采煤机电气控制系统设计开题报告

辽宁工程技术大学

本科毕业设计（论文）开 题 报 告

题 目指 导 教 师院（系、部）专 业 班 级学 号姓 名 期 采煤机电气控制系统设计 田 立 勇 机械工程学院 矿电11-1 1107250118 隋 然 2015年03月28日

教务处印制

1

日

一、选题的目的、意义和研究现状

随着科学技术的发展和矿井生产现代化要求的不断提高，绿色煤矿安全煤矿是对现代化煤矿的要求。采煤机在煤矿开采中起到重要作用，人们对采煤机工作特性的认识也在逐步深化，采煤机控制系统也逐步趋于完善，各种新技术、新工艺逐步应用于矿井采煤机中。 1设计目的： 本次毕业设计的题目是“采煤机电气控制系统设计”，为了提高采出率减少资源浪费，高效安全开采。 2设计意义： 研究采煤机电气系统有助于提高煤炭资源利用率；有助于工作面的生产效率；工作面自动化程度；采煤工作的劳动安全；降低劳动工人的劳动强度。 3设计现状： 目前，国外比较先进的采煤机控制系统有德国Eickhoff的IPC控制系统，美国JNY网络结构系统及日本三井三池的微机控制系统这些系统实现了采煤机的牵引系统控制，司机操作控制，关键系统的故障自诊断和保护。这些先进的系统在提高生产效率的同时可减少维护工作量，对生产流程的变更提供了相当的灵活性。 早期国产采煤机控制系统经历了继电器控制，中小闺蜜集成控制等阶段。上世纪90年始发展以单片机和PLC为核心的采煤机操作控制系统。煤科院上海分院采煤机械研究所在90年代后期开发了以PLC为核心的采煤机控制系统。2000年太原矿山机械厂开发了以8051单片机为核心的煤机控制系统。2002年中国矿业大学为太原矿山机械厂开发了以嵌入式单板计算机为核心的采煤机监控及故障诊断系统，该系统采用i586商业单板机，windows操作系统环境，监控及故障诊断软件采用标准C++开发。2004年鸡西煤机厂开发的以嵌入式一体化工控机为核心，外配基于485总显得IO模块的工控机控制系统。 目前国内用的较多的是以PLC和单片机集中控制系统.由于PLC不防爆，抗振动冲击能力不强，在煤矿井下适应性差。功能强的PLC又往往在结构上因为其通用性不够紧凑。现有的单片机集中控制系统，受单片机性能和芯片资源的，实现的功能过于简单，难以胜任现代化采煤机日益复杂和高级的控制要求。 二、研究方案及预期结果

（设计方案或论文主要研究内容、主要解决的问题、理论、方法、技术路线及论文框架等） 设计的内容是通过采煤机电气控制系统实现采煤机的控制。本次论文采用电气原理图为主体，组成采煤机电气控制系统。在其主电气系统内，将部分操作信号、部分保护信号以及设定的一些行程参数与PLC信号结合起来进行逻辑运算处理，从而控制整个采煤机的运行。 1设计内容： 2

（1）首先介绍本文的研究背景和意义，其次分析国内、外的研究现状，最后给出了本文的研究内容、研究方法和结构组织。 （2）主要介绍采煤机以及电动机选型。 （3）从总体上介绍采煤机电气控制系统设计，包括传感器，PLC，变频器等硬件选型。 （4）通过PLC控制实现采煤机电气控制系统智能化。 （5）主电路图接线设计以及PLC接线设计 （6）对本文的工作进行总结，并在总结的基础上对下一步工作进行展望。 2设计步骤： 第一步:明确设计任务。 第二步:确定系统总体设计方案,硬件选型设计。 第三步:详细采煤机电气控制系统设计。PLC接线图设计，主电路图设计，然后是软件设计，最后进行整体设计。 3预期结果 在本系统中对MG500/1130采煤机电气控制系统的设计是通过对系统的硬件以及软件部分进行系统设计，对采煤机控制原理与特点进行了深入的分析和研究。结构合理，具有很强的功能特性，设计中重视硬件性能，以硬件设计简化软件设计。在性能上满足基本使用要求，且具有良好的可扩展性能和移植能力。 三、研究进度

在整个的毕业设计期间，我对自己的设计做如下安排： 第 1-2 周：文献综述，查阅相关文献，对基于采煤机电气控制系统设计的相关知识有所了解。 第 3-4 周：调研并搜集资料，熟悉研究方向，确定毕业设计论文题目，整体规 划论文结构。 第 5 周：整理资料，完成开题报告。 第 6 周：确定整体设计方案，系统流程图； 第 7-9 周：进行各信号采集方案设计，确定信号采集项目和方法。 第10-13周：进行采煤机电气控制系统设计。 分析和研究确定的方案，以保证可靠性。 第14-15周：软件设计：程序流程图，程序编制，调试，书写论文。 第 16 周：总体分析，准备答辩。 四、主要参考文献

[1]康建安.我国煤矿机械发展现状及发展趋势[J].山西煤矿，2005,25（2）:32-33. 3

[2]史国华.《采煤概论》[M].徐州：中国矿业大学出版社，2005 [3]GB3836.1-4-2000.爆炸性气体环境用电气设备第四部分：本质安全型“i”[S].北京：中国标准出版社，2000： [4]GB3836.1-1-2000.爆炸性气体环境用电气设备第一部分：通用要求[S].北京：中国标准出版社，2000： [5]MT 476-1996 YBC系列采煤机用隔爆型三相异步电动机. [6]MT 111-1998 矿用防爆型低压交流真空电磁起动器． [7]GB 14048.4-2003 低压开关设备和控制设备 机电式接触器和电动机起动器（IEC 60947-4-1：2000，IDT）. [8] GB/T 4942.1-2001 旋转电机外壳防护分级（IP代码）（idt IEC 60034-5:1991）. [9]西安煤矿机械有限公司生产的MG500/1130-WD型采煤机 [10]谢子殿，沈显庆，王蕴恒．电牵引采煤机电气控制技术[C]．东南大学出版社，2011.7． [11]王占全.电牵引采煤机牵引调速特性及原理[J]山西焦煤科技，2005（12）：3-6. [12]王福兴，宋伟堂.变频调速技术在采煤机中的应用[J].煤矿自动化，2001（3）：29-30. [13]张崇巍，李汉强。运动控制系统[M].武汉：武汉理工大学出版社，2002:159-170. [14]张纯，张纯宪，徐晓宇，等.思想先交流变频调速技术在电牵引采煤机上的应用[J].煤矿机电，2002（4）：1-4 [15]ABB电气传动系统有限公司.ACS811硬件手册[Z].北京：北京ABB电气传动系统有限公司，2005:75-78. [16]谢子殿，沈显庆，王蕴恒.电牵引采煤机电气控制技术[C].东南大学出版社.2011. [17]Chen,Switched Reluctance Motors Drive for the Electrical Traction in Shearer.2006:1-4 [18]Karasakal,I.Eksin,E.Yesil.Implementation of a new self-tuning fuzzy PID contoller on PLC[J].Turkish Journal of Electrical Engineer.2005:277-286 [19]S.Gupta,N.Ramkrishna,J.Bhattacharya.Replacement and maintenance analysis of longwall shearer using fault tree technique[J].Mining Technology.2006:49-59 [20]Mo Jamshidi,Fuzzy control of complex systems.Soft Computing,1997(1):42-56 五、指导教师意见

指导教师签字：

4