悬臂式掘进机电控系统的自动化升级研究与设计

王履锋

(潞安环能股份公司 常村煤矿，山西 长治 046102)

悬臂式掘进机在我国煤矿井下应用广泛，具有掘进高效、掘巷成本低，适应能力强等特点。随着我国矿井规模扩大，大型化、无人化等逐步成为矿井机械设备发展的目标，但当前国内仍未实现悬臂式掘进机完全程度的自动化截割，造成掘巷效率低，掘巷质量差的局面[1-3]。同时，悬臂式掘进机自动截割成型的自动控制技术仍待发展，许多成果仍处于理论研究和仿真阶段，不能有效指导矿井的实际生产。本文基于常村煤矿2201W工作面实际情况，对井下使用的EBZ260型悬臂式掘进机进行自动化升级改造，提高了工作面掘巷效率，保障矿井的安全生产。

1 悬臂式掘进机的概况

EBZ260型悬臂式掘进机可切割抗压强度不高于90 MPa的煤岩体，最大截割硬度110 MPa，可掘任意断面尺寸巷道，掘巷最大尺寸6.3 m×5.2 m(宽×高)，可适应最大坡度±18°。EBZ260型悬臂式掘进机结构示意如图1所示。

图1 EBZ260型悬臂式掘进机结构示意

2 悬臂式掘进机自动化升级

2.1 自动化升级功能架构

如图2所示，自动化升级功能架构系统保留原有基础电气系统，增设扩展控制箱，基础电气系统相关设施安装在原电控箱内，扩展控制箱增加遥控接收装置，信号采集及驱动输出模块，控制器通过CANopen总线与扩展控制箱连接。

图2 自动化升级功能架构

2.2 硬件设计

基于图2所示功能架构进行硬件设计，具体如图3所示，主要包含无线收发装置、比例电磁阀组、油缸位移传感器及信号采集及驱动模块。……