构配置 悬臂皮带头部右侧安装了一只大功率雷达料位计，用来测定堆料料堆高度。 悬臂皮带靠近斗轮侧安装了一只激光扫描型煤流量检查装置，用来实时扫描 悬臂皮带上的瞬时煤流量。 悬臂头部左右侧安装了两只激光扫描器，用来扫描煤堆的形状，自动盘煤的 时候，这两只激光扫描器会将扫

8、描探头伸出。 大车下部的前方和后方各安装了2只超声波测距仪，用作大车行走障碍物监测， 当有前方或后方障碍物时，大车停止行走，当障碍物移除后，大车可以继续 行走。 四、斗轮机自控系统结构配置 五、自控系统的操作 五、自控系统的操作 五、自控系统的操作 五、自控系统的操作 点击主令合闸-弹出如图4-4的二次确认框，-点击确认。 程序自动将主电源开关合闸，并将大车行走使能、回转使能、行走 低速、俯仰主辅油泵启动、行走夹轨器松开。 五、自控系统的操作 允许定位标志灯亮后，点击启动定位，这时定位流程开始，直到定位完成标 志灯亮，定位流程完成。 定位过程中，如果是取料模式，一旦地面皮带运行，悬臂皮带和斗轮

9、就会自 动开启运行。 某些情况下（如取下层煤，不想取太低）可以手动点击“强制定位完成”按钮， 即在悬臂没有完全下放到位的情况下，提早确定定位完成，斗轮机就会在当前俯 仰角度下开始下层煤的取料作业。 点击“强制定位完成”按钮的作用：在堆取料过程中停止作业后，再次在原 地作业时，可以跳过定位程序，此时可以强制定位完成。 五、自控系统的操作 定位完成后，斗轮、皮带运行完毕后，取料就绪标志灯亮，此时单击开始作 业，自动取料模式运行。 若定位完成，斗轮、皮带都启动完成后，取料就绪指示灯未亮，可单击取料 就绪指示灯查看原因。 五、自控系统的操作 司机在司机室按照手动取料的模式开启斗轮机，进行一段取料后（悬

10、臂处在 回转中部位置而非左右边界位置时），直接将司机室左操作台面上的“手动/ 自动”切换开关打到自动位置，此时自动模式将接管运行 自动系统会自动复位当前操作台上面的所有开关设置，无需再在上位机界面 上面进行任何设置，自动模式启动完成。 自动模式要切换为手动模式，需要将司机室面板上的取料相关旋钮打到取料 运行位，然后将自动切换按钮打到手动模式。 五、自控系统的操作 在自动取料过程中，有时会因为多种原因，如加堆、下雨等，导致煤形内外 边界不一，导致取煤时边界取不干净，或者过度旋转，使空载时间增加，影响 效率。 自动堆煤过程中有时也会需要增加堆煤宽度。此时就需要调整堆煤或者取煤 的临界边界角度，以提高效率。 在临时设定中输入设定量，点击确认，即可调整回转边界角度。 在自动堆料过程中，也可以临时设定堆料的左右边界回转角度。 六、全自动改造效果 总体效果：总体效果： 实现远程全自动控制（就地无人值守） 降低了操作人员的劳动强度 提高了斗轮机作业效率，减少了设备空跑时间，更加节能 降低设备运行的故障率，减少机械冲击 全自动运行，设备本身不会疲劳，更加安全 六、全自动改造效果 全新技术的应用：全新技术的应用： GPS卫星