斗轮机全自动控制系统介绍
目 录,一、当前斗轮机常见控制方式 二、斗轮机全自动控制改造必要性 三、全自动控制系统概述 四、斗轮机自控系统结构配置 五、自控系统的操作 六、全自动改造效果,一、当前斗轮机常见控制方式,目前大多斗轮机的控制方式基本上分为纯手动模式以及半自动模式。 纯手动模式下，斗轮机的所有运行机构包括辅助机构，均需要手动逐个操作（如：大车行走、悬臂俯仰、悬臂回转、液压马达、大车夹轨器、悬臂皮带、尾车皮带、裙板挡板等）。 在取料或者堆料运行模式下，都需要先将所有辅助设备开启后等待煤控的作业指令，才可以开始人工手动作业。,一、当前斗轮机常见控制方式,纯手动作业要求司机注意力高度集中，一般情况下左手控制大车前进/后退、右手控制悬臂的俯仰以及左右回转（回转大多都是分档速度控制而非无极调速，所以在手动取料时要频繁操作右手柄的左右档位）。 纯手动模式下，要求司机时刻监视斗轮部工作状态，要防止煤层坍塌、取料切入过深，同时观测皮带电子称的数据，手动调节取料回转速度来控制瞬时取煤量稳定。 在手动堆料时，要求司机实时监视煤堆高度，防止悬臂皮带磨到煤堆。因为堆煤手动操作少，时间很长，特别夜间作业，司机容易打瞌睡，所以夜间作业的劳动强度非常大。 手动作业受雨雾天气影响较大，影响司机的视线；夜间作业斗轮机头部照明的大灯会经常过热保护自动关闭，此时司机作业时需要更加谨慎，防止斗轮机过载或者手动回转时碰撞到煤堆。,一、当前斗轮机常见控制方式,手动操作模式下，由堆料转分流或者是由分流转堆料的工况： 1.需要司机手动先解除联锁，然后切换操作模式 2.等待煤控的允许信号 3.把联锁投入 注：因为分流/堆料工况下，对应的裙板、挡板等工作位置是不同的，所以如 果不先把联锁解除，而直接进行切换，就会导致斗轮机跳机，联锁停止悬臂皮带，进而也会停止地面皮带，会严重影响工作效率，增加机械设备的冲击。,一、当前斗轮机常见控制方式,半自动运行模式，取料方式下，需要司机手动确定当前取料的左右回转边界角度。 取料回转速度控制，基本上还是基于回转角度，按照COS角度关系来计算回转速度，靠近内角速度慢，靠近外角速度快。 增加一个斗轮过载保护停回转，这种控制方式下，如果煤堆是比较完整的，控制效果还行，如果是煤堆不是很规则，尤其是取上层煤时，会经常导致回转停止，从而影响取料效率。,一、当前斗轮机常见控制方式,半自动运行模式，取料方式下： 开始作业前，首先需要司机将斗轮定位到取料初始位置。 这个过程对司机的操作技能要求非常高，尤其是夜间作业，司机只能看监控视频来控制斗轮位置，斗轮纵向的切入深度要恰到好处，就更加困难。,二、斗轮机全自动控制改造必要性,总结上述目前斗轮机的常见操作模式，整理出一下几个方面的因素，提出对斗轮机全自动控制改造的必要性。 1.减少手动操作，实现一键斗轮机启停（包括所有辅助机构的控制）。 2.开始作业后，不再需要手动操作，实现全流程全自动控制。 3.回转速度实现无极全范围调速。,二、斗轮机全自动控制改造必要性,4.提高悬臂皮带瞬时流量实时监测的精确性。 5.实现取料流量稳定控制（采用PID闭环控制）。 6.采用大功率雷达料位计来实时监测堆料的煤堆高度。 7.堆料/分流不停机勿扰动切换，全自动控制联锁投入与解除。 8.智能化煤堆识别，取料边界角度实时动态调整，提高作业效率。,二、斗轮机全自动控制改造必要性,9.斗轮机全自动定位程序，实现斗轮位置自动精确定位。,三、全自动控制系统概述,系统组成： 斗轮机控制系统，视频监控系统，门禁系统 系统功能： 斗轮机控制系统 在煤控室实现远程全自动取煤，堆煤的控制。包括悬臂回转、俯仰，大车进退等全部自动执行。 视频监控系统 设置7个视频监视探头，实现在煤控室监视。 门禁系统 在全自动控制下限制非操作人员进入斗轮机司机室和电气室。,三、全自动控制系统概述,四、斗轮机自控系统结构配置,煤控室配置一台工程师兼操作员站、一台操作员站、一台视频监视主机。两台工作站配置一样，均从PLC读取数据，实现远程监控，上位机监控软件为Iifx5.5中文版。 煤控与斗轮机之间的通讯介质为光缆（含PLC控制信号和视频信号）。 斗轮机上配置有用于视频监控的硬盘录像机，由该录像机采集现场总共7个摄像头的视频信号，然后发送到煤控室视频主机，实现图像显示。 斗轮机的大车位置，悬臂俯仰角度，悬臂回转角度都由GPS卫星信号来定位，所有位置信号无需人工手动校准。卫星天线安装与悬臂头部（左右侧个一只），GPS主机安装在斗轮液压油站旁边的电气柜内。 卫星定位信号通过以太网通讯传给PLC控制器。,四、斗轮机自控系统结构配置,悬臂皮带头部右侧安装了一只大功率雷达料位计，用来测定堆料料堆高度。 悬臂皮带靠近斗轮侧安装了一只激光扫描型煤流量检查装置，用来实时扫描悬臂皮带上的瞬时煤流量。 悬臂头部左右侧安装了两只激光扫描器，用来扫描煤堆的形状，自动盘煤的时候，这两只激光扫描器会将扫描探头伸出。 大车下部的前方和后方各安装了2只超声波测距仪，用作大车行走障碍物监测，当有前方或后方障碍物时，大车停止行走，当障碍物移除后，大车可以继续行走。,四、斗轮机自控系统结构配置,五、自控系统的操作,五、自控系统的操作,五、自控系统的操作,五、自控系统的操作,点击主令合闸-弹出如图4-4的二次确认框，-点击确认。 程序自动将主电源开关合闸，并将大车行走使能、回转使能、行走低速、俯仰主辅油泵启动、行走夹轨器松开。,五、自控系统的操作,允许定位标志灯亮后，点击启动定位，这时定位流程开始，直到定位完成标志灯亮，定位流程完成。 定位过程中，如果是取料模式，一旦地面皮带运行，悬臂皮带和斗轮就会自动开启运行。,某些情况下（如取下层煤，不想取太低）可以手动点击“强制定位完成”按钮，即在悬臂没有完全下放到位的情况下，提早确定定位完成，斗轮机就会在当前俯仰角度下开始下层煤的取料作业。,点击“强制定位完成”按钮的作用：在堆取料过程中停止作业后，再次在原地作业时，可以跳过定位程序，此时可以强制定位完成。,五、自控系统的操作,定位完成后，斗轮、皮带运行完毕后，取料就绪标志灯亮，此时单击开始作业，自动取料模式运行。 若定位完成，斗轮、皮带都启动完成后，取料就绪指示灯未亮，可单击取料就绪指示灯查看原因。,五、自控系统的操作,司机在司机室按照手动取料的模式开启斗轮机，进行一段取料后（悬臂处在回转中部位置而非左右边界位置时），直接将司机室左操作台面上的“手动/自动”切换开关打到自动位置，此时自动模式将接管运行 自动系统会自动复位当前操作台上面的所有开关设置，无需再在上位机界面上面进行任何设置，自动模式启动完成。 自动模式要切换为手动模式，需要将司机室面板上的取料相关旋钮打到取料运行位，然后将自动切换按钮打到手动模式。,五、自控系统的操作,在自动取料过程中，有时会因为多种原因，如加堆、下雨等，导致煤形内外边界不一，导致取煤时边界取不干净，或者过度旋转，使空载时间增加，影响效率。 自动堆煤过程中有时也会需要增加堆煤宽度。此时就需要调整堆煤或者取煤的临界边界角度，以提高效率。,在临时设定中输入设定量，点击确认，即可调整回转边界角度。 在自动堆料过程中，也可以临时设定堆料的左右边界回转角度。,六、全自动改造效果,总体效果： 实现远程全自动控制（就地无人值守） 降低了操作人员的劳动强度 提高了斗轮机作业效率，减少了设备空跑时间，更加节能 降低设备运行的故障率，减少机械冲击 全自动运行，设备本身不会疲劳，更加安全,六、全自动改造效果,全新技术的应用： GPS卫星定位技术，定位精度5cm，响应快且无需校准。 煤流激光扫描，瞬时流量检查更加精准，不受天气环境影响。 煤堆3D成像技术，实现了实时盘煤，盘煤模型数据参与全自动作业控制。 斗轮机全自动定位技术，可实现盲取，实现就地无人值守。 恒取料量控制技术，实现取煤量的稳定控制（PID闭环控制）。 全自动取料、堆料、分流流程控制技术，无需人工干预。,
