CN219216403U - 综采工作面设备一体化智能监测控制*** - Google Patents

Abstract

本实用新型属于综采工作面刮板输送机监控技术领域，提供了一种综采工作面设备一体化智能监测控制***，解决了综采工作面大溜压溜和断链事故预防的问题。刮板输送机电流传感器和刮板输送机张力传感器的输出端与PLC控制模块的信号输入端连接，PLC控制模块的信号输出端与刮板输送机变频控制器连接；转载机电流传感器和转载机张力传感器的输出端与PLC控制模块的信号输入端连接，PLC控制模块的信号输出端与转载机软启动控制器连接。本***根据电流传感器和张力传感器监测电机电流和大链张力的综合变化，并通过PLC控制模块与刮板输送机、转载机、采煤机、液压支架等设备实现联动，实现工作面设备的一体化智能监控。

Description

综采工作面设备一体化智能监测控制***

技术领域

本实用新型属于综采工作面刮板输送机监控技术领域，具体涉及一种综采工作面设备一体化智能监测控制***。

背景技术

随着综采设备机械化程度的不断提高和采煤工艺的不断改进，采煤工作面越来越长、设备越来越重、功率越来越大、单产量越来越高。

目前工作面各设备之间没有实现智能化联动，完全靠工作面工人人工控制凭经验观察、判断设备运行是否正常。因各种原因工作面刮板输送机（简称大溜）发生过载压溜甚至断链的事故时有发生，需要投入大量人力物力和时间去处理事故，严重影响正常生产和综采设备的使用寿命。

因此，如何能有效预防综采工作面大溜压溜和断链事故，以及确保故障状态下自动调整各设备的运行状态防止事故发生，是摆在技术人员面前的重要课题。

发明内容

本实用新型为了解决综采工作面大溜压溜和断链事故预防的问题，提供了一种综采工作面设备一体化智能监测控制***，根据电流传感器和张力传感器监测电机电流和大链张力的综合变化，并通过PLC控制模块与刮板输送机、转载机、采煤机等设备实现联动，实现工作面设备的一体化智能监控。

本实用新型采用如下的技术方案实现：一种综采工作面设备一体化智能监测控制***，包括PLC控制模块、刮板输送机、转载机、采煤机、刮板输送机电流传感器、转载机电流传感器、刮板输送机张力传感器、转载机张力传感器、液压电磁阀控制器、液压支架后窗电磁阀、刮板输送机变频控制器、转载机软启动控制器；安装在刮板输送机上的刮板输送机电流传感器和刮板输送机张力传感器的输出端与PLC控制模块的信号输入端连接，PLC控制模块的信号输出端与刮板输送机变频控制器连接，刮板输送机变频控制器的输出端连接在刮板运输机上；安装在转载机上的转载机电流传感器和转载机张力传感器的输出端与PLC控制模块的信号输入端连接，PLC控制模块的信号输出端与转载机软启动控制器连接，转载机软启动控制器的输出端连接在转载机上；PLC控制模块的信号输出端与液压支架后窗电磁阀连接，控制液压支架后天窗的开闭；PLC控制模块的信号输出端与采煤机连接。

优选地，刮板输送机变频控制器和转载机软启动控制器与PLC控制模块的信号输出端之间连接有集中控制箱，集中控制箱的输出端连接有一声光报警器。

优选地，刮板输送机电流传感器的输入端与刮板输送机的驱动电机连接，刮板输送机张力传感器安装在刮板输送机的大链处；转载机电流传感器的输入端与转载机的驱动电机连接，转载机张力传感器安装在转载机的大链处。

优选地，输送机电流传感器和刮板输送机张力传感器经信号隔离栅与PLC控制模块连接，转载机电流传感器和转载机张力传感器经信号隔离栅与PLC控制模块连接。

优选地，PLC控制模块包括PLC主控模块和A/D转换模块。

优选地，PLC控制模块经液压电磁阀控制器与液压支架后窗电磁阀连接，采煤机上连接有一声光报警器。

优选地，PLC控制模块的输出端连接有一GOT显示器。

优选地，刮板输送机包括前刮板输送机和后刮板输送机，前刮板输送机和后刮板输送机的机头、机尾处均对应有一个驱动装置，驱动装置的驱动电机对应连接一个刮板输送机电流传感器，驱动装置的大链对应一个刮板输送机张力传感器，刮板输送机变频控制器包括前刮板输送机变频控制器和后刮板输送机变频控制器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本***根据电流传感器和张力传感器监测电机电流和大链张力的综合变化，并通过PLC控制模块与刮板输送机、转载机、采煤机、液压支架等设备实现联动，实现工作面设备的一体化智能监控。

本***通过GOT显示器可实时观察到刮板输送机、采煤机、放煤天窗的工作状态，通过各部分工作电流和大链张力判断设备的工作状态是否在合理区间内。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实施例的控制原理图；

图2是本实施例的刮板输送机的电流和张力的波形图；

图3是本实施例的前刮板输送机的监测控制程序框图；

图4是本实施例的后刮板输送机的监测控制程序框图；

图5是本实施例的转载机的监测控制程序框图。

具体实施方式

结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚，完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性地劳动的前提下所得到的所有其他实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内，需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

本实用新型提供了一种实施例：

如图1、图3、图4和图5所示，一种综采工作面设备一体化智能监测控制***，包括PLC控制模块、刮板输送机、转载机、采煤机、刮板输送机电流传感器、转载机电流传感器、刮板输送机张力传感器、转载机张力传感器、液压电磁阀控制器、液压支架后窗电磁阀、刮板输送机变频控制器、转载机软启动控制器；安装在刮板输送机上的刮板输送机电流传感器和刮板输送机张力传感器的输出端与PLC控制模块的信号输入端连接，PLC控制模块的信号输出端与刮板输送机变频控制器连接，刮板输送机变频控制器的输出端连接在刮板运输机上；安装在转载机上的转载机电流传感器和转载机张力传感器的输出端与PLC控制模块的信号输入端连接，PLC控制模块的信号输出端与转载机软启动控制器连接，转载机软启动控制器的输出端连接在转载机上；PLC控制模块的信号输出端与液压支架后窗电磁阀连接，控制液压支架后天窗的开闭；PLC控制模块的信号输出端与采煤机连接。

综观综采工作面刮板输送机事故分析，不论因什么原因发生“压溜”或“断链”事故时，大链的张力和刮板输送机电机的电流一定会同时发生很大的变化，根据刮板输送机大链张力和电机电流的综合变化，设计一种智能控制告警装置，并与采煤机、转载机、液压支架等设备实现联动，组成工作面设备一体化智能监测控制***，通过动态监测刮板输送机和转载机的大链张力和驱动电机电流变化，并快速做出相应的判断处理，及时控制采煤机割煤、刮板输送机运行速度，以及后天窗打开程度和转载机的运行，达到综采工作面智能化控制、防止刮板输送机压煤断链事故的目的。

刮板输送机电流传感器的输入端与刮板输送机的驱动电机连接，刮板输送机张力传感器安装在刮板输送机的大链处；转载机电流传感器的输入端与转载机的驱动电机连接，转载机张力传感器安装在转载机的大链处。

刮板输送机包括前刮板输送机和后刮板输送机，前刮板输送机和后刮板输送机的机头、机尾处均对应有一个驱动装置，驱动装置的驱动电机对应连接一个刮板输送机电流传感器，驱动装置的大链对应一个刮板输送机张力传感器，刮板输送机变频控制器包括前刮板输送机变频控制器和后刮板输送机变频控制器。

PLC控制模块包括PLC主控模块和A/D转换模块，信号输入端I0.0、I0.2、I0.4、I1.0和I1.2经信号隔离栅后通过电缆线分别与转载机电流传感器、后刮板输送机机尾处的刮板输送机电流传感器、后刮板输送机机头处的刮板输送机电流传感器、前刮板输送机机尾处的刮板输送机电流传感器、前刮板输送机机头处的刮板输送机电流传感器电连接；信号输入端I0.1、I0.3、I0.5、I1.1、I1.3经信号隔离栅后通过电缆线分别与转载机张力传感器、后刮板输送机机尾处的刮板输送机张力传感器、后刮板输送机机头处的刮板输送机张力传感器、前刮板输送机机尾处的刮板输送机张力传感器、前刮板输送机机头处的刮板输送机张力传感器电连接；输出端Q0.1通过电缆线与采煤机的控制回路串联连接，同时连接采煤机处的声光报警器；输出端Q0.2通过电缆线与液压支架的液压电磁阀控制器连接，由相应的液压支架后窗电磁阀控制液压支架后天窗的开闭；输出端Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7分别与集中控制箱内控制前刮板输送机、后刮板输送机、转载机的控制端相连接，通过前刮板输送机变频控制器、后刮板输送机变频控制器、转载机软启动控制器来控制相应的刮板输送机的运行、停止或调速；集中控制箱的输出端连接有一声光报警器，提醒操作人员判断设备运行状态；GOT显示器通过TD/CPU电缆与PLC的RS-485通讯接口连接，通过画面可直观地观测到设备的运行状态或对设备的用户参数进行调整，PLC的另一个RS-485通讯接口与输出端子RS连接,用于与调度值班室的通信。

转载机、后溜E、前溜D的驱动电机1和2的电流传感器S相连接；信号输入端I0.1\0.3\0.5/1.1/1.3本***包括前刮板输送机-采煤机监测控制、后刮板输送机-后天窗监测控制和转载机监测控制三个独立的监测控制***。

具体如下：

1、在前刮板输送机的机头、机尾驱动装置处分别安装一个刮板输送机张力传感器和刮板输送机电流传感器，将实时监测采集到的电流和压力数据传输给PLC控制模块,PLC控制模块经过分析运算，判断刮板输送机当前的工作状态，然后向集中控制器、采煤机或液压电磁阀控制器发出运行、调速或停机指令。

当前刮板输送机煤量逐渐增大,PLC控制模块监测到的实际值缓慢上升，达到设定的“过载”值时，PLC控制模块立即向集中控制器发出指令，将前刮板输送机切换至“低速”方式运行，同时立即暂停掉采煤机运行，同时采煤机处的声光报警器发出声光报警，提醒采煤机司机刮板输送机已过载，直到刮板输送机的张力和电流恢复到“正常”状态时，PLC再次发出指令，前刮板输送机切换至“高速”，然后再“允许”采煤机启动运行，同时声光报警器解除报警。

当监测到的实际值突然达到设定的“过流或过压”值时，PLC就会判定为大链“卡阻”，可能发生断链事故，就会立即发出指令，停止前刮板输送机和采煤机的运行，然后“低速”试重启动前刮板输送机。如果恢复正常，则按正常起车程序开机运行；如果仍发生“卡阻”现象，则再次停机，并发出报警提醒检查处理。

2、在后刮板输送机的机头、机尾驱动装置处分别安装一个刮板输送机张力传感器和刮板输送机电流传感器，将实时采集到的数据传输给PLC控制模块,PLC控制模块进行分析运算，判断刮板输送机工作状态；在液压支架“后天窗”千斤顶的操作阀上安装一组液压支架后窗电磁阀，用于远程控制“后天窗的开闭”操作。

当后刮板输送机的实际电流、压力值缓慢达到设定的“过载”值时，PLC控制模块判定为后刮板输送机过载，会立即发出指令，将后刮板输送机切换至“低速”方式运行，同时液压支架后窗电磁阀关闭“开天窗”放煤操作，同时集中控制器处的声光报警器发出声光报警，直到刮板输送机的张力和电流恢复到“正常”状态时，再次发出后刮板输送机切换至“高速”，然后再“同意”“天窗放煤”运行。

当后刮板输送机实际值突然迅速上升达到设定的“过流或过压”值时，PLC控制模块就会判定为大链“卡阻”，可能发生断链事故，就会立即发出指令，立即停止后刮板输送机和分、天窗放顶煤的运行，然后“低速”试重启动后刮板输送机。如果恢复正常，则按正常起车程序开机运行；如果仍发生“卡阻”现象，则再次停机，并发出声光报警提醒检查处理。

3、当转载机处于“过载”或“卡阻”时，转载机上的转载机电流传感器和转载机张力传感器将采集到的信号发送给PLC控制模块，PLC控制模块将立即发出停机指令，自动将前刮板输送机、后刮板输送机、采煤机、后天窗关闭停机。

4、监测参数的设定：“过载”值根据刮板输送机电机“高速”时的额定电流的1.2倍计算得出，即躲过刮板输送机短时过载电流，保证刮板输送机不频繁停机。“过流”和“张力过压”值根据工作面现场实际情况和以往压溜和断链事故即将发生前，刮板输送机电机的实际电流和大链实际承受的张力来设定，设定“过流或过压”值﹥“过载”值。

该智能控制装置设置有GOT显示器，通过显示窗，可实时观察到前刮板输送机、后刮板输送机、采煤机、放煤天窗的工作状态，通过各部分工作电流和大链张力判断设备的工作状态是否在合理区间内，做到心中有数，预防事故。

该项目实施后，可有效杜绝综采工作面因刮板输送机过负荷运行、机械卡阻等原因发生压溜或断链等事故的发生，保证正常有序的生产，延长设备使用寿命、提高生产效益，大大减轻工人因处理压溜断链的劳动强度和安全隐患。

刮板输送机的电流和张力的波形图如图2中所示，t轴表示时刻（S），i/p轴表示刮板输送机的电流（A）或大链的张力（MP），A表示刮板输送机过载时的波形，B表示刮板输送机被卡阻时的波形，C表示刮板输送机正常运行时的波形，t1表示过载时刻，t2表示瞬时卡阻时刻，t3表示短时卡阻时刻。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种综采工作面设备一体化智能监测控制***，其特征在于：包括PLC控制模块、刮板输送机、转载机、采煤机、刮板输送机电流传感器、转载机电流传感器、刮板输送机张力传感器、转载机张力传感器、液压电磁阀控制器、液压支架后窗电磁阀、刮板输送机变频控制器、转载机软启动控制器；

安装在刮板输送机上的刮板输送机电流传感器和刮板输送机张力传感器的输出端与PLC控制模块的信号输入端连接，PLC控制模块的信号输出端与刮板输送机变频控制器连接，刮板输送机变频控制器的输出端连接在刮板运输机上；

安装在转载机上的转载机电流传感器和转载机张力传感器的输出端与PLC控制模块的信号输入端连接，PLC控制模块的信号输出端与转载机软启动控制器连接，转载机软启动控制器的输出端连接在转载机上；

PLC控制模块的信号输出端与液压支架后窗电磁阀连接，控制液压支架后天窗的开闭；PLC控制模块的信号输出端与采煤机连接。

2.根据权利要求1所述的综采工作面设备一体化智能监测控制***，其特征在于：所述刮板输送机变频控制器和转载机软启动控制器与PLC控制模块的信号输出端之间连接有集中控制箱，集中控制箱的输出端连接有一声光报警器。

3.根据权利要求2所述的综采工作面设备一体化智能监测控制***，其特征在于：所述刮板输送机电流传感器的输入端与刮板输送机的驱动电机连接，刮板输送机张力传感器安装在刮板输送机的大链处；转载机电流传感器的输入端与转载机的驱动电机连接，转载机张力传感器安装在转载机的大链处。

4.根据权利要求1所述的综采工作面设备一体化智能监测控制***，其特征在于：所述输送机电流传感器和刮板输送机张力传感器经信号隔离栅与PLC控制模块连接，转载机电流传感器和转载机张力传感器经信号隔离栅与PLC控制模块连接。

5.根据权利要求4所述的综采工作面设备一体化智能监测控制***，其特征在于：所述PLC控制模块包括PLC主控模块和A/D转换模块。

6.根据权利要求1所述的综采工作面设备一体化智能监测控制***，其特征在于：所述PLC控制模块经液压电磁阀控制器与液压支架后窗电磁阀连接，采煤机上连接有一声光报警器。

7.根据权利要求1所述的综采工作面设备一体化智能监测控制***，其特征在于：所述PLC控制模块的输出端连接有一GOT显示器。

8.根据权利要求1至7任一项所述的综采工作面设备一体化智能监测控制***，其特征在于：所述刮板输送机包括前刮板输送机和后刮板输送机，前刮板输送机和后刮板输送机的机头、机尾处均对应有一个驱动装置，驱动装置的驱动电机对应连接一个刮板输送机电流传感器，驱动装置的大链对应一个刮板输送机张力传感器，刮板输送机变频控制器包括前刮板输送机变频控制器和后刮板输送机变频控制器。

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