采煤机电控系统模块化设计分析

赵云雷

【摘 要】采煤机电属于一种较为先进的设备内容，它能够受到控制系统的指挥，展开实时的工作。与液压采煤机相比，在采煤机的控制系统中设置电力控制，更加科学有效，而且对于控制系统科学性和稳定性的提高，有着最为直接的效用。论文主要对采煤机电控系统的模块化设计进行了分析，并提出了针对性的一部分建议。

【Abstract】The coal mining machine belongs to a kind of advanced equipment content.It can be controlled by the command system，and carry out real-time work.Compared with the hydraulic coal mining machine， it is more scientific and effective to set up the power control in the control system of the coal winning machine，which has the most direct utility. In this paper， the modular design of the electric control system of coal mining machine is analyzed， and some suggestions are put forward.

【关键词】采煤机；电控系统；模块化设计

【Keywords】 coal mining machine； electronic control system； modular design

【中图分类号】TD632 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）03-0088-02

1 采煤机中电控系统的功能简述

1.1 多样化的控制方式

在现阶段的采煤机中，主体的控制方式并不单单有自动化控制一种，很多时候，要根据采煤的实际需求，设置半自动控制和手动控制。这样的控制系统设置，对于应对各种采煤过程中出现的问题，有着最为直接的作用。一旦其中的一种控制系统出现了错误，不能夠再进行控制，可以迅速进行切换，由其他的控制系统来完成控制工作。

1.2 切实的监控功能

一般而言，在运用采煤机尽心工作的过程中，都会面对一些复杂的环境，如果不加以注意，很容易出现工程中的失误或者仪器的损坏，为此，在使用电控系统为主的采煤机时，需要对它的运行状态进行监控，一旦出现某一部分的运行问题，应当迅速进行检查，必要时候应该迅速进行停用，直到排除故障。具体的监控内容主要包括采煤机运行状态、变频器状态、电流强度和信号状态等，其中的任意一项内容出现了问题，都会导致整体的工作效益迅速下降。对于采煤机而言，周围的环境是对采煤机的最直接威胁，一旦把握不好，很容易出现各种各样的问题。因此，在电控系统的规划中，也要设置一部分切实有效的监控系统。

2 系统模块式结构及功能展示

在对采煤机电控系统进行模块式设计的时候，需要切实考虑到各个模块的独立性和衔接性，不同的模块之间，需要共享相同的信号，同时又不会产生干扰的状况。对于不同模块之间的连接，主要是通过CAN总线来完成，并且能够实现电气元件科学的集成。现阶段的CAN总线技术，所具有的功能十分广泛，最为核心的主要有四个方面的内容。

第一，CAN总线连接后的电控模块，具有较高的信号传递准确度，发射的速度相对较快，而且十分稳定，对于采煤机的整天工作状态也能够进行有效监控。

第二，这种电控模块，本身所具有的抗干扰能力相当强，能够应用于多种不同的环境，即使周围的噪声污染比较严重，它也能够较好地保持工作状态。

第三，CAN总线下的电控系统，具有一定的灵动性，它能够根据当前客户的实际需求，对优先权进行设计，使得多个不同的系统模块同时连接到CAN总线上，并对主体的工作设备，进行优先权的分配。

第四，现阶段的采煤机电控系统，本身有着较高的监控功能，能够科学迅速地发现系统运行过程中可能出现的问题，并采用报警的方式提醒工作人员进行有效的处理。同时，通过电控系统，可以对系统的故障检查形成一定的辅助作用，能够最大化地降低损失。此外，随着科技的发展，国内的电控系统功能有了很大的发展，其中的各个系统模块能够迅速连接到控制中心，并将其中的各项数据内容实时地展现到显示屏上，进而方便工作人员合理地监控整个工序的有效开展。

3 采煤机电控系统模块化设计分析

3.1 核心的功能模块——中央处理器

在采煤机电控系统当中，核心的部分是CPU模块，它能够对其中的各个模块进行科学的控制以及管理，并且发布和执行不同的功能指令。可以看出，CPU模块能够对电控系统产生最为直接的影响，人们需要努力保持CPU性能处于较为优良的状态。在实际的采煤机电控系统中，工作人员需要优先选择较为科学的CPU型号，现阶段的型号主要是Cortex-M3，它的实效性十分高，并且是核心的系统控制器，具有相当快的处理速度。同时，该中控制器具有极强的适应能力，能够为不同的模块，提供8个连接通道，整体的执行效率十分高，可以在较短的时间内迅速对操作人员的指令功能进行运用。此外，它还有一定强度的抗干扰能力，即使面对矿井中十分复杂的工作环境，它的工作优势依然不会有丝毫的减弱。紧跟着时代的变迁，电控系统中的CPU模块，不可能永远保持原有的工作状态，可以根据实际的需要对它进行科学有效地更新，以满足用户的实际需求，使得采煤机获得全新的优化和发展[1]。

3.2 模拟信号控制系统

现阶段，我国的采煤机电控系统模块之间的衔接，需要有较好的模拟信号输入，以完成科学有效地控制。而其中的输入信号，不仅包括了基础的电流信号和CPU模数，还包括牵引机电流，对于这些数据的收集，可以统一采用电控系统中的采集模块来完成。并且，对于采集后的数据，不能够进行直接地输入，还需要进行一定的处理分析，确保结果具有高度的可行性，再将数据内容集中反馈给CPU模块，由CPU进行处理，以完成核心的控制功能。现阶段的采煤机电控系统，主要包含了2个ADS774电路，其中所安置的处理芯片产生的能耗十分低，在采样的过程中又会保持较高的精确度，速度也相对较快，可以在较短的时间内，接收实际的信号，并对后期的工作进行处理。此外，在模拟信号的控制系统中，芯片周围的元器件十分少，在与其他元件相连的过程中，可以通过多种接口方式进行，整体的适应性相当强。

3.3 端头操作系统

在运用采煤机采煤的过程中，还需要运用到端头操作系统，它一般处在采煤机的两端。在实际的采煤控制中，需要运用操作系统上的按键实现对采煤机的直接控制，而控制的主要内容包括采煤机的开启以及停止、速度、掘进方向以及摇臂的降低等内容。

首先，中央处理器会发出一定的操作信号，并将这部分信号传输到端头操作系统。紧接着，由这一系统中的处理模块对接收到的信号进行分析，并得出最终的指令，完成相应的操作。当前，我国国内的端头操作系统可以分为几方面的内容，主要有自动化控制、手动控制以及半自动化控制，在整个控制的过程中，经常还会运用到以太网，以实现整体性的远程操控连接系统。可以看出，在整个指令的完成过程中，端头操作中的信号处理尤其地重要，而且能够对不同的信号采取针对性的处理方式，使得采煤机的控制更加直接有效。

4 结语

采煤机电控系统模块化设计的科学性，对于整个采煤机的使用，有着最为直接的促进效用，而且能够在较短的时间内，迅速有效地实现完整的控制流程，新时期的煤炭企业，应当加大对其的利用，积极地运用采煤机电控模块化设计，使得整体的采煤控制效率迅速提高。

【参考文献】

【1】李志杰，苏志伟.煤矿提升机电控系统设计与分析[J].科技致富向导，2013（33）：56-57.