Перечень и характеристика основных систем автоматизированного управления проходческими комбайнами

Тема 6   

 Автоматизация проходческих комбайнов  

 

Основные требо­вания к системам автоматизированного управления проходческими комбайнами

 

Системы автоматизированного управления в соответст­вии с требованиями проекта национального стандарта Украины «Комбайны шахтные проходческие со стреловидным исполни­тельным органом. Общие технические условия» должны обеспечивать:

-   управления машинами проходческим комбайном на безопасном расстоянии (20-25м), причем, управление возможно как по проводному, так и по беспроводному каналу;

-  автоматическое регулирование скорости перемещения исполнительного органа (или частоты вращения исполнительного органа при наличии мехатронной подсис­темы привода исполнительного органа на основе частотно-регулируемого электропривода);

-   автоматическую стабилизацию  на заданном токовыми уставками уровне среднего значения мощности электродвигателя подсистемы привода исполнительного органа путем регулирования основ­ного режимного параметра - скорости перемещения этого ор­гана. Реализация этого режима для мехатронизированных проходческих комбайнов обеспечивается с помощью регулятора  нагрузки при наличии возможности дроссельного или объемного регулирования значения скорости перемещения исполнительного органа;

- автоматизированное управление исполнительным орга­ном путем его вождения по заданной программе. Эта программа первоначально формируется на основе об­разцового ручного вождения ИО в течение полного рабочего цикла и записывается в виде программного обеспечения для компьютера подсистемы автоматизации. В дальнейшем, в слу­чае необходимости, осуществляется корректировка этой про­граммы. Способ задания программы должен обеспечивать возможность быстрой перенастройки непосредственно на рабочем месте;

-  автоматическую защиту от опрокидываний и несостоявшихся пусков электродвигателей силовых подсистем;

-   контроль технического состояния электрических и гидравлических узлов;

-  отображение контрольной, оперативной и аварийной ин­формации на пульте управления;

-  автоматическое управление поворотной частью конвейе­ра при его смещении в горизонтальной плоскости относительно заданного положения;

- контроль положения комбайна в выработке;

- контроль направления проходимой выработки.

 

Перечень и характеристика основных систем автоматизированного управления проходческими комбайнами

 

 Основными системы автоматизированного управления проходческими комбайнами в настоящее время являются:

 

1)  регулятор нагрузки для проходческих комбайнов типа ПРИЗ-М. Принцип действия регулятора заключается в сравнении сигналов, снимае­мых с датчика тока электродвигателя исполнительного органа, с сигналами задания (уставки) и выдачи команд на изменение или отключение подачи комбайна на забой;

2) аппаратура дистанционного управления проходческим комбайном КСП33 типа АДУ-33;

3) комплекс управления и диагностики для проходческой техники унифицированный КПТУ.01;

4)  комплектная аппаратура управления проходческим комбайном 4ПП2М типа КУАП;

5) аппаратура АДУ для управления проходческими комбайнами типа ГПКС и погрузочными машинами.

При автоматизации проходческих комбайнов также используются аппараты защиты электродвигателей типа КОРД (или его аналоги) и устройство предупредительной сигнализации ПС-КУ  [9], блок регистрации БРП - 01 для регистрации параметров работы проходческих комбайнов и других горных машин.

Одной из наиболее современных систем автоматизированного управления проходческим комбайном, выполненной с применением микропроцессорной техники, являетсякомплекс КПТУ.01. 

 

Комплекс КПТУ.01

 

Комплекс является комплектующим изделием проходческих ком­байнов П110, П110-01 и предназначен для управления этими комбайнами в зоне визуального контроля их работы, а также для диагностики состояния отдельных узлов гидросистемы и электрооборудования.      

Комплекс КПТУ.01 обеспечивает выполнение следующих основных функций:

- аварийное отключение электропитания проходческой техники.

- подачу предупредительного звукового сигнала.

- управление проходческой техникой по беспроводному каналу с

пульта радиоуправления.

- управление проходческой техникой с пульта местного.

- управление проходческой машиной с пультов переносных по двух­проводному каналу связи.                                                

- контроль и защиту электродвигателей проходческих машин от пере­грева, при «опрокиде» и технологической перегрузке.

- блокировку скорости подачи исполнительного органа при нагрузках, превышающих номинальные режимы его работы.                 

- индикацию перегрузки по току защищенных электродвигателей.

- контроль и индикацию состояния отдельных блоков электрогидро-оборудования.

- защита от потери управляемости электродвигателями приводов комбайна.

- блокировка цепей дистанционного управления магнитным пускате­лем при зафиксированной кнопке «Стоп авар.»;

- блокировка скорости подачи исполнительного органа при нагруз­ках, превышающих номинальные режимы работы электродвигателей исполни­тельного органа.

- контроль и защита электродвигателей проходческого комбайна от перегревания при «опрокидывании» и технологической перегрузке.

Комплекс представляет собой локальную сеть, которая состоит из мо­дулей серии I-7000 с присоединенными к ним органами управления, датчиками и исполнительными устройствами; адресуемого терминала ввода-вывода DК-8070. Связь по сети осуществляется с помощью стандартного интерфейса RS-485. Каж­дый модуль имеет свой строго определенный адрес, который назначается про­граммным путем. Центральным модулем комплекса является контроллер I-7188, расположенный в пульте местном. Работа комплекса осуществляется в соответ­ствии с программой, записанной в памяти контроллера I-7188.

Комплекс реализует алгоритм управления проходческим комбайном с пультов (см. рисунок 1):

– местного;

– переносного 1 и переносного 2 по двухпроводному каналу связи;

– радиоуправления по беспроводному каналу связи.

Пульт местный ПМ является основным устройством управления комбайном, обеспечивающим прием команд, обработку, формирование и передачу всех исполнительных команд управления электрогидравликой и электроблоком комбайна. Пульт переносной ПП1 предназначен для пере-дачи команд управления всеми механизмами проходческого комбайна в режиме «Дист. 1» и команд управления механизмами комбайна, за ис-ключением управления хвостовой частью комбайна, в режиме «Дист. 2». Пульт переносной ПП2 предназначен для формирования и передачи команд управления хвостовой частью комбайна, перемещением конвейера, перегружателем и отключения комбайна. Управление хвостовой частью комбайна и перегружателем с ПП2 осуществляется только в режиме "Дист. 2". Пульт радиоуправления ПР переназначен для передачи команд управле-ния проходческим комбайном по радиоканалу на частоте 434 МГц.

 

 

Рисунок 1 - Состав комплекса КПТУ.01

 

Комплекс позволяет управлять машиной в зоне прямой видимо­сти с одного из четырех пультов: местного, носимого по радио, двух переносных - основного и хвостового с передачей команд по двух­проводному каналу.

С носимого пульта подается 31 команда управле­ния пуском-отключением комбайна, электродвигателями привода исполнительного органа, маслостанции, конвейера, гидродвигателями привода исполнительного органа, питателя, конвейера, опорного уст­ройства. Кроме того, с местного пульта включаются и отключаются электродвигатели перегружателя и пылеотсоса, а с пульта хвостового управляется хвостовая часть конвейера и перегружателя.

На расположенные на местном пульте управления жидкокристал­лический дисплей и единичные светодиодные индикаторы выводится информация о 20 диагностируемых параметрах - состоянии узлов элек­тро- и гидрооборудования, в том числе о включении контакторов и промежуточных реле, прохождении команд управления, текущем и пре­дельно допустимом нижнем уровне и предельно допустимой темпера­туре масла в баке, засоренности фильтров гидросистемы, уровне на­грузки защищаемых электродвигателей. Там же отражаются 57 причин отключения механизмов и адресов мест отказов.

Это упрощает обслуживание комбайна, позволяет снизить требова­ния к квалификации электрослесарей. При профилактических и нала­дочных работах можно без включения электроприводов проверить пра­вильность функционирования 26 узлов комбайна и комплекса КПТУ.

 

Блок регистрации БРП-01

 

Блок БРП-01предазначен для регистрации параметров работы и происшедших событий во время работы проходческого комбайна или другой горной машины. БРП-01 размещается в электроблоке горной машины.

 

Рисунок 2 - Блок регистрации БРП-01

 

Состав БРП-01(см.рисунок 2):

- блок регистрации;

- устройство сопряженя с персональным компьютером;

- блок индикации;

- съемный модуль памяти;

- блок питания.

Информация о параметрах горной машины передается в блок БРП-01при помощи интерфейса связи RS–485 и записывается в съемный блок памяти. Перенос данных с блока на персональный компьютер осуществляется посредством съемного модуля памяти, который подключается к персональному компьюьнру при помощи устройства сопряжения. БРП-01 имеет телемеханический канал связи для передачи информации в общешахтную сеть АСУ ТП.