摘要：針對煤礦井下采煤機(jī)電纜在運(yùn)行過程中極易出現(xiàn)打折或者多次彎曲，影響電纜使用壽命和通信安全的現(xiàn)狀，提出了一種新的采煤機(jī)自動拖纜控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電纜的自動跟機(jī)運(yùn)行，有效地解決了電纜在運(yùn)行過程中的多次折彎現(xiàn)象，對提升井下拖纜裝置的使用壽命和通信安全具有極大的意義。

　　關(guān)鍵詞：采煤機(jī)拖纜智能控制跟機(jī)運(yùn)行

　　引言采煤機(jī)運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)信息傳遞通過電纜進(jìn)行，電纜需要能夠隨著采煤機(jī)的運(yùn)動而不斷移動，以滿足數(shù)據(jù)通信連續(xù)性的需求。由于采煤機(jī)在綜采作業(yè)的過程中需要根據(jù)井下情況不斷進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動，因此導(dǎo)致采煤機(jī)電纜會發(fā)生多次的擠壓和折疊問題，使電纜受到反復(fù)的折彎應(yīng)力作用，加速了電纜的老化，從而導(dǎo)致通信不良，給采煤機(jī)的安全運(yùn)行帶來了極大的隱患。結(jié)合采煤機(jī)井下綜采作業(yè)的需求和電纜運(yùn)行情況，提出了一種新的采煤機(jī)自動化拖纜控制系統(tǒng)。

　　煤礦工程論文： 探討煤礦機(jī)電設(shè)備安裝及質(zhì)量控制

　　1拖纜控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　結(jié)合采煤機(jī)和拖纜裝置的運(yùn)動關(guān)系，本文提出了一種新的采煤機(jī)拖纜智能控制系統(tǒng)。該拖纜控制系統(tǒng)的核心為PLC控制裝置，在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置了2組異步電機(jī)，其中一個(gè)設(shè)置在鏈傳動系統(tǒng)減速器之前，主要作用是為鏈傳動系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)提供驅(qū)動力。在電機(jī)1和鏈傳動系統(tǒng)間設(shè)置了一個(gè)減速器，用于在系統(tǒng)內(nèi)傳遞轉(zhuǎn)矩并進(jìn)行轉(zhuǎn)速匹配。

　　另一個(gè)電機(jī)則主要是作為采煤機(jī)運(yùn)行的 動力源，驅(qū)動采煤機(jī)的運(yùn)行。系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置了兩個(gè)變頻器，一個(gè)變頻主要用于控制異步電機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)，滿足不同傳動需求，另一個(gè)變頻器主要用于控制采煤機(jī)的運(yùn)行，使其滿足系統(tǒng)綜合調(diào)控的運(yùn)行需求。PLC控制系統(tǒng)主要用于接收系統(tǒng)的監(jiān)測信息，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定調(diào)整方案并向鏈傳動系統(tǒng)和采煤機(jī)發(fā)出調(diào)控指令，滿足拖纜裝置運(yùn)行可靠性的需求。

　　2自動拖纜控制原理

　　該拖纜控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則在于要控制脫硫裝置，保證采煤機(jī)在任何狀態(tài)下均能夠控制拖纜裝置進(jìn)行隨機(jī)運(yùn)行，避免電纜發(fā)生二次彎曲。在對多種控制模式進(jìn)行分析后，本文選擇一種新的恒扭矩控制模式，以驅(qū)動電機(jī)輸出的扭矩為定值控制，則在采煤機(jī)上行和下行情況下脫纜裝置的運(yùn)行狀態(tài)。通過對拖纜裝置的運(yùn)行情況分析，在其運(yùn)行時(shí)需要克服多種摩擦阻力，將這些綜合阻力作用下的電機(jī)輸出扭矩標(biāo)記為M[3]。

　　則當(dāng)采煤機(jī)在運(yùn)行時(shí)，由PLC控制系統(tǒng)對采煤機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，確定采煤機(jī)的運(yùn)行方向，然后將控制指令傳輸?shù)綄��?yīng)的變頻控制器，使驅(qū)動電機(jī)保持恒定的輸出扭矩。若采煤機(jī)為上行狀態(tài)，則電機(jī)的輸出扭矩為逆時(shí)針方向，在輸出扭矩作用下采煤機(jī)的拖纜裝置電機(jī)軸處于受力不平衡的狀態(tài)，采煤機(jī)的電纜夾將在拖纜裝置的帶動下沿著采煤機(jī)的運(yùn)行方向而運(yùn)動，此時(shí)拖纜裝置內(nèi)的電纜夾處于受力伸長狀態(tài)，當(dāng)采煤機(jī)的運(yùn)行停止后，拖纜夾在驅(qū)動電機(jī)的作用下繼續(xù)運(yùn)行，直到受到拖纜夾的反作用力和電機(jī)的輸出扭矩平衡后拖纜裝置停止運(yùn)行，并將控制信號傳輸給PLC控制中心，驅(qū)動電機(jī)停止運(yùn)行。

　　若采煤機(jī)處于下行狀態(tài)，電纜夾則會拉動拖纜輪同步運(yùn)動，其拉動力來自于采煤機(jī)的下行運(yùn)動，此時(shí)阻礙拖纜夾運(yùn)行的力主要是拖纜架和鏈傳動系統(tǒng)上的摩擦阻力，系統(tǒng)根據(jù)摩擦阻力的大小控制變頻器的輸出信號，使電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩和摩擦阻力保持一致，其轉(zhuǎn)矩方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，在采煤機(jī)的帶動下拖纜夾順著采煤機(jī)的方向運(yùn)行，采煤機(jī)停止運(yùn)行時(shí)拖纜裝置同步停止運(yùn)行，從而避免了電纜的堆疊。該拖纜控制模式具有控制流程簡單、可靠性好的優(yōu)點(diǎn)，能夠最大限度地利用采煤機(jī)自身的運(yùn)動狀態(tài)帶動拖纜夾的運(yùn)行，提高其使用經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。

　　3拖纜裝置控制流程

　　該控制核心均在于對采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的判斷，然后根據(jù)判斷結(jié)果選擇合適的控制邏輯。當(dāng)采煤機(jī)工作時(shí)，系統(tǒng)首先對采煤機(jī)運(yùn)動進(jìn)行判斷，若采煤機(jī)靜止則系統(tǒng)不發(fā)出控制信號，若采煤機(jī)運(yùn)動，則系統(tǒng)根據(jù)采集的采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信號發(fā)出相關(guān)的控制指令，控制拖纜裝置的自動運(yùn)行。系統(tǒng)在運(yùn)行過程中還具有故障自檢功能，若判斷系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障，則發(fā)出停機(jī)信號并進(jìn)行聲光報(bào)警，同時(shí)將故障位置和原因顯示在屏幕上，便于相關(guān)人員及時(shí)跟進(jìn)維護(hù)，滿足運(yùn)行穩(wěn)定性的需求。該控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對采煤機(jī)拖纜裝置運(yùn)行狀態(tài)的智能調(diào)控，有效避免了電纜在運(yùn)動過程中的二次折疊問題，提升了電纜的使用壽命和可靠性。

　　4結(jié)論

　　1)該系統(tǒng)具有恒扭矩控制模式，以驅(qū)動電機(jī)輸出的扭矩為定值控制，具有控制流程簡單、可靠性好的優(yōu)點(diǎn)，能夠最大限度地利用采煤機(jī)自身的運(yùn)動狀態(tài)帶動拖纜夾的運(yùn)行，提高其使用經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。2)該控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對采煤機(jī)拖纜裝置運(yùn)行狀態(tài)的智能調(diào)控，有效避免了電纜在運(yùn)動過程中的二次折疊問題，提升了電纜的使用壽命和可靠性。

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　　作者：李世展