第33卷第12期煤礦機(jī)械Vol33 No 122012年12月Coal Mine MachineryDe.2012天車無線智能控制改造袁軍強(qiáng)(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(吊車)是車間硬件資源、軟件資源和人力資源調(diào)度的核心之一,天車的調(diào)度優(yōu)化問題日益突出。采用工業(yè)級的 Zigbee和PLC控制提出低成本的改造方案。滿足天車和軌道運(yùn)輸需要,節(jié)省了天車和軌道運(yùn)輸?shù)乃緳C(jī)操作臺建設(shè)成本,提高了司杋的工作環(huán)境,降低了司機(jī)的勞動強(qiáng)度,同時將天車控制納入工業(yè)控制總線。關(guān)鍵詞:無線智能;搬運(yùn)系統(tǒng); Zigbee;PLC中圖分類號:TH86文獻(xiàn)標(biāo)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(tǒng)IRS、智能提升系統(tǒng)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(tǒng)IAS組成,不能完全替代操源和人力資源。3類資源是相輔相成的。優(yōu)化制造作工人和機(jī)器人,必須與操作者合作才能完成作業(yè)資源及制造過程的管理,必須提高車間設(shè)備的利任務(wù),國外已有該系統(tǒng)的研究用效率,設(shè)備的自動化程度提高,生產(chǎn)車間的物流1搬運(yùn)系統(tǒng)無線智能控制系統(tǒng)信號傳輸量越來越大。做為車間3種資源調(diào)度的核心天車,由監(jiān)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場PLC的控制策略其調(diào)度優(yōu)化問題日益突出。升級、防碰撞控制、自動、手動操作控制,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,同時接受PLC每秒發(fā)出的PLC正?；虍惓Ｖ鳂I(yè)設(shè)備IA包括動力輔助、運(yùn)動導(dǎo)向、線型自測試信號和運(yùn)行信息,還接收現(xiàn)場無線攝像頭發(fā)出動操作,適用于連續(xù)提升、搬運(yùn)質(zhì)量幾千克到幾百的視頻監(jiān)控信號?，F(xiàn)場PLC獲取天車移動所獲得傳所示的角焊,角焊拼裝前,一般不進(jìn)行剖口的預(yù)制,的不同性質(zhì)的煤巖,導(dǎo)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(dú)機(jī)殼體進(jìn)行焊接式改造的研究,還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,很使用,只有在焊透時,或在內(nèi)外均有角焊縫時才有多實(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,容易變形進(jìn)行各種載荷試驗(yàn)才能最終定型。一旦能通過試開裂導(dǎo)致失效。所以殼體內(nèi)腔最好采用3(b)所示驗(yàn)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(yīng)力較小,而且對接焊參考文獻(xiàn)操作簡便。[]劉春生.滾筒式采煤機(jī)理論設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出飯社,2003.[2]胡元哲釆煤機(jī)大型焊接結(jié)構(gòu)件的研究[J.煤礦機(jī)械,2002,23(2)4042.3]李萍李曉豁劉春生.采煤機(jī)的動力學(xué)模型及其仿真研究[].礦山機(jī)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(jié)構(gòu)作者簡介CNMH功工程師,學(xué)士,研4結(jié)語究方向?yàn)槊旱V采掘機(jī)械,電子信箱:jy02208450163com采煤機(jī)在工作時,受到不均勻、不連續(xù)、不規(guī)則責(zé)任編輯:侯淑華收稿日期:2012-08-17158Vol. 33No 12天車無線智能控制改造—袁軍強(qiáng)第33卷第12期感器信號和限位開關(guān)信號,獲取天車的位置、轉(zhuǎn)速、m,室外100-800m的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足天車或室外無位移、溫度等信息,并發(fā)送給主控計(jì)算機(jī)。同時PLC人軌道建設(shè)需要由于價格便宜在適當(dāng)位置安裝成通過控制策略(如智能調(diào)平、防擺、運(yùn)行速度調(diào)整小型陣列。等)通過變頻器對縱向、橫向及提升電機(jī)進(jìn)行控制。紫蜂bee紫蜂在現(xiàn)場,通過無線遙控柄與移動 Zigbee(紫蜂)或者計(jì)算機(jī)中轉(zhuǎn)陣列的任何一個或若干個通訊,將現(xiàn)場控制信號傳輸?shù)奖O(jiān)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng),必要時(如測試時或gdee+GPRS/CDMA Zigbee紫蜂無線通信Zigbee信號不暢)通過GPRS或CDMA向監(jiān)控計(jì)算機(jī)發(fā)出指令接收信號。Zigbee紫蜂Zigbee紫蜂搬運(yùn)系統(tǒng)無線傳輸過程為了保證傳輸信號通圖2天車網(wǎng)絡(luò)圖構(gòu)架道順暢,不受干擾,采用冗余設(shè)計(jì)。采用國際通用的將終端傳感器及PLC各種參數(shù)傳至網(wǎng)關(guān)信處TCP/IP協(xié)議和 GPRS/CDMA通信協(xié)議,監(jiān)控計(jì)算機(jī)理器和最后終端通過串口或采用有線方式將網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)通過無線連接構(gòu)成的陣列向安裝在天車上的數(shù)據(jù)傳輸接入控制計(jì)算機(jī),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)透明傳輸。中主控 .Zigbee進(jìn)行控制,在 Zigbee受到干擾異常時心節(jié)點(diǎn)采用+CPRS模塊與PC通過串口進(jìn)行通信,(PLC與計(jì)算機(jī)每秒發(fā)出的檢測信號中斷時),監(jiān)控還可通過cPRS把其收到的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)端的服務(wù)計(jì)算機(jī)嘗試直接通過GPRS或CDMA向安裝在天器上,GPRs部分采用國際標(biāo)準(zhǔn)TCPP通信協(xié)議,2車上的 Zigbee+GPRS模塊或 Zigbee+CDMA發(fā)出信種方式都能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)透明傳輸功能。省去了每個終號,通過公共無線服務(wù)網(wǎng)絡(luò)傳輸指令和獲取PLC信端的GPRS模塊,只需要一個中心節(jié)點(diǎn),節(jié)約了成息(見圖1)。本,網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架如圖2。安裝在提升電機(jī)的無線視頻傳監(jiān)控計(jì)算機(jī)Zigbee(或 GPRS/CDMA)中轉(zhuǎn) Zigbee陣列感器與相應(yīng)照明系統(tǒng)既保證了夜間天車的照明,也保證了視頻信號的清晰,同時無線視頻可以通過天視頻監(jiān)控信號移動 Zigbee(或 GPRS/CDMA)車上的 Zigbee與 GPRS/CDMA和 Zigbee網(wǎng)絡(luò)將視傳感器和限位開關(guān)信號無線遙控柄頻信號傳遞到監(jiān)控計(jì)算機(jī),使監(jiān)控人員可以多地隨時清晰觀察到車間內(nèi)特別是提升對象周圍情況?？v向移動電機(jī)橫向移動電機(jī)提升電機(jī)PLC接收主控計(jì)算機(jī)發(fā)來的控制信號,同時接圖1搬運(yùn)系統(tǒng)無線智能控制系統(tǒng)信號傳輸路線收主控計(jì)算機(jī)發(fā)來的控制策略(如智能調(diào)平、防擺2系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備分工運(yùn)行速度調(diào)整等)信息,對PLC控制升級。通過繼電監(jiān)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由 Windows系統(tǒng)設(shè)計(jì),由 Windows器、變頻器對縱向、橫向及提升電機(jī)進(jìn)行控制,模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主控計(jì)算機(jī)用于現(xiàn)場的分析與監(jiān)控、人工操作控制過程,同時,PLC將內(nèi)部軟元件運(yùn)行信PLC程序升級以及自動調(diào)度、防碰撞等工作。也可息和位置傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器等信息采用觸屏系統(tǒng)以及現(xiàn)在通用的平板電腦,觸屏系統(tǒng)通過 Zigbee+ GPRS/CDMA傳輸給主控計(jì)算機(jī),是主可以作為日?？刂片F(xiàn)場用顯示調(diào)試設(shè)備。無線遙控計(jì)算機(jī)能夠自動或由監(jiān)控人員進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)、傳控柄與現(xiàn)有無線遙控柄但內(nèi)核采用TCPP協(xié)議與輸狀態(tài)判斷。Zigbee通信,通過 Zigbee與cPRS/CDMA與主控計(jì)由于天車主要動力來自橫向行走電機(jī)、縱向行算機(jī)和PLC通信外觀一致作為現(xiàn)場控制用遙控設(shè)走電機(jī)和有卷揚(yáng)電機(jī),PLC主要控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)及備。監(jiān)控所得的信號也能通過 Internet網(wǎng)絡(luò)或工業(yè)調(diào)速電路,傳感器主要由轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器現(xiàn)場總線與工廠組態(tài)信號相聯(lián)系,在工廠監(jiān)控室和和位置、天車衡傳感器實(shí)時信息輸人PLC供監(jiān)控系現(xiàn)場任何位置都可以清晰觀測到天車在整個工廠統(tǒng)參考,對于電機(jī)運(yùn)行中的位置信號可以采用格雷運(yùn)行過程工作狀態(tài)并對其進(jìn)行控制。母線傳感器檢測,檢測精度可以達(dá)到±5mm,但比較工業(yè)級無線模塊以嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)為軟昂貴。在精度要求不高的情況下,可以采用在相應(yīng)件支撐平臺,同時提供Rs32和RS485(或RS42)電機(jī)上安裝一組行程開關(guān)在相應(yīng)工作站上端焊接接口,可與計(jì)算機(jī)和PLC直接相連構(gòu)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(shè)計(jì),最低功耗小于1mA;提供5路O,可實(shí)現(xiàn)向移動安CNM碼代表天車運(yùn)行數(shù)字量輸入輸出、脈沖輸出、模擬量輸入和脈沖計(jì)中,001,010,01,10o,101,10,1表7個工作數(shù)等功能?，F(xiàn)有工業(yè) Zigbee室內(nèi)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(jī)械vo.33No.12012年12月Coal Mine MachineryDec.2012ZYW-3200型鉆機(jī)的復(fù)合式夾持器設(shè)計(jì)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(tuán)有限公司,山西霍州03140;2.中煤科工集團(tuán)重慶研究院,重慶40009)摘要:結(jié)合zYW-3200型全液壓鉆杋改造項(xiàng)目,在分析了原有夾持器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和存在問題的基礎(chǔ)上,對復(fù)合式常閉夾持器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全新設(shè)計(jì),并對ZYW-3200型鉆機(jī)的復(fù)合式夾持器主要參數(shù)選擇和夾持能力設(shè)計(jì)計(jì)算作了詳細(xì)地介紹關(guān)鍵詞:復(fù)合式;夾持器;碟簧中圖分類號:TD421.3文獻(xiàn)標(biāo)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(jié)構(gòu)原理及存在問題全液壓動力頭式鉆機(jī)通常都設(shè)有夾持器,夾持夾持器主要由碟形彈簧、左右松開油缸、卡瓦器是全液壓動力頭式鉆機(jī)卡夾機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵之座、卡瓦、拉桿、增力油缸和導(dǎo)向式底座等組成。其作用是上、下鉆桿時夾緊鉆桿,停機(jī)后可夾緊ZYW-3200型全液壓鉆機(jī)已在煤礦廣泛應(yīng)用,由于鉆孔內(nèi)的鉆桿,防止鉆桿從鉆孔內(nèi)滑出(大傾角鉆鉆機(jī)本身操作簡單,安全可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)已得到用進(jìn)時),性能的好壞將直接影響到鉆機(jī)整機(jī)的性能、戶的認(rèn)可,但該夾持器存在以下問題: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(shè)計(jì)的2個松開油缸雖然能使松開壓力減持器和液壓夾緊、碟形彈簧松開式夾持器巧妙結(jié)合小,但夾持器結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜,加上受到外形尺寸的在一起的復(fù)合式夾持器。本文結(jié)合ZYW-3200型限制,油缸活塞導(dǎo)向行程過短,活塞及缸筒容易拉全液壓鉆機(jī)改造項(xiàng)目對該鉆機(jī)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(dǎo)致夾緊、松制開動作失效開關(guān)的長途布線,同時行程開關(guān)信號及內(nèi)置GPS定所得視頻圖像清晰,傳感器、PLC和計(jì)算機(jī)通訊順位信息提供確定位參考,通過PLC進(jìn)入主控電腦系暢統(tǒng)。當(dāng)然也可采用其他傳感器系統(tǒng)對位置進(jìn)行判斷。參考立獻(xiàn)3系統(tǒng)仿真1隨運(yùn)清.支持網(wǎng)絡(luò)化制造的車間資甑集成與執(zhí)行系統(tǒng)[.計(jì)算機(jī)由于PLC控制電機(jī)程序、PC與傳感器、計(jì)算集成制造系統(tǒng)-CMs,2003(12):1120-1126機(jī)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(biāo)大型零件裝配搬運(yùn)的智能軌道系統(tǒng)驅(qū)FX2N-48MR-001,采用2個F8114 IP MODEM,動控制[冂.中國T稈機(jī)械學(xué)報(bào),2011,9(3):325-330[3]Dalmec Inc. Industrial manipulator brochures IR]. Suzhou: Dalmec端接人PLC,另一端接入計(jì)算機(jī)在洗煤車間進(jìn)行傷真,計(jì)算機(jī)采用 GX Developer對PIC進(jìn)行讀寫入程4 KAHLMAN.ouck-t- system brochures(R. V (alnersbor序、發(fā)送內(nèi)存軟元件控制指令和接受PLC信號實(shí)KAHLMAN Produkter AB驗(yàn),以及視頻信號傳輸實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,采用 Zigbee(5]王駿.配送中心精益化作業(yè)流程的構(gòu)建與探討]物流技木,2005信號傳輸,信號順暢支持很高,達(dá)到20GHz傳輸頻率以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過PC默認(rèn)的96kbp,幾乎不存在6)戶吸紅基于LP模式的車間內(nèi)吊車調(diào)度系統(tǒng)研究門大連理T大學(xué)學(xué)報(bào),2008(3):216-219延遲現(xiàn)象。在兩者相距超過72m時開始有丟包現(xiàn)作者簡介:袁軍強(qiáng)q7L1河南許昌人T程師,河南理T大象,78m后信號衰減嚴(yán)重。而采用CPRS傳輸,網(wǎng)速學(xué)采礦T程專中國煤化工τ作,電子信箱也超過96kbps,在車間內(nèi)部沒有信號衰減現(xiàn)象,但gias8:26CNMHG受到網(wǎng)絡(luò)影響,有延遲現(xiàn)象,基本不影響使用,實(shí)驗(yàn)責(zé)任編輯:侯淑華收稿日期:2012-09-19