[發明專利]一種采煤機滾筒自動調高控制系統及其工作方法

有效

• 申請號: 201510082445.3
• 申請日: 2015-02-15
• 公開（公告）號: CN104695957A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發明（設計）人: 曾慶良;張海忠;張鑫;萬麗榮;王亮;仉毅;王成龍;劉志海;王新超;高忠燕
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E21C35/24
• 分類號: E21C35/24;E21C25/06
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

1.一種采煤機滾筒自動調高控制系統，其特征在于，包括模糊控制器、數據采集裝置、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和電磁比例閥，所述第一壓力傳感器設置在采煤機調高油缸無桿腔管路接頭上，所述第二壓力傳感器設置在采煤機調高油缸有桿腔管路接頭上，所述電磁比例閥設置在采煤機調高液壓回路上；所述第一壓力傳感器和第二壓力傳感器均與所述的數據采集裝置連接，所述數據采集裝置與模糊控制器連接，所述模糊控制器與電磁比例閥連接。

2.如權利要求1所述的采煤機滾筒自動調高控制系統，其特征在于，所述采煤機滾筒自動調高控制系統還包括顯示器和鍵盤，所述顯示器和鍵盤均與模糊控制器連接。

3.如權利要求1或2所述的采煤機滾筒自動調高控制系統，其特征在于，所述數據采集裝置選用研華股份有限公司生產的型號為PCI-1711U的數據采集卡；所述第一壓力傳感器和第二壓力傳感器均選用瑞士KISTLER儀器股份公司生產的型號為SM20RE250-HKC的防爆型壓力變送器；所述電磁比例閥選用博世力士樂公司生產的的型號為4WRZE16E100-7X/6EG24ETK31A1M的不帶電氣位置反饋的先導三位四通比例方向閥。

4.如權利要求1或2所述的采煤機滾筒自動調高控制系統，其特征在于，所述模糊控制器選用西門子公司生產的型號為S7-221的PLC，或選用德州儀器公司生產的MSP430系列中型號為MSP430F6659IZQW的單片機，或選用研華股份有限公司生產的帶PCI/PCIe擴展的型號為ARK-5260的嵌入式工控機，或選用PC計算機。

5.一種如權利要求1至4任一項所述的采煤機滾筒自動調高控制系統的工作方法，包括信號采集、數據處理、模糊運算和指令輸出，其中，

(1)信號采集：所述第一壓力傳感器和第二壓力傳感器分別測量調高油缸無桿腔和調高油缸有桿腔的壓力信號并將壓力信號傳輸給數據采集裝置，所述數據采集裝置對壓力信號進行濾波處理后得到壓力原始數據，并將壓力原始數據傳輸給模糊控制器；

(2)數據處理：所述模糊控制器內部的數據處理程序根據接收到的壓力原始數據計算出調高油缸的負載壓力和負載壓力變化率；

(3)模糊運算：所述模糊控制器對步驟(2)中計算出的負載壓力和負載壓力變化率進行模糊化處理，在其對應的模糊子集上由隸屬度函數計算出隸屬度值作為其對應的模糊化值，然后根據模糊規則表中的模糊規則分別計算每條規則結論的適配度：取每條模糊規則下的負載壓力模糊化值、負載壓力變化率模糊化值以及電磁比例閥控制電流模糊子集隸屬度函數三者的交運算結果作為該條模糊規則結論的適配度，最后將所有模糊規則結論適配度的并運算結果作為控制器模糊運算結果；

(4)指令輸出：所述模糊控制器利用重心法對控制器模糊運算結果解模糊得到模糊控制器輸出即電磁比例閥的控制信號，所述控制信號控制改變電磁比例閥閥芯運動方向和閥口開度以改變進出調高油缸的流量，從而改變調高油缸活塞桿位移，最終實現對滾筒的自動調高控制。

6.如權利要求5所述的采煤機滾筒自動調高控制系統的工作方法，其特征在于，步驟(1)中，所述濾波處理是指數據采集裝置采用中位值平均濾波法對第一壓力傳感器和第二壓力傳感器傳輸的壓力信號進行濾波處理，其具體過程包括：連續采樣N個數據，然后采用冒泡法原理對采集到的N個數據進行排序，找出N個采樣數據中的最大值和最小值，去掉最大值和最小值，然后計算余下的N-2個數據的算術平均值，N值的選取為3-14。