基于现场总线的煤矿井下采掘设备智能电气控制系统.pdf

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1、2012年第1期煤矿机电·15·基于现场总线的煤矿井下采掘设备智能电气控制系统呼守信(中国煤炭科工集团太原研究院，山西太原030006)摘要：以采掘设备多回路负荷的控制保护为基础，结合适用于其功能控制的要求，采用现场总线等技术，设计应用于一种采掘设备的智能电气控制系统。描述了电气控制系统的结构、特点，阐述了各部分的功能、原理及其实现方法，给出了电气控制系统的软件设计及抗干扰技术。该系统目前已完成了设计，正由检验机构进行性能检测。关键词：现场总线；传感器；电磁阀；遥控；抗干扰中图分类号：TP336文献标识码：B文章编号：100

2、1-0874(2012)01—0015—05IntelligentElectricalControlSystemofUndergroundCoalMineMachineryBasedonField—Bus爿UShou—xin(TaiyuanResearchInstituteofCCTEG，Taiyuan030006，China)Abstract：Theintelligentelectricalcontrolsystemusedtheexcavationminingequipmentisintroduced．Itusesfie

3、ld-bustechniquebasedonexcavationequipmentmulti—circuitloadcontrolprotection．Thestructure，features，andeachpart，sfunction，principleandtheirrealizationmethodsaredescribed．Thesoftwaredesignandanti—interferetechnologyofelectro-controlsystemisgivenout．Theelectro—controls

4、ystemissimple，highintelligence，andoperatesstableandreliable．Keywords：field—bus；sensor；magneticvalve；remotecontrol；anti—interference了应用于煤矿井下掘采设备的智能电气控制系统，0引言实现了掘采设备的自动控制、遥控、自动截割、组网煤矿井下电气系统的发展与掘采技术的进步息通讯、故障诊断功能等。息相关，随着我国煤矿井下采掘方式由简单机采发1系统总体设计展到综采机械化采煤，煤矿井下对电气控制系统的要求越来

5、越高。电气控制系统作为掘采设备的主要电气控制系统主要由电气控制箱，电磁阀控制组成部分，其现场运行的可靠性直接影响煤矿的生箱，遥控接收机，显示箱，传感器，操作箱等组成，如产效率，而技术的先进性将有助于降低工人劳动强图1所示。设计的电气控制系统可实现对设备上多度，提高设备的使用寿命。当前，现场总线技术已经个电动机的复合逻辑控制和保护，电磁阀的控制和渗透到各个行业，运行的稳定性越来越高；传感比例调节，本机控制、遥控控制，图形显示，网络通器技术得到了突飞猛进的发展，使用的可靠性获得讯，自动截割，掘进断面控制，液压系统和减速器齿了很大

6、的提高；控制器已经具有高的集成度和多种轮润滑油的检测与保护等功能。功能。电气技术的发展为研制高性能的智能化控制电气控制箱内的中央控制器集成CAN，DP，系统提供了可能，本文以掘采设备多回路负荷的控Modbus三个现场总线，中央控制器与各个主回路控制保护为基础，结合适用于煤矿井下掘采设备的功制模块之间采用DP总线；中央控制器与显示箱、电能控制要求，利用新的现场总线，传感器，周期性电磁阀控制箱、遥控接收机之间采用CAN总线；中央量的交流采样技术，以及运用新的控制器技术，设计控制器与操作箱之间采用Modbus总线。此外，设·16·

7、煤矿机电2012年第1期备上布置多个本质安全型传感器，输出信号传送给功率，电度等，并对以上采集到的电量分析、判断后，电气控制箱内的隔离栅，经隔离和信号转换后输入进行过流，过载，缺相，过压，欠压等保护。控制模块到电气控制箱内的中央控制器。的供电电源为220V，变换出工作所需的各种电源。每个控制模块都有独立的DP地址，通过硬件改变『电磁阀控制箱F__J遥控接收机模块的地址，可实现各个控制模块功能的互换。ICANlI电气控制箱CAN2：：模拟量：：Modbus图1系统总体设计2控制系统各部分的功能原理2．1电气控制箱内主回路控制模

8、块主回路控制模块内的控制器配以相应的外围接口及信号处理电路，在模块化软件的支持下对周期性电量交流采样，实现各个主回路电机的本地／遥控控制，完成对所控制电机的过流，过载，断相，过热，过压，欠压，以及漏电闭锁等多种保护功能。中央控制器和各个控制模块之间进行双向DP通信，控制模块在接收中央控制器