[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

技術領域

本發明涉及一種采煤機滾筒自動調高控制系統及其工作方法，屬于礦井采煤設備技術領域。

背景技術

采煤機是綜合機械化采煤工作面的主要設備之一，采煤機的自動化是整個工作面自動化的中心環節，而滾筒高度的自動調節是實現采煤機自動化的一個主要方面。在采煤機滾筒高度調節控制方面，除國內外少數先進采煤機廠家采用記憶智能程控進行滾筒高度控制外，大部分是人工控制調高，即操作工人靠個人視力觀察并結合截割噪音來判斷采煤機滾筒是在割煤還是割巖，以便調節滾筒的高度。然而采煤機在割煤過程中，大量煤巖粉塵的產生，使工作面能見度降低，同時機器噪音很大，致使操作工人難以準確及時判斷采煤機的截割狀態，很難及時作出合理的操作。尤其在薄煤層工作面，作業條件差，作業空間小，工人行走不便，使得操作人員難以及時調節滾筒的高度。為了提高采煤機的智能化，將工人從惡劣的工作環境和繁重的體力勞動中解放出來，需要對采煤機進行改進使其滾筒能夠自動調節。

中國專利文獻CN103216233A公開了一種薄煤層煤巖界面識別及滾筒自動調高的方法，該方法利用在截割電動機上安裝電流傳感器，帶采煤機截割電動機先割一刀作為示范刀，記錄其中割到煤層與巖層后各自的電流值情況，此電流值作為煤層與巖層電流限值；采煤機進刀后前滾筒搖臂自動上擺，采煤機后滾筒自動向下擺，通過檢測電流的波動范圍，識別煤巖層，以煤與巖層不同的電流限值自動調整采高；根據示范刀割煤過程中記錄下來的采煤機截割煤巖時的電流數據作為標準值來進行判斷。在識別煤巖界面的情況下，采煤機可以根據煤厚自動調整采高，提高采出率。該方法根據示范刀工作時電流信號的反饋進行煤巖的判斷，判斷是否割到巖層，從而確定煤巖界面及自動調整采高。但該方法在井下復雜的作業環境下，其自動調整采高的精度不能夠實現較為精準的控制。

中國專利文獻CN102852521A公開了一種基于圖像識別的采煤機滾筒自動調高方法，該方法采用數字相機等時間間隔同時獲取采煤機滾筒截割過的煤壁，滾筒正下方空中落煤和刮板機中部槽上煤堆的圖像，應用圖像識別技術分析技術每幅圖像中煤的成分占比，以3幅圖像煤成分占比的平均值和平均值增量作為輸入量，以滾筒高度調節量作為輸出量進行模糊控制，實現采煤機滾筒高度的自動調節。該方法需要理由數字相機等輔助工具，但是在礦井下作業，會有大量灰塵，工作環境相當惡劣，會影響數字相機的工作，很容易造成滾筒調高的不準確，其精度無法保證。

因此，亟需設計一種不受外界環境影響、數據反饋相對準確、感應相對靈敏的采煤機滾筒自動調高的控制系統及其工作方法。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種采煤機滾筒自動調高控制系統。

本發明還提供上述采煤機滾筒自動調高控制系統的工作方法。

本發明的技術方案如下：

一種采煤機滾筒自動調高控制系統，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。本發明提供的采煤機滾筒自動調高控制系統，所有傳感器通過信號線與數據采集裝置連接，數據采集裝置對所有傳感器信號進行濾波計算處理后，統一向模糊控制器發送濾波處理后的信號，模糊控制器首先計算出調高油缸油液壓力和壓力變化率，再根據調高油缸油液壓力和壓力變化率波動情況經過模擬推理判斷滾筒截割狀態，然后向電磁比例閥發送控制信號，以改變電磁比例閥閥芯運動方向和閥口開度，進而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。

優選的，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。此設計的優點在于，通過鍵盤實現向模糊控制器輸入一些參數的設置，顯示器用來顯示輸入的參數或系統工作參數，便于操作和觀察。

優選的，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。

優選的，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。

優選的，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。