ｌ２６ 能源技术与管理 ２０１ １年第６期 ｄｏｉ：ｌＯ．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１６７２—９９４３ ２０１ １．０６．０５３ 采煤机电控系统模块化设计 程千里 ，梁鸿雁ｚ，朱勇钢 （三一重型装备有限公司，辽宁沈阳１ １００００） ｌ摘要］为提升采煤工作自动化程度，减少维修工人工作强度；提高采煤机工作效率，简便 维护维修程序，降低排故难度，介绍一种采煤机电控系统的模块化设计、模块的滑 道式连接及模块的自诊断功能。将采煤机电控系统按功能划分模块化．大大缩短了 采煤机电控系统的维护与维修时间。独特的滑道式结构使得每个功能模块化拆卸 变得简单容易。整个采煤机电控系统采用ＤＣＳ控制方式，保证每个功能模块的独 立性，使得每个更换模块不被其他模块所干扰。每个功能模块间的通讯方式采用 ＣＡＮＢＵＳ协议。每个功能模块具有完善自诊断功能，保证了各个模块的安全运行， 增强系统的排故功能。提升了采煤机维护与维修的工作效率，大大降低了煤矿工人 维护与维修的劳动强度。 ［关键词］ 采煤机电控系统；模块化设计；ＤＣＳ；智能诊断 ［中图分类号］ＴＤ６３ ２［文献标识码］Ｂ［文章编号］１６７２－９９４３（２０１ １）０６－０１２６－０２ ０引 言 装时避免每个模块精确定位，有效缩短安装工时； 合理分配模块重量，减少工作强度；模块按功能划 随着煤炭生产的发展，要求煤机设备向高产 分，排故更加方便；ＤＣＳ控制系统，每一个模块损 高效方向发展，煤炭企业希望综采机械设备电控 坏不会影响其他模块；功率模块可以互换，节省了 系统具有良好的可靠性和稳定性。为了提高综采 备件库存；故障诊断变得智能化，提高故障诊断效 设备的工作效率及产品性能，迫使煤机制造公司 率，减低工人排故困难。 不断改进其电控系统的设计，以满足用户的需求。 采煤机是综采设备中的重要设备，在采煤生产过 １ 采煤机电控系统模块化设计 程中发挥着重要作用。采煤机可靠性直接影响到 整个采煤机电控系统采用模块化设计，如图 整个采煤生产的工作效率。煤矿井下环境恶劣，维 １所示。它包含的模块有：变频器、牵引变压器、主 修条件有限，采煤机电控箱通常空间狭小，这些不 控显示模块、内采集模块、电源模块、隔离开关模 利因素给采煤机电控系统的维护与维修带来了极 块、三个电机智能控制单元、油泵控制模块、按键 大的不方便。 管理模块、左外采集模块、右外采集模块。采用此 本文提出采煤机电控系统采用模块化设计， 种模块化布局方式，整个系统结构清晰，功能齐 其优势主要在于模块化设计，方便维修与维护；安 全，并且安装维护非常方便。 图１ 电控箱内部模块总体布局图 ２０１１年第６期 程千里，等采煤机电控系统模块化设计 １２７ 电控系统模块化设计包括：模块采用滑道式 连接，方便了模块的安装与拆卸；模块间采用ＤＣＳ 控制系统；完善的自诊断功能等部分。 ２模块化设计方便维修与维护 电控系统模块采用滑道设计的结构，如图２ 所示。 图２模块滑道式结构 （１）此结构避免了使每个模块安装时精确定 位。将模块放置导轨上，将模块推到相应的位置并 使用螺栓固定。 （２）合理分配模块重量，减少工作强度。每个 模块的设计重量大约在１５～２Ｏ ｋｇ之间。由于井下 维修条件有限，采煤机电控箱通常空间狭小，合理 的重量将大大方便矿工的维修与维护时间。 （３）有效缩短采煤机排故时间。通常采煤机 的排故方法为：①根据采煤机的具体故障判断采 煤机故障点；②将阻挡在故障点处的器件拆卸掉， 使用万用表测量故障点及与故障点相连的线路是 否正常运行（此步骤为排故的关键，排故的时间大 多花在此，故障的解决与否完全决定于排故人员 个人素质及排故人员对机器的了解）。③将所损器 件更换或修复线路。模块化设计有效的缩短了排 故时间，将排除故障的人为因素降到了最低，将排 故步骤简化为观看显示屏查找故障，然后更换损 坏的功能模块。 ３ ＤＣＳ控制系统、自诊断功能 整个系统采用ＣＡＮＢＵＳ通讯方式，结构简单 维护方便，如图３所示。 图３集散控制系统的ＣＡＮＢＵＳ通讯系统 （１）高可靠性。ＤＣＳ控制系统，每一个模块损 坏不会影响其他模块。 （２）易于维护。ＤＣＳ系统中各模块功能清晰， 当某一模块出现故障时，可以迅速的进行故障定 位以及排除相应故障，完全不会影响系统中其它 模块的正常运行，具有维护简单、方便的特点。 （３）协调性。各模块之间通过通信网络传送 各种数据，整个系统信息共享，协调工作，以完成 控制系统的总体功能和优化处理。 （４）功能模块的互换性。左截割电机监测单 元、右截割电机监测单元、破碎电机监测单元可以 实现互换。在实际使用中只需做经过简单的配置 就可实现完全的互换，有效的减少了备件的存储 率。 （５）自诊断功能。智能控制单元具有智 能诊断功能，集成与电机相关的各项控制与保护。 可实现对功率器件的控制；检测其他节点在总线 的状态；实现对智能控制单元保护的屏蔽；实现对 功率器件过电流检测、过载检测、断项检测、漏电 检测、电机温度检测、接触器粘连检测、控制器接 口输出检测等功能。 ４结语 采煤机模块化设计包括模块采用滑道式连 接，方便了模块的安装与拆卸；模块间采用ＤＣＳ 控制系统；完善的自诊断功能等部分。根据产品市 场情况和用户需求，对采煤机电控系统模块化设 计进行了研究，以提高电控系统的质量，满足用户 的需求。通过对电控系统模块化设计的研究，提高 了整个电控系统性能可靠性和稳定性，是采煤机 电控系统设计的发展趋势。 ［作者简介］ 程千里（１９８２一），男，辽宁沈阳人，硕士，２００８年毕业 于辽宁工程技术大学，主要从事采煤机电控系统设计。 ［收稿日期：２０１１—０５—１９］
