天車(chē)無(wú)線(xiàn)智能控制改造

第33卷第12期煤礦機械Vol33 No 122012年12月Coal Mine MachineryDe.2012天車(chē)無(wú)線(xiàn)智能控制改造袁軍強(平頂山天安煤業(yè)股份有限公司八礦,河南平頂山467012)摘要:天車(chē)(吊車(chē))是車(chē)間硬件資源、軟件資源和人力資源調度的核心之一,天車(chē)的調度優(yōu)化問(wèn)題日益突出。采用工業(yè)級的 Zigbee和PLC控制提出低成本的改造方案。滿(mǎn)足天車(chē)和軌道運輸需要,節省了天車(chē)和軌道運輸的司機操作臺建設成本,提高了司杋的工作環(huán)境,降低了司機的勞動(dòng)強度,同時(shí)將天車(chē)控制納入工業(yè)控制總線(xiàn)。關(guān)鍵詞:無(wú)線(xiàn)智能;搬運系統; Zigbee;PLC中圖分類(lèi)號:TH86文獻標志碼:B文章編號:1003-0794(2012)12-0158-03Improvement of Wireless Intelligent Control in Crane SystemYUAN Jun-qiang(No. 8 Coal Mine of Pingdingshan Tian'an Coal Mining Co, Ltd, Pingdingshan 467012, China)Abstract: The crane is one of core of hardware resources; software resources and manpower resourcescheduling in the workshop. The optimization scheduling of crane system have more and more demandIn this paper, the low cost reconstruction control of is invented base on industrial grade Zigbee andPLC. The scheme is used in crane and rail transportation. The operation platform construction of craneand rail transport driver is saved, the driver working environment is improved, the labor intensity ofdriver is reduced, and crane control system is used in industrial control busKey words: wireless intelligent; transportation system; Zigbee; PLC0引言千克的物品。由智能軌道系統IRS、智能提升系統制造資源主要包括3部分:硬件資源、軟件資ⅡS和智能操作臂系統IAS組成,不能完全替代操源和人力資源。3類(lèi)資源是相輔相成的。優(yōu)化制造作工人和機器人,必須與操作者合作才能完成作業(yè)資源及制造過(guò)程的管理,必須提高車(chē)間設備的利任務(wù),國外已有該系統的研究用效率,設備的自動(dòng)化程度提高,生產(chǎn)車(chē)間的物流1搬運系統無(wú)線(xiàn)智能控制系統信號傳輸量越來(lái)越大。做為車(chē)間3種資源調度的核心天車(chē),由監控計算機系統進(jìn)行現場(chǎng)PLC的控制策略其調度優(yōu)化問(wèn)題日益突出。升級、防碰撞控制、自動(dòng)、手動(dòng)操作控制,控制指令以不同的方式輔助操作者完成作業(yè)的智能輔的發(fā)出,同時(shí)接受PLC每秒發(fā)出的PLC正?；虍惓Ｖ鳂I(yè)設備IA包括動(dòng)力輔助、運動(dòng)導向、線(xiàn)型自測試信號和運行信息,還接收現場(chǎng)無(wú)線(xiàn)攝像頭發(fā)出動(dòng)操作,適用于連續提升、搬運質(zhì)量幾千克到幾百的視頻監控信號?，F場(chǎng)PLC獲取天車(chē)移動(dòng)所獲得傳所示的角焊,角焊拼裝前,一般不進(jìn)行剖口的預制,的不同性質(zhì)的煤巖,導致載荷變化不均勻。對采煤故焊接方便,但是,角接頭承載能力低,一般不單獨機殼體進(jìn)行焊接式改造的研究,還是遠遠不夠,很使用,只有在焊透時(shí),或在內外均有角焊縫時(shí)才有多實(shí)際工作狀態(tài)是考慮不到的,還需要對焊接殼體所改善。而且角接頭在收到?jīng)_擊載荷時(shí),容易變形進(jìn)行各種載荷試驗才能最終定型。一旦能通過(guò)試開(kāi)裂導致失效。所以殼體內腔最好采用3(b)所示驗投人批量生產(chǎn),將為企業(yè)創(chuàng )造不菲的效益。的對接焊,焊接變形和殘余應力較小,而且對接焊參考文獻操作簡(jiǎn)便。[]劉春生.滾筒式采煤機理論設計基礎[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出飯社,2003.[2]胡元哲釆煤機大型焊接結構件的研究[J.煤礦機械,2002,23(2)4042.3]李萍李曉豁劉春生.采煤機的動(dòng)力學(xué)模型及其仿真研究[].礦山機械,2004(6):11-13.(a)角焊(b)對接焊中國煤化工嫩工人熱(1):3-34圖3焊接結構作者簡(jiǎn)介CNMH功工程師,學(xué)士,研4結語(yǔ)究方向為煤礦采掘機械,電子信箱:jy02208450163com采煤機在工作時(shí),受到不均勻、不連續、不規則責任編輯:侯淑華收稿日期:2012-08-17158Vol. 33No 12天車(chē)無(wú)線(xiàn)智能控制改造—袁軍強第33卷第12期感器信號和限位開(kāi)關(guān)信號,獲取天車(chē)的位置、轉速、m,室外100-800m的距離遠遠滿(mǎn)足天車(chē)或室外無(wú)位移、溫度等信息,并發(fā)送給主控計算機。同時(shí)PLC人軌道建設需要由于價(jià)格便宜在適當位置安裝成通過(guò)控制策略(如智能調平、防擺、運行速度調整小型陣列。等)通過(guò)變頻器對縱向、橫向及提升電機進(jìn)行控制。紫蜂bee紫蜂在現場(chǎng),通過(guò)無(wú)線(xiàn)遙控柄與移動(dòng) Zigbee(紫蜂)或者計算機中轉陣列的任何一個(gè)或若干個(gè)通訊,將現場(chǎng)控制信號傳輸到監控計算機系統,必要時(shí)(如測試時(shí)或gdee+GPRS/CDMA Zigbee紫蜂無(wú)線(xiàn)通信Zigbee信號不暢)通過(guò)GPRS或CDMA向監控計算機發(fā)出指令接收信號。Zigbee紫蜂Zigbee紫蜂搬運系統無(wú)線(xiàn)傳輸過(guò)程為了保證傳輸信號通圖2天車(chē)網(wǎng)絡(luò )圖構架道順暢,不受干擾,采用冗余設計。采用國際通用的將終端傳感器及PLC各種參數傳至網(wǎng)關(guān)信處TCP/IP協(xié)議和 GPRS/CDMA通信協(xié)議,監控計算機理器和最后終端通過(guò)串口或采用有線(xiàn)方式將網(wǎng)關(guān)系統通過(guò)無(wú)線(xiàn)連接構成的陣列向安裝在天車(chē)上的數據傳輸接入控制計算機,實(shí)現數據透明傳輸。中主控 .Zigbee進(jìn)行控制,在 Zigbee受到干擾異常時(shí)心節點(diǎn)采用+CPRS模塊與PC通過(guò)串口進(jìn)行通信,(PLC與計算機每秒發(fā)出的檢測信號中斷時(shí)),監控還可通過(guò)cPRS把其收到的數據發(fā)送到遠端的服務(wù)計算機嘗試直接通過(guò)GPRS或CDMA向安裝在天器上,GPRs部分采用國際標準TCPP通信協(xié)議,2車(chē)上的 Zigbee+GPRS模塊或 Zigbee+CDMA發(fā)出信種方式都能實(shí)現數據透明傳輸功能。省去了每個(gè)終號,通過(guò)公共無(wú)線(xiàn)服務(wù)網(wǎng)絡(luò )傳輸指令和獲取PLC信端的GPRS模塊,只需要一個(gè)中心節點(diǎn),節約了成息(見(jiàn)圖1)。本,網(wǎng)絡(luò )構架如圖2。安裝在提升電機的無(wú)線(xiàn)視頻傳監控計算機Zigbee(或 GPRS/CDMA)中轉 Zigbee陣列感器與相應照明系統既保證了夜間天車(chē)的照明,也保證了視頻信號的清晰,同時(shí)無(wú)線(xiàn)視頻可以通過(guò)天視頻監控信號移動(dòng) Zigbee(或 GPRS/CDMA)車(chē)上的 Zigbee與 GPRS/CDMA和 Zigbee網(wǎng)絡(luò )將視傳感器和限位開(kāi)關(guān)信號無(wú)線(xiàn)遙控柄頻信號傳遞到監控計算機,使監控人員可以多地隨時(shí)清晰觀(guān)察到車(chē)間內特別是提升對象周?chē)闆r?？v向移動(dòng)電機橫向移動(dòng)電機提升電機PLC接收主控計算機發(fā)來(lái)的控制信號,同時(shí)接圖1搬運系統無(wú)線(xiàn)智能控制系統信號傳輸路線(xiàn)收主控計算機發(fā)來(lái)的控制策略(如智能調平、防擺2系統內設備分工運行速度調整等)信息,對PLC控制升級。通過(guò)繼電監控計算機系統由 Windows系統設計,由 Windows器、變頻器對縱向、橫向及提升電機進(jìn)行控制,模擬系統設計的主控計算機用于現場(chǎng)的分析與監控、人工操作控制過(guò)程,同時(shí),PLC將內部軟元件運行信PLC程序升級以及自動(dòng)調度、防碰撞等工作。也可息和位置傳感器、轉速傳感器、溫度傳感器等信息采用觸屏系統以及現在通用的平板電腦,觸屏系統通過(guò) Zigbee+ GPRS/CDMA傳輸給主控計算機,是主可以作為日?？刂片F場(chǎng)用顯示調試設備。無(wú)線(xiàn)遙控計算機能夠自動(dòng)或由監控人員進(jìn)行運行狀態(tài)、傳控柄與現有無(wú)線(xiàn)遙控柄但內核采用TCPP協(xié)議與輸狀態(tài)判斷。Zigbee通信,通過(guò) Zigbee與cPRS/CDMA與主控計由于天車(chē)主要動(dòng)力來(lái)自橫向行走電機、縱向行算機和PLC通信外觀(guān)一致作為現場(chǎng)控制用遙控設走電機和有卷?yè)P電機,PLC主要控制電機正反轉及備。監控所得的信號也能通過(guò) Internet網(wǎng)絡(luò )或工業(yè)調速電路,傳感器主要由轉速傳感器、溫度傳感器現場(chǎng)總線(xiàn)與工廠(chǎng)組態(tài)信號相聯(lián)系,在工廠(chǎng)監控室和和位置、天車(chē)衡傳感器實(shí)時(shí)信息輸人PLC供監控系現場(chǎng)任何位置都可以清晰觀(guān)測到天車(chē)在整個(gè)工廠(chǎng)統參考,對于電機運行中的位置信號可以采用格雷運行過(guò)程工作狀態(tài)并對其進(jìn)行控制。母線(xiàn)傳感器檢測,檢測精度可以達到±5mm,但比較工業(yè)級無(wú)線(xiàn)模塊以嵌入式實(shí)時(shí)操作系統為軟昂貴。在精度要求不高的情況下,可以采用在相應件支撐平臺,同時(shí)提供Rs32和RS485(或RS42)電機上安裝一組行程開(kāi)關(guān)在相應工作站上端焊接接口,可與計算機和PLC直接相連構成網(wǎng)絡(luò ),低功觸點(diǎn)。通中國煤化工進(jìn)制編碼,如橫耗設計,最低功耗小于1mA;提供5路O,可實(shí)現向移動(dòng)安CNM碼代表天車(chē)運行數字量輸入輸出、脈沖輸出、模擬量輸入和脈沖計中,001,010,01,10o,101,10,1表7個(gè)工作數等功能?，F有工業(yè) Zigbee室內通信距離60-90目的地,將位置信號直接輸人PC中。避免了行程159第33卷第12期煤礦機械vo.33No.12012年12月Coal Mine MachineryDec.2012ZYW-3200型鉆機的復合式夾持器設計李克信,段勛興2李淑鍵,楊燕鴿2,張銘津2(1.山西霍州煤電集團有限公司,山西霍州03140;2.中煤科工集團重慶研究院,重慶40009)摘要:結合zYW-3200型全液壓鉆杋改造項目,在分析了原有夾持器的結構特點(diǎn)和存在問(wèn)題的基礎上,對復合式常閉夾持器結構進(jìn)行了全新設計,并對ZYW-3200型鉆機的復合式夾持器主要參數選擇和夾持能力設計計算作了詳細地介紹關(guān)鍵詞:復合式;夾持器;碟簧中圖分類(lèi)號:TD421.3文獻標志碼:A文章編號:1003-0794(2012)12-0160-03Design of Composite Gripper of ZYW-3200 DrillLI Ke-xin, DUAN Xun-xing, LI Shu-jian, YANG Yan-ge', ZHANG Ming-jin(1. Shanxi Huozhou Coal and Eletric Power Group Corparation Ltd, Huozhou 031400, China; 2. Chongqing ResearchAbstract: After analyzing characteristics and problems of former gripper, composite gripper is newlydesigned, combined with project of improvement of ZYW-3200 hydraulic drill. Both choices of mainparamcters and calculation of holding ability are elaboratedKey words: composite; gripper; disc spring0引言1原夾持器結構原理及存在問(wèn)題全液壓動(dòng)力頭式鉆機通常都設有夾持器,夾持夾持器主要由碟形彈簧、左右松開(kāi)油缸、卡瓦器是全液壓動(dòng)力頭式鉆機卡夾機構的設計關(guān)鍵之座、卡瓦、拉桿、增力油缸和導向式底座等組成。其作用是上、下鉆桿時(shí)夾緊鉆桿,停機后可夾緊ZYW-3200型全液壓鉆機已在煤礦廣泛應用,由于鉆孔內的鉆桿,防止鉆桿從鉆孔內滑出(大傾角鉆鉆機本身操作簡(jiǎn)單,安全可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)已得到用進(jìn)時(shí)),性能的好壞將直接影響到鉆機整機的性能、戶(hù)的認可,但該夾持器存在以下問(wèn)題:鉆進(jìn)效率以及鉆孔質(zhì)量等。該夾持器是將常閉式夾(1)設計的2個(gè)松開(kāi)油缸雖然能使松開(kāi)壓力減持器和液壓夾緊、碟形彈簧松開(kāi)式夾持器巧妙結合小,但夾持器結構過(guò)于復雜,加上受到外形尺寸的在一起的復合式夾持器。本文結合ZYW-3200型限制,油缸活塞導向行程過(guò)短,活塞及缸筒容易拉全液壓鉆機改造項目對該鉆機的夾持器進(jìn)行了研毛,從而損壞密封件造成竄油或漏油,導致夾緊、松制開(kāi)動(dòng)作失效開(kāi)關(guān)的長(cháng)途布線(xiàn),同時(shí)行程開(kāi)關(guān)信號及內置GPS定所得視頻圖像清晰,傳感器、PLC和計算機通訊順位信息提供確定位參考,通過(guò)PLC進(jìn)入主控電腦系暢統。當然也可采用其他傳感器系統對位置進(jìn)行判斷。參考立獻3系統仿真1隨運清.支持網(wǎng)絡(luò )化制造的車(chē)間資甑集成與執行系統[.計算機由于PLC控制電機程序、PC與傳感器、計算集成制造系統-CMs,2003(12):1120-1126機通信已經(jīng)很成熟,所以本文選用PLC型號為2)董玉紅,張立勛,陳雄標大型零件裝配搬運的智能軌道系統驅FX2N-48MR-001,采用2個(gè)F8114 IP MODEM,動(dòng)控制[冂.中國T稈機械學(xué)報,2011,9(3):325-330[3]Dalmec Inc. Industrial manipulator brochures IR]. Suzhou: Dalmec端接人PLC,另一端接入計算機在洗煤車(chē)間進(jìn)行傷真,計算機采用 GX Developer對PIC進(jìn)行讀寫(xiě)入程4 KAHLMAN.ouck-t- system brochures(R. V (alnersbor序、發(fā)送內存軟元件控制指令和接受PLC信號實(shí)KAHLMAN Produkter AB驗,以及視頻信號傳輸實(shí)驗,結果表明,采用 Zigbee(5]王駿.配送中心精益化作業(yè)流程的構建與探討]物流技木,2005信號傳輸,信號順暢支持很高,達到20GHz傳輸頻率以上,遠遠超過(guò)PC默認的96kbp,幾乎不存在6)戶(hù)吸紅基于LP模式的車(chē)間內吊車(chē)調度系統研究門(mén)大連理T大學(xué)學(xué)報,2008(3):216-219延遲現象。在兩者相距超過(guò)72m時(shí)開(kāi)始有丟包現作者簡(jiǎn)介:袁軍強q7L1河南許昌人T程師,河南理T大象,78m后信號衰減嚴重。而采用CPRS傳輸,網(wǎng)速學(xué)采礦T程專(zhuān)中國煤化工τ作,電子信箱也超過(guò)96kbps,在車(chē)間內部沒(méi)有信號衰減現象,但gias8:26CNMHG受到網(wǎng)絡(luò )影響,有延遲現象,基本不影響使用,實(shí)驗責任編輯:侯淑華收稿日期:2012-09-19