采煤機(jī)電氣試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種采煤機(jī)電氣試驗(yàn)臺(tái)，該采煤機(jī)電氣試驗(yàn)臺(tái)包括由前面板和后面板構(gòu)成的雙面框架，其中，前面板包含：用于進(jìn)行試驗(yàn)臺(tái)整體操作的操作面板、用于模擬采煤機(jī)操作過(guò)程的模擬動(dòng)作系統(tǒng)、用于顯示操作信息的顯示裝置；后面板包含：對(duì)所模擬的采煤機(jī)操作進(jìn)行電控制的弱電部分、對(duì)所模擬的采煤機(jī)的操作過(guò)程上電并提供電信號(hào)的強(qiáng)電部分。上述電氣試驗(yàn)臺(tái)的使用可減小返工率，降低維護(hù)和修理成本，確保操作人員安全，盡可能避免經(jīng)濟(jì)損失。
【專利說(shuō)明】采煤機(jī)電氣試驗(yàn)臺(tái)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型裝置涉及一種采煤機(jī)電氣試驗(yàn)臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，我國(guó)高產(chǎn)高效礦井猛增，采煤機(jī)作為煤炭開(kāi)采的核心設(shè)備正發(fā)揮著日益重要的作用。從50年代以來(lái)，世界各國(guó)相繼研制出各具特色的滾筒式采煤機(jī)，后又經(jīng)各國(guó)在長(zhǎng)壁工作面開(kāi)采工藝和設(shè)備方面進(jìn)行了一系列卓有成效的改革和技術(shù)開(kāi)發(fā)工作，至今形成了較為可靠且性能優(yōu)良的采煤機(jī)。就現(xiàn)在的采煤機(jī)維修技術(shù)而言，往往直到采煤機(jī)整機(jī)測(cè)試時(shí)，電氣元件故障才能被發(fā)現(xiàn)。然而，組裝后的電控箱空間狹小，維修困難，這給采煤機(jī)維修帶來(lái)了很大不便，嚴(yán)重影響維修效率。因此，對(duì)于采煤機(jī)中關(guān)鍵分立元件進(jìn)行組裝前的測(cè)試就成為了一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
[0003]以往，組裝前的測(cè)試僅限于檢測(cè)接觸器、繼電器等接通額定電壓后主觸點(diǎn)、輔觸點(diǎn)的吸合狀況。對(duì)于許多關(guān)鍵性元件則只能目測(cè)，例如，中央控制器(CCU)、JNA顯示計(jì)算器(邛0、數(shù)字輸入輸出模塊(01010、遠(yuǎn)程輸入輸出模塊(1?10)、變頻器(￥?0)、電源模塊(BSM)0而這些關(guān)鍵性元件在數(shù)據(jù)通訊功能完好性方面的驗(yàn)證更是無(wú)從談起。這些關(guān)鍵性電氣元件在采煤機(jī)中卻具有極大成本，而且它的好壞直接決定采煤機(jī)在井下的運(yùn)行工況。
[0004]特別地，高可靠性采煤機(jī)的制造商為了技術(shù)壟斷，往往對(duì)采煤機(jī)內(nèi)部的電子元件進(jìn)行封膠及消掉關(guān)鍵芯片的信息，對(duì)外圍接口進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。因此，通常的測(cè)試維修往往僅限于對(duì)常規(guī)電子元件的接觸器進(jìn)行額定電壓測(cè)試，其余電子元件則只有等到采煤機(jī)整機(jī)組裝后才能進(jìn)行空載測(cè)試。在這種操作模式下，如果部分電子元件仍存在故障，則受到電控箱狹小空間的限制，就必須將與之相關(guān)的電子元件進(jìn)行重新拆解。即使如此，操作人員依然很難馬上鎖定故障點(diǎn)。組裝和拆解可能需要往復(fù)多次，容易造成較高的配件損壞率。另外，如果由于故障而需要在井下?lián)屝?，就必須?duì)防爆蓋板進(jìn)行反復(fù)拆裝，使防爆面有效使用期縮短，達(dá)不到防爆要求，這樣，操作人員的安全就無(wú)法得到保障，而且會(huì)造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。`
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型提供了一種采煤機(jī)電氣試驗(yàn)臺(tái)，旨在解決現(xiàn)有采煤機(jī)電子件測(cè)試手段低下、無(wú)法聯(lián)機(jī)通訊以及對(duì)于培訓(xùn)員工無(wú)法實(shí)際操作等諸多缺點(diǎn)。
[0006]具體而言，本實(shí)用新型提供一種采煤機(jī)電氣試驗(yàn)臺(tái)，該采煤機(jī)電氣試驗(yàn)臺(tái)包括由前面板和后面板構(gòu)成的雙面框架，其中，前面板包含:用于進(jìn)行試驗(yàn)臺(tái)整體操作的操作面板、用于模擬采煤機(jī)操作過(guò)程的模擬動(dòng)作系統(tǒng)、用于顯示操作結(jié)構(gòu)的顯示裝置；后面板包含:對(duì)所模擬的采煤機(jī)操作進(jìn)行電控制的弱電部分、對(duì)所模擬的采煤機(jī)的操作過(guò)程上電并提供電信號(hào)的強(qiáng)電部分。
[0007]優(yōu)選地，所述操作面板包括替代采煤機(jī)原有電機(jī)的白熾燈。
[0008]更優(yōu)選地，所述原有電機(jī)包括左截割電機(jī)、右截割電機(jī)、破碎電機(jī)、泵電機(jī)。[0009]優(yōu)選地，所述操作面板包括中央控制器和變頻器，在中央控制器與變頻器相連的點(diǎn)上加設(shè)開(kāi)路與短路故障點(diǎn)。
[0010]優(yōu)選地，所述操作面板包括遙控器，遙控器上設(shè)置用于模擬采煤機(jī)操作控制的按鈕。
[0011]更優(yōu)選地，所述按鈕包括搖臂升降按鈕、速度牽引按鈕、駐車按鈕。
[0012]優(yōu)選地,在強(qiáng)電部分和弱電部分之間設(shè)有起隔尚作用的有機(jī)玻璃。
[0013]通過(guò)采用上述采煤機(jī)電氣試驗(yàn)臺(tái)，在組裝前即可對(duì)每個(gè)電子件進(jìn)行測(cè)試，減小了返工率。在井下進(jìn)行故障測(cè)試時(shí)所出現(xiàn)的軟故障可通過(guò)數(shù)據(jù)盤(pán)導(dǎo)出，由此在測(cè)試平臺(tái)上人為干預(yù)，進(jìn)行綜合系統(tǒng)分析。因此，大大降低了維護(hù)和修理成本，延長(zhǎng)了使用壽命，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1示出根據(jù)本實(shí)用新型的采煤機(jī)電氣試驗(yàn)臺(tái)的系統(tǒng)框架圖；
[0015]圖2和3分別不出了 RIO設(shè)置故障圖和(XU設(shè)置故障圖；
[0016]圖4示出根據(jù)本實(shí)用新型的采煤機(jī)測(cè)試平臺(tái)的動(dòng)力回路圖；
[0017]圖5示出相應(yīng)的JOS系統(tǒng)框架圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本實(shí)用新型的采煤機(jī)電氣試驗(yàn)臺(tái)考慮到在測(cè)試過(guò)程中拆裝電子元件的快速性而優(yōu)選設(shè)計(jì)為雙面框架，前面板為操作面板、模擬動(dòng)作機(jī)構(gòu)及顯示裝置，后面板上部安裝弱電部分，后面板下部安裝強(qiáng)電部分，并可用有機(jī)玻璃做隔離防護(hù)，操作上較為安全且一目了然。
[0019]所述操作面板用來(lái)模擬采煤機(jī)的整體操作，因此，操作面板可以理解為采煤機(jī)的小型化模擬。操作面板上可以采用采煤機(jī)的原機(jī)配件。當(dāng)然，考慮到投入成本，優(yōu)選采用白熾燈來(lái)替代采煤機(jī)中原有的各電機(jī)，例如左截割電機(jī)、右截割電機(jī)、破碎電機(jī)等等。
[0020]所述弱電部分負(fù)責(zé)對(duì)所模擬的采煤機(jī)整體進(jìn)行電控制。而強(qiáng)電部分負(fù)責(zé)對(duì)所模擬的采煤機(jī)上電并提供電信號(hào)。模擬動(dòng)作系統(tǒng)可模擬采煤機(jī)的操作過(guò)程，其操作可顯示在顯示裝置上。
[0021]圖1示出根據(jù)本實(shí)用新型的采煤機(jī)電氣試驗(yàn)臺(tái)的系統(tǒng)框架圖，作為補(bǔ)充，圖5示出相應(yīng)的JOS系統(tǒng)框架圖。如圖1所示，將控制采煤機(jī)所有電機(jī)(在模擬系統(tǒng)中，如上文所述，用白熾燈替代)的接觸器連接到各自的智能電流傳感器(MCT)上，智能電流傳感器與遠(yuǎn)程IO模塊雙向通訊，遠(yuǎn)程IO模塊通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(INTERBUS)連接到中央控制器(CXU)，中央控制器與顯示計(jì)算機(jī)(JDC)通過(guò)以太網(wǎng)口及接頭轉(zhuǎn)換而進(jìn)行通信，可采用鍵盤(pán)和鼠標(biāo)來(lái)連接顯示計(jì)算機(jī)從而進(jìn)行人機(jī)對(duì)話。與CCU相連的接收器(如圖中所示的左接收器)，通過(guò)來(lái)自搖控器的指令作出相關(guān)的動(dòng)作。作為控制采煤機(jī)行走的變頻器，通過(guò)CANBUS總線與CXU相互通訊。通過(guò)來(lái)自CXU的指令，執(zhí)行電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)及與之相關(guān)的一系列的保護(hù)。D10M1、2作為I/O控制設(shè)備，通過(guò)電磁閥，執(zhí)行與之相連的油缸動(dòng)作。D10M3聯(lián)接有載、無(wú)載繼電器把這些開(kāi)關(guān)量信號(hào)送入CCU。操作中，如果采煤機(jī)測(cè)試臺(tái)上模擬電機(jī)的白熾燈出現(xiàn)故障，則智能電流傳感器將通過(guò)相應(yīng)接觸器感測(cè)到故障信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)同時(shí)進(jìn)行電流放大。電信號(hào)將通過(guò)遠(yuǎn)程I/O模塊傳送到中央控制器，則在與中央控制器連接的顯示計(jì)算機(jī)上將顯示出故障情況，由此，通過(guò)接收器對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行查詢、診斷，從而快速鎖定故障、排除故障。為了保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)在井下惡劣的環(huán)境中高可靠的運(yùn)行，本裝置模擬加設(shè)了許多故障點(diǎn)。
[0022]通過(guò)如圖1所示的檢測(cè)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于采煤機(jī)的故障分析、規(guī)律尋找，使工人能較為容易地發(fā)現(xiàn)并排除故障。
[0023]同時(shí)可以在CCU與變頻器相連的點(diǎn)上加設(shè)開(kāi)路與短路故障點(diǎn)，當(dāng)異常發(fā)生時(shí)，將通過(guò)CAN總線傳送到中央控制器并顯示在顯示計(jì)算機(jī)上。如果發(fā)生的故障優(yōu)先級(jí)低，只作用于報(bào)警，不會(huì)讓本裝置停機(jī)，如果發(fā)生的故障是致命性的，則CCU發(fā)出指令作用于ESR(急停繼電器)，所用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)停機(jī)，被迫檢修，此時(shí)連接于中央控制器上的USB接口將記錄所有相關(guān)信息。
[0024]例如圖2和3分別不出了 RIO設(shè)置故障圖和(XU設(shè)置故障圖。
[0025]上述工作流程都可以在根據(jù)本實(shí)用新型的采煤機(jī)電氣試驗(yàn)臺(tái)的控制面板上進(jìn)行操作而得以實(shí)現(xiàn)。在控制面板上設(shè)置多個(gè)旋鈕和旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)試控制操作。
[0026]圖4即示出根據(jù)本實(shí)用新型的采煤機(jī)測(cè)試平臺(tái)的動(dòng)力回路圖。
[0027]例如，在操作面板中，可以把采煤機(jī)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)打開(kāi)到“開(kāi)”的位置，等待一段時(shí)間(例如幾分鐘)后，顯示裝置進(jìn)入組態(tài)主畫(huà)面，再按下遙控器上的“0N”按鈕，此時(shí)顯示器顯示“機(jī)器空閑”。如按住遙控器“0N/2nd”(開(kāi)/第二功能鍵)按鈕，同時(shí)按下“HALT/MOTOR”(駐車/電機(jī))按鈕，發(fā)出啟動(dòng)油泵的命令。泵預(yù)啟動(dòng)報(bào)警響過(guò)一段時(shí)間(例如5秒)后，急停(ESR)繼電器得電，顯示裝置的顯示屏將顯示“ESR/0N”(急停繼電器得電)，泵電動(dòng)機(jī)將起動(dòng)。相應(yīng)地，指示泵電動(dòng)機(jī)的白熾燈亮起。此時(shí)松開(kāi)兩個(gè)按鈕，再同時(shí)按下，然后截割電動(dòng)機(jī)預(yù)起動(dòng)報(bào)警響起(例如，持續(xù)約5秒鐘)。如果僅選中了一臺(tái)截割電動(dòng)機(jī)，則只有一臺(tái)截割電動(dòng)機(jī)起動(dòng)(顯示為相應(yīng)的白熾燈亮起)。如果選中了兩臺(tái)截割電動(dòng)機(jī)，則例如左截割電動(dòng)機(jī)先啟動(dòng)，隨后右截割電動(dòng)機(jī)再行啟動(dòng)。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行后松開(kāi)兩個(gè)按鈕。此時(shí)截割電動(dòng)機(jī)指示器亮起，同時(shí)左右滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)。在松開(kāi)兩個(gè)按鈕后，再同時(shí)按下，則將發(fā)出破碎機(jī)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)指令。此時(shí)破碎機(jī)電動(dòng)機(jī)指示燈亮起。
[0028]如按下遙控器“左/右搖臂升”按鈕，直到搖臂升到目標(biāo)高度，則此時(shí)對(duì)應(yīng)的指示燈亮起。松開(kāi)按鈕，則搖臂將保持在此高度。
[0029]如按下遙控器“左/右搖臂降”按鈕，直到搖臂降到目標(biāo)高度，則此時(shí)對(duì)應(yīng)的指示燈亮起。松開(kāi)按鈕，則搖臂將保持在此高度。
[0030]如按下遙控器“向左/右牽引”按鈕，則表示采煤機(jī)牽引速度將增大，當(dāng)達(dá)到目標(biāo)速度時(shí)，松開(kāi)該按鈕，控制系統(tǒng)將保持此速度牽引。按下“向右/左牽引”按鈕時(shí)降低牽引速度。
[0031]如按下遙控器“駐車/電機(jī)”按鈕，然后再選擇相反方向按鈕，則可以改變采煤機(jī)牽引方向。
[0032]通過(guò)旋轉(zhuǎn)操作面板上一組旋鈕就可以人為地調(diào)節(jié)左右截割電機(jī)、破碎電機(jī)、左右牽引電機(jī)、泵電機(jī)、變壓器、BSM、逆變器等原件的溫度，觀察在何種情況下報(bào)警、何種情況下跳閘等等。伴隨著顯示裝置記錄異常情況下表征出的相應(yīng)代碼及幫助信息。
[0033]通過(guò)旋轉(zhuǎn)操作面板上另一組旋鈕就可以人為地調(diào)節(jié)左右截割電機(jī)、破碎電機(jī)、左右牽引電機(jī)、泵電機(jī)的電流，來(lái)觀察電流增至哪個(gè)值報(bào)警、增至哪個(gè)值跳閘。伴隨著顯示裝置記錄異常情況下表征出的相應(yīng)代碼及幫助信息。
[0034]通過(guò)旋鈕“開(kāi)/關(guān)”、人為開(kāi)路、短路總線及控制線路，就可以虛擬顯示采煤機(jī)各種調(diào)試及井下處理采煤機(jī)故障時(shí)暴露出來(lái)的問(wèn)題，從而幫助維修人員快速找到并排除故障。
[0035]通過(guò)插拔操作面板上的電纜和旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)旋鈕，斷開(kāi)相應(yīng)的外部傳感器，就可以分析傳感器在開(kāi)路、短路的情況下，顯示裝置會(huì)表征出何種代碼及故障信息，何種傳感器在必要情況下可以屏蔽，何種傳感器的優(yōu)先級(jí)較高。
[0036]面板上的指示燈顯示相關(guān)電壓、搖臂升降動(dòng)作狀態(tài)、反饋的指示。可以采用一系列三位四通閥動(dòng)作狀態(tài)、反饋、空載、有載漏電的指示，通訊故障的指示及部分傳感器工作指
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[0037]考慮到根據(jù)本實(shí)用新型的采煤機(jī)測(cè)試平臺(tái)主要為培訓(xùn)之用，并非對(duì)實(shí)際的采煤機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作，因此為培訓(xùn)之便，對(duì)原采煤機(jī)的一些系統(tǒng)參數(shù)以及元件作了一定程度的替換。例如，原采煤機(jī)的系統(tǒng)電壓一般為3.3kV，考慮到電壓過(guò)高會(huì)增大安全隱患且增加投入成本，因此可考慮選用380V電源替代采煤機(jī)的3.3kV電源?？紤]到測(cè)試臺(tái)啟動(dòng)電流較大，“合/分”斷路器的使用可能會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，因此可考慮替代使用先導(dǎo)回路。為了易于分析和對(duì)比出現(xiàn)故障時(shí)與顯示信息的相關(guān)性，可選定在關(guān)鍵回路串入開(kāi)關(guān)點(diǎn)，模擬量采集點(diǎn)可考慮使用4-20mA信號(hào)?？刹捎眠^(guò)溫保護(hù)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)模擬調(diào)節(jié)。另外，考慮到投入成本，可采用白熾燈替代各種電機(jī)。各主要故障點(diǎn)采用燈光顯示，易于進(jìn)行故障診斷。
[0038]本實(shí)用新型的采煤機(jī)測(cè)試平臺(tái)，采用開(kāi)放式固定，部分電線、電纜之間采用快速接頭聯(lián)接，互換效率高、操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性強(qiáng)、可靠性高。
[0039]本采煤機(jī)測(cè)試平臺(tái)，在強(qiáng)弱電系統(tǒng)之間采用物理隔離，尤其在強(qiáng)電部分可使用透明絕緣板進(jìn)行隔離防護(hù)，既可一目了然地觀察強(qiáng)電元件的工作狀態(tài)，同時(shí)也可以有效地防止觸電的危險(xiǎn)。
[0040]整個(gè)測(cè)試平臺(tái)系統(tǒng)以電子件測(cè)試為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)預(yù)測(cè)到的故障點(diǎn)用燈光顯示，使得測(cè)試操作更為直觀。
[0041]另外，整個(gè)測(cè)試平臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，所用的電子件的安裝要求較低，適應(yīng)性較強(qiáng)。同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，工作安全性較高，測(cè)試效果較好。
[0042]另外，本測(cè)試平臺(tái)系統(tǒng)在外觀上可模擬近似一臺(tái)采煤機(jī)。操作面板可以設(shè)置多達(dá)100個(gè)按鈕和旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)，易于設(shè)置故障，與之相對(duì)應(yīng)的燈光做出相關(guān)應(yīng)答。特別地，在測(cè)試平臺(tái)兩側(cè)安裝兩個(gè)“小搖臂”接到對(duì)應(yīng)指令時(shí)，做出上升、下降、旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作。
[0043]綜合而言，采用本實(shí)用新型的采煤機(jī)測(cè)試平臺(tái)，在組裝前即可對(duì)每個(gè)電子件進(jìn)行測(cè)試，減小了返工率。在井下進(jìn)行故障測(cè)試時(shí)所出現(xiàn)的軟故障可通過(guò)數(shù)據(jù)盤(pán)導(dǎo)出，由此在測(cè)試平臺(tái)上人為干預(yù)，進(jìn)行綜合系統(tǒng)分析。因此，大大降低了維護(hù)和修理成本，延長(zhǎng)了使用壽命，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
[0044]本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以理解的是，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅限于上述實(shí)施例，所有對(duì)本實(shí)用新型的等同變換均落在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種采煤機(jī)電氣試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，該采煤機(jī)電氣試驗(yàn)臺(tái)包括由前面板和后面板構(gòu)成的雙面框架，其中，前面板包含:用于進(jìn)行試驗(yàn)臺(tái)整體操作的操作面板、用于模擬采煤機(jī)操作過(guò)程的模擬動(dòng)作系統(tǒng)、用于顯示操作結(jié)構(gòu)的顯示裝置；后面板包含:對(duì)所模擬的采煤機(jī)操作進(jìn)行電控制的弱電部分、對(duì)所模擬的采煤機(jī)的操作過(guò)程上電并提供電信號(hào)的強(qiáng)電部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采煤機(jī)電氣試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述操作面板包括替代采煤機(jī)原有電機(jī)的白熾燈。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采煤機(jī)電氣試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述原有電機(jī)包括左截割電機(jī)、右截割電機(jī)、破碎電機(jī)、泵電機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采煤機(jī)電氣試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述操作面板包括中央控制器和變頻器，在中央控制器與變頻器相連的點(diǎn)上加設(shè)開(kāi)路與短路故障點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的采煤機(jī)電氣試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述操作面板包括遙控器，遙控器上設(shè)置用于模擬采煤機(jī)操作控制的按鈕。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的采煤機(jī)電氣試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述按鈕包括搖臂升降按鈕、速度牽引按鈕、駐車按鈕。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采煤機(jī)電氣試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，在強(qiáng)電部分和弱電部分之間設(shè)有起隔尚作用的有機(jī)玻璃。
【文檔編號(hào)】G01M99/00GK203444041SQ201320547879
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】趙光瑞, 喬永軍, 云俊杰, 張文琦, 趙子飛, 馮繼生, 王海軍 申請(qǐng)人:中國(guó)神華能源股份有限公司, 神華神東煤炭集團(tuán)有限責(zé)任公司