斗輪機全自動控制系統(tǒng)20141126

1、斗輪機全自動控制系統(tǒng) 杭州集益科技有限公司 目 錄 一、當前斗輪機常見控制方式 二、斗輪機全自動控制改造必要性 三、全自動控制系統(tǒng)概述 四、斗輪機自控系統(tǒng)結構配置 五、自控系統(tǒng)的操作 六、全自動改造效果 一、當前斗輪機常見控制方式 目前大多斗輪機的控制方式基本上分為純手動模式以及半自動模式。 純手動模式下，斗輪機的所有運行機構包括輔助機構，均需要手動逐個操作 （如：大車行走、懸臂俯仰、懸臂回轉(zhuǎn)、液壓馬達、大車夾軌器、懸臂皮帶、 尾車皮帶、裙板擋板等）。 在取料或者堆料運行模式下，都需要先將所有輔助設備開啟后等待煤控的作 業(yè)指令，才可以開始人工手動作業(yè)。 一、當前斗輪機常見控制方式 純手動作業(yè)要

2、求司機注意力高度集中，一般情況下左手控制大車前進/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極調(diào) 速，所以在手動取料時要頻繁操作右手柄的左右檔位）。 純手動模式下，要求司機時刻監(jiān)視斗輪部工作狀態(tài)，要防止煤層坍塌、取料 切入過深，同時觀測皮帶電子稱的數(shù)據(jù)，手動調(diào)節(jié)取料回轉(zhuǎn)速度來控制瞬時 取煤量穩(wěn)定。 在手動堆料時，要求司機實時監(jiān)視煤堆高度，防止懸臂皮帶磨到煤堆。因為 堆煤手動操作少，時間很長，特別夜間作業(yè)，司機容易打瞌睡，所以夜間作 業(yè)的勞動強度非常大。 手動作業(yè)受雨霧天氣影響較大，影響司機的視線；夜間作業(yè)斗輪機頭部照明 的大燈會經(jīng)常過熱保護自動關閉，此時司機作業(yè)時需

3、要更加謹慎，防止斗輪 機過載或者手動回轉(zhuǎn)時碰撞到煤堆。 一、當前斗輪機常見控制方式 手動操作模式下，由堆料轉(zhuǎn)分流或者是由分流轉(zhuǎn)堆料的工況： 1.需要司機手動先解除聯(lián)鎖，然后切換操作模式 2.等待煤控的允許信號 3.把聯(lián)鎖投入 注：注：因為分流/堆料工況下，對應的裙板、擋板等工作位置是不同的，所以如 果不先把聯(lián)鎖解除，而直接進行切換，就會導致斗輪機跳機，聯(lián)鎖停止懸臂 皮帶，進而也會停止地面皮帶，會嚴重影響工作效率，增加機械設備的沖擊。 一、當前斗輪機常見控制方式 半自動運行模式，取料方式下，需要司機手動確定當前取料的左右回轉(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

4、系來計算回 轉(zhuǎn)速度，靠近內(nèi)角速度慢，靠近外角速度快。 增加一個斗輪過載保護?；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，會經(jīng)常導致回 轉(zhuǎn)停止，從而影響取料效率。 一、當前斗輪機常見控制方式 半自動運行模式，取料方式下： 開始作業(yè)前，首先需要司機將斗輪定位到取料初始位置。 這個過程對司機的操作技能要求非常高，尤其是夜間作業(yè)，司機只能看監(jiān)控 視頻來控制斗輪位置，斗輪縱向的切入深度要恰到好處，就更加困難。 二、斗輪機全自動控制改造必要性 總結上述目前斗輪機的常見操作模式，整理出一下幾個方面的因素，提出對 斗輪機全自動控制改造的必要性。 1.減少

5、手動操作，實現(xiàn)一鍵斗輪機啟停（包括所有輔助機構的控制）。 2.開始作業(yè)后，不再需要手動操作，實現(xiàn)全流程全自動控制。 3.回轉(zhuǎn)速度實現(xiàn)無極全范圍調(diào)速。 二、斗輪機全自動控制改造必要性 4.提高懸臂皮帶瞬時流量實時監(jiān)測的精確性。 5.實現(xiàn)取料流量穩(wěn)定控制（采用PID閉環(huán)控制）。 6.采用大功率雷達料位計來實時監(jiān)測堆料的煤堆高度。 7.堆料/分流不停機勿擾動切換，全自動控制聯(lián)鎖投入與解除。 8.智能化煤堆識別，取料邊界角度實時動態(tài)調(diào)整，提高作業(yè)效率。 二、斗輪機全自動控制改造必要性 9.斗輪機全自動定位程序，實現(xiàn)斗輪位置自動精確定位。 三、全自動控制系統(tǒng)概述 系統(tǒng)組成：系統(tǒng)組成： 斗輪機控制系統(tǒng)，視

6、頻監(jiān)控系統(tǒng)，門禁系統(tǒng) 系統(tǒng)功能：系統(tǒng)功能： 斗輪機控制系統(tǒng) 在煤控室實現(xiàn)遠程全自動取煤，堆煤的控制。包括懸臂回轉(zhuǎn)、俯仰，大車 進退等全部自動執(zhí)行。 視頻監(jiān)控系統(tǒng) 設置7個視頻監(jiān)視探頭，實現(xiàn)在煤控室監(jiān)視。 門禁系統(tǒng) 在全自動控制下限制非操作人員進入斗輪機司機室和電氣室。 三、全自動控制系統(tǒng)概述 四、斗輪機自控系統(tǒng)結構配置 煤控室配置一臺工程師兼操作員站、一臺操作員站、一臺視頻監(jiān)視主機。兩 臺工作站配置一樣，均從PLC讀取數(shù)據(jù)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控，上位機監(jiān)控軟件為 Iifx5.5中文版。 煤控與斗輪機之間的通訊介質(zhì)為光纜（含PLC控制信號和視頻信號）。 斗輪機上配置有用于視頻監(jiān)控的硬盤錄像機，由該錄像機

7、采集現(xiàn)場總共7個攝 像頭的視頻信號，然后發(fā)送到煤控室視頻主機，實現(xiàn)圖像顯示。 斗輪機的大車位置，懸臂俯仰角度，懸臂回轉(zhuǎn)角度都由GPS衛(wèi)星信號來定位， 所有位置信號無需人工手動校準。衛(wèi)星天線安裝與懸臂頭部（左右側個一 只），GPS主機安裝在斗輪液壓油站旁邊的電氣柜內(nèi)。 衛(wèi)星定位信號通過以太網(wǎng)通訊傳給PLC控制器。 四、斗輪機自控系統(tǒng)結構配置 懸臂皮帶頭部右側安裝了一只大功率雷達料位計，用來測定堆料料堆高度。 懸臂皮帶靠近斗輪側安裝了一只激光掃描型煤流量檢查裝置，用來實時掃描 懸臂皮帶上的瞬時煤流量。 懸臂頭部左右側安裝了兩只激光掃描器，用來掃描煤堆的形狀，自動盤煤的 時候，這兩只激光掃描器會將掃

8、描探頭伸出。 大車下部的前方和后方各安裝了2只超聲波測距儀，用作大車行走障礙物監(jiān)測， 當有前方或后方障礙物時，大車停止行走，當障礙物移除后，大車可以繼續(xù) 行走。 四、斗輪機自控系統(tǒng)結構配置 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 點擊主令合閘-彈出如圖4-4的二次確認框，-點擊確認。 程序自動將主電源開關合閘，并將大車行走使能、回轉(zhuǎn)使能、行走 低速、俯仰主輔油泵啟動、行走夾軌器松開。 五、自控系統(tǒng)的操作 允許定位標志燈亮后，點擊啟動定位，這時定位流程開始，直到定位完成標 志燈亮，定位流程完成。 定位過程中，如果是取料模式，一旦地面皮帶運行，懸臂皮帶和斗輪

9、就會自 動開啟運行。 某些情況下（如取下層煤，不想取太低）可以手動點擊“強制定位完成”按鈕， 即在懸臂沒有完全下放到位的情況下，提早確定定位完成，斗輪機就會在當前俯 仰角度下開始下層煤的取料作業(yè)。 點擊“強制定位完成”按鈕的作用：在堆取料過程中停止作業(yè)后，再次在原 地作業(yè)時，可以跳過定位程序，此時可以強制定位完成。 五、自控系統(tǒng)的操作 定位完成后，斗輪、皮帶運行完畢后，取料就緒標志燈亮，此時單擊開始作 業(yè)，自動取料模式運行。 若定位完成，斗輪、皮帶都啟動完成后，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 司機在司機室按照手動取料的模式開啟斗輪機，進行一段取料后（懸

10、臂處在 回轉(zhuǎn)中部位置而非左右邊界位置時），直接將司機室左操作臺面上的“手動/ 自動”切換開關打到自動位置，此時自動模式將接管運行 自動系統(tǒng)會自動復位當前操作臺上面的所有開關設置，無需再在上位機界面 上面進行任何設置，自動模式啟動完成。 自動模式要切換為手動模式，需要將司機室面板上的取料相關旋鈕打到取料 運行位，然后將自動切換按鈕打到手動模式。 五、自控系統(tǒng)的操作 在自動取料過程中，有時會因為多種原因，如加堆、下雨等，導致煤形內(nèi)外 邊界不一，導致取煤時邊界取不干凈，或者過度旋轉(zhuǎn)，使空載時間增加，影響 效率。 自動堆煤過程中有時也會需要增加堆煤寬度。此時就需要調(diào)整堆煤或者取煤 的臨界邊界角度，以提高效率。 在臨時設定中輸入設定量，點擊確認，即可調(diào)整回轉(zhuǎn)邊界角度。 在自動堆料過程中，也可以臨時設定堆料的左右邊界回轉(zhuǎn)角度。 六、全自動改造效果 總體效果：總體效果： 實現(xiàn)遠程全自動控制（就地無人值守） 降低了操作人員的勞動強度 提高了斗輪機作業(yè)效率，減少了設備空跑時間，更加節(jié)能 降低設備運行的故障率，減少機械沖擊 全自動運行，設備本身不會疲勞，更加安全 六、全自動改造效果 全新技術的應用：全新技術的應用： GPS衛(wèi)星