天车无线智能控制改造

第33卷第12期煤矿机械Vol33 No 122012年12月Coal Mine MachineryDe.2012天车无线智能控制改造袁军强(平顶山天安煤业股份有限公司八矿,河南平顶山467012)摘要:天车(吊车)是车间硬件资源、软件资源和人力资源调度的核心之一,天车的调度优化问題日益突出。采用工业级的 Zigbee和PLC控制提出低成本的改造方案。满足天车和轨道运输需要,节省了天车和轨道运输的司机操作台建设成本,提高了司杋的工作环境,降低了司机的劳动强度,同时将天车控制纳入工业控制总线。关键词:无线智能;搬运系统; Zigbee;PLC中图分类号:TH86文献标志码:B文章编号: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。由智能轨道系统IRS、智能提升系统制造资源主要包括3部分:硬件资源、软件资ⅡS和智能操作臂系统IAS组成,不能完全替代操源和人力资源。3类资源是相辅相成的。优化制造作工人和机器人,必须与操作者合作才能完成作业资源及制造过程的管理,必须提高车间设备的利任务,国外已有该系统的研究用效率,设备的自动化程度提高,生产车间的物流1搬运系统无线智能控制系统信号传输量越来越大。做为车间3种资源调度的核心天车,由监控计算机系统进行现场PLC的控制策略其调度优化问题日益突出。升级、防碰撞控制、自动、手动操作控制,控制指令以不同的方式辅助操作者完成作业的智能辅的发出,同时接受PLC每秒发出的PLC正常或异常助作业设备IA包括动力辅助、运动导向、线型自测试信号和运行信息,还接收现场无线摄像头发出动操作,适用于连续提升、搬运质量几千克到几百的视频监控信号。现场PLC获取天车移动所获得传所示的角焊,角焊拼装前,一般不进行剖口的预制,的不同性质的煤岩,导致载荷变化不均匀。对采煤故焊接方便,但是,角接头承载能力低,一般不单独机壳体进行焊接式改造的研究,还是远远不够,很使用,只有在焊透时,或在内外均有角焊缝时才有多实际工作状态是考虑不到的,还需要对焊接壳体所改善。而且角接头在收到冲击载荷时,容易变形进行各种载荷试验才能最终定型。一旦能通过试开裂导致失效。所以壳体内腔最好采用3(b)所示验投人批量生产,将为企业创造不菲的效益。的对接焊,焊接变形和残余应力较小,而且对接焊参考文献操作简便。[]刘春生.滚筒式采煤机理论设计基础[M].徐州:中国矿业大学出饭社,2003.[2]胡元哲釆煤机大型焊接结构件的研究[J.煤矿机械,2002,23(2)4042.3]李萍李晓豁刘春生.采煤机的动力学模型及其仿真研究[].矿山机械,2004(6):11-13.(a)角焊(b)对接焊中国煤化工嫩工人热(1):3-34图3焊接结构作者简介CNMH功工程师,学士,研4结语究方向为煤矿采掘机械,电子信箱:jy02208450163com采煤机在工作时,受到不均匀、不连续、不规则责任编辑:侯淑华收稿日期:2012-08-17158Vol. 33No 12天车无线智能控制改造—袁军强第33卷第12期感器信号和限位开关信号,获取天车的位置、转速、m,室外100-800m的距离远远满足天车或室外无位移、温度等信息,并发送给主控计算机。同时PLC人轨道建设需要由于价格便宜在适当位置安装成通过控制策略(如智能调平、防摆、运行速度调整小型阵列。等)通过变频器对纵向、横向及提升电机进行控制。紫蜂bee紫蜂在现场,通过无线遥控柄与移动 Zigbee(紫蜂)或者计算机中转阵列的任何一个或若干个通讯,将现场控制信号传输到监控计算机系统,必要时(如测试时或gdee+GPRS/CDMA Zigbee紫蜂无线通信Zigbee信号不畅)通过GPRS或CDMA向监控计算机发出指令接收信号。Zigbee紫蜂Zigbee紫蜂搬运系统无线传输过程为了保证传输信号通图2天车网络图构架道顺畅,不受干扰,采用冗余设计。采用国际通用的将终端传感器及PLC各种参数传至网关信处TCP/IP协议和 GPRS/CDMA通信协议,监控计算机理器和最后终端通过串口或采用有线方式将网关系统通过无线连接构成的阵列向安装在天车上的数据传输接入控制计算机,实现数据透明传输。中主控 .Zigbee进行控制,在 Zigbee受到干扰异常时心节点采用+CPRS模块与PC通过串口进行通信,(PLC与计算机每秒发出的检测信号中断时),监控还可通过cPRS把其收到的数据发送到远端的服务计算机尝试直接通过GPRS或CDMA向安装在天器上,GPRs部分采用国际标准TCPP通信协议,2车上的 Zigbee+GPRS模块或 Zigbee+CDMA发出信种方式都能实现数据透明传输功能。省去了每个终号,通过公共无线服务网络传输指令和获取PLC信端的GPRS模块,只需要一个中心节点,节约了成息(见图1)。本,网络构架如图2。安装在提升电机的无线视频传监控计算机Zigbee(或 GPRS/CDMA)中转 Zigbee阵列感器与相应照明系统既保证了夜间天车的照明,也保证了视频信号的清晰,同时无线视频可以通过天视频监控信号移动 Zigbee(或 GPRS/CDMA)车上的 Zigbee与 GPRS/CDMA和 Zigbee网络将视传感器和限位开关信号无线遥控柄频信号传递到监控计算机,使监控人员可以多地随时清晰观察到车间内特别是提升对象周围情况。纵向移动电机横向移动电机提升电机PLC接收主控计算机发来的控制信号,同时接图1搬运系统无线智能控制系统信号传输路线收主控计算机发来的控制策略(如智能调平、防摆2系统内设备分工运行速度调整等)信息,对PLC控制升级。通过继电监控计算机系统由 Windows系统设计,由 Windows器、变频器对纵向、横向及提升电机进行控制,模拟系统设计的主控计算机用于现场的分析与监控、人工操作控制过程,同时,PLC将内部软元件运行信PLC程序升级以及自动调度、防碰撞等工作。也可息和位置传感器、转速传感器、温度传感器等信息采用触屏系统以及现在通用的平板电脑,触屏系统通过 Zigbee+ GPRS/CDMA传输给主控计算机,是主可以作为日常控制现场用显示调试设备。无线遥控计算机能够自动或由监控人员进行运行状态、传控柄与现有无线遥控柄但内核采用TCPP协议与输状态判断。Zigbee通信,通过 Zigbee与cPRS/CDMA与主控计由于天车主要动力来自横向行走电机、纵向行算机和PLC通信外观一致作为现场控制用遥控设走电机和有卷扬电机,PLC主要控制电机正反转及备。监控所得的信号也能通过 Internet网络或工业调速电路,传感器主要由转速传感器、温度传感器现场总线与工厂组态信号相联系,在工厂监控室和和位置、天车衡传感器实时信息输人PLC供监控系现场任何位置都可以清晰观测到天车在整个工厂统参考,对于电机运行中的位置信号可以采用格雷运行过程工作状态并对其进行控制。母线传感器检测,检测精度可以达到±5mm,但比较工业级无线模块以嵌入式实时操作系统为软昂贵。在精度要求不高的情况下,可以采用在相应件支撑平台,同时提供Rs32和RS485(或RS42)电机上安装一组行程开关在相应工作站上端焊接接口,可与计算机和PLC直接相连构成网络,低功触点。通中国煤化工进制编码,如横耗设计,最低功耗小于1mA;提供5路O,可实现向移动安CNM码代表天车运行数字量输入输出、脉冲输出、模拟量输入和脉冲计中,001,010,01,10o,101,10,1表7个工作数等功能。现有工业 Zigbee室内通信距离60-90目的地,将位置信号直接输人PC中。避免了行程159第33卷第12期煤矿机械vo.33No.12012年12月Coal Mine MachineryDec.2012ZYW-3200型钻机的复合式夹持器设计李克信,段勋兴2李淑键,杨燕鸽2,张铭津2(1.山西霍州煤电集团有限公司,山西霍州03140;2.中煤科工集团重庆研究院,重庆40009)摘要:结合zYW-3200型全液压钻杋改造项目,在分析了原有夹持器的结构特点和存在问题的基础上,对复合式常闭夹持器结构进行了全新设计,并对ZYW-3200型钻机的复合式夹持器主要参数选择和夹持能力设计计算作了详细地介绍关键词:复合式;夹持器;碟簧中图分类号:TD421.3文献标志码:A文章编号: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原夹持器结构原理及存在问题全液压动力头式钻机通常都设有夹持器,夹持夹持器主要由碟形弹簧、左右松开油缸、卡瓦器是全液压动力头式钻机卡夹机构的设计关键之座、卡瓦、拉杆、增力油缸和导向式底座等组成。其作用是上、下钻杆时夹紧钻杆,停机后可夹紧ZYW-3200型全液压钻机已在煤矿广泛应用,由于钻孔内的钻杆,防止钻杆从钻孔内滑出(大倾角钻钻机本身操作简单,安全可靠等诸多优点已得到用进时),性能的好坏将直接影响到钻机整机的性能、户的认可,但该夹持器存在以下问题:钻进效率以及钻孔质量等。该夹持器是将常闭式夹(1)设计的2个松开油缸虽然能使松开压力减持器和液压夹紧、碟形弹簧松开式夹持器巧妙结合小,但夹持器结构过于复杂,加上受到外形尺寸的在一起的复合式夹持器。本文结合ZYW-3200型限制,油缸活塞导向行程过短,活塞及缸筒容易拉全液压钻机改造项目对该钻机的夹持器进行了研毛,从而损坏密封件造成窜油或漏油,导致夹紧、松制开动作失效开关的长途布线,同时行程开关信号及内置GPS定所得视频图像清晰,传感器、PLC和计算机通讯顺位信息提供确定位参考,通过PLC进入主控电脑系畅统。当然也可采用其他传感器系统对位置进行判断。参考立献3系统仿真1隨运清.支持网络化制造的车间资甑集成与执行系统[.计算机由于PLC控制电机程序、PC与传感器、计算集成制造系统-CMs,2003(12):1120-1126机通信已经很成熟,所以本文选用PLC型号为2)董玉红,张立勋,陈雄标大型零件装配搬运的智能轨道系统驱FX2N-48MR-001,采用2个F8114 IP MODEM,动控制[冂.中国T稈机械学报,2011,9(3):325-330[3]Dalmec Inc. Industrial manipulator brochures IR]. Suzhou: Dalmec端接人PLC,另一端接入计算机在洗煤车间进行伤真,计算机采用 GX Developer对PIC进行读写入程4 KAHLMAN.ouck-t- system brochures(R. V (alnersbor序、发送内存软元件控制指令和接受PLC信号实KAHLMAN Produkter AB验,以及视频信号传输实验,结果表明,采用 Zigbee(5]王骏.配送中心精益化作业流程的构建与探讨]物流技木,2005信号传输,信号顺畅支持很高,达到20GHz传输频率以上,远远超过PC默认的96kbp,几乎不存在6)户吸红基于LP模式的车间内吊车调度系统研究门大连理T大学学报,2008(3):216-219延迟现象。在两者相距超过72m时开始有丢包现作者简介:袁军強q7L1河南许昌人T程师,河南理T大象,78m后信号衰减严重。而采用CPRS传输,网速学采矿T程专中国煤化工τ作,电子信箱也超过96kbps,在车间内部没有信号衰减现象,但gias8:26CNMHG受到网络影响,有延迟现象,基本不影响使用,实验责任编辑:侯淑华收稿日期:2012-09-19