Система электрогидравлического управления СЭУ «КП21 М2Д» для проходческого комбайна

Данная модификация системы СЭУ была разработана для проходческих комбайнов избирательного действия серии КП, производства АО "Копейский машиностроительный завод". Система СЭУ М2Д - это результат вложенных усилий и огромного опыта эксплуатации систем предшествующих поколений.

В настоящий момент системой серийно на заводе АО "КМЗ" оснащаются

• Проходческий комбайн КП21-14
• Проходческий комбайн КП150
• Проходческий комбайн КП220

Комплектация аппаратуры управления включает в себя все необходимые подсистемы,  управляющие блоки, пульты управления и исполнительные механизмы для обеспечения управления силовой электрогидравликой, питанием и защиты различных узлов и элементов горной машины.

Значительный упор при разработке был сделан  не только на безопасность машиной, но и на безопасность эксплуатирующего персонала и обеспечение комфортного управления. В результате чего увеличивается эффективность проходческих работ в том числе за счет простоя техники при неплановых ремонтах.

Система электрогидравлического управления СЭУ «М2Д» обеспечивает следующие функции

• Дистанционное радиоуправление комбайном
• Управление комбайном с пульта, расположенного на рабочем месте машиниста
• Диагностика наличия неисправностей в отдельных элементах системы
• Микропроцессорная защита и управление электродвигателями комбайна
• Набор датчиков для контроля широкого спектра параметров работы комбайна
• Система передачи данных на поверхность, визуализации и формирования аналитических отчетов на рабочем месте горного диспетчера и компьютерах руководящего состава
• Предпусковая предупредительная и аварийная звуковая сигнализация

1. Пульт управления ПУ2 СЭУ2.10.00.000-01

Пульт управления ПУ2 представляет собой микроконтроллер с полнографическим дисплеем  диагональю 7 дюймов, надежной клавиатурой с опторазвязанным контактом и энергонезависимой памятью. ПУ2 устанавливается в специализированную кассету, что надежно защищает его от механических повреждений, упрощает и повышает надежность монтажа.

ПУ2 в системе СЭУ «М2РД» выполняет следующие функции

• Управление отдельными исполнительными устройствами комбайна с рабочего места машиниста;
• Отображение параметров работы системы и вывод оперативной нформации на дисплей;
• Контроль и передача информации о состоянии системы СЭУ;
• Диагностику наличия неисправностей в отдельных элементах системы;
• Запись журнала событий, в т.ч. в режиме «черного ящика»

2. Комплект аппаратуры дистанционного радиоуправления комбайном КАДРУК

Аппаратура «КАДРУК» обеспечивает дистанционное радиоуправление комбайном в зоне прямой видимости.

Корпус Радиопульта РПДУ АУК75Д.70.200.000 выполнен из прочного стеклопластика. Сочетание джойстиков и кнопочной клавиатуры обеспечивают удобное и интуитивно понятное управления исполнительными устройствами комбайнами.

Зарядка аккумулятора РПДУ осуществляется непосредственно в шахте без подъема «на поверхность» при подключении РПДУ кабельной перемычкой к ПУ2. При этом РПДУ продолжает функционировать в качестве проводного пульта дистанционного управления.

Также для повышения безопасности горнопроходческих работ РПДУ оснащен функцией автоматического общего аварийного «стопа» в случае падения.

3. Комплект оборудования для монтажа в cтанции управления

В состав комплекта входит вспомогательное оборудование системы, осуществляющее коммутацию отдельных функциональных узлов и управление ими, сбор информации с различных датчиков, управление питанием электрогидроклапанов, питание системы, а также Мониторы привода МП1.

Монитор привода МП1 представляет собой микропроцессорное устройство управления, контроля и защиты электродвигателя.

МП1 оснащен бесконтактным датчиком тока и связан с центральным микроконтроллером (Пульт управления ПУ2) по цифровому интерфейсу CAN. Монитор привода МП1 имеет возможность осуществлять контроль исправности схемы блока управления вакуумного контактора по переключению режимов тока «форсажа» на ток «удержания», что необходимо для вакуумных контакторов, имеющих электромеханическое управление режимами.

Основные функциональные возможности монитора привода МП1

1. Контроль тока технологической перегрузки электродвигателя с формированием «обратнотоковой-временной» защитной характеристики (уставки т.перегр, т.перегр. устанавливаются из системного меню, хранятся в энергонезависимой памяти пульта управления ПУ2);
2. Отключение электродвигателя в случае технологической перегрузки;
3. Сохранение в «Черном ящике» в режиме реального времени информации о достижении токами двигателя величин уставок перегрузки и величин токов перегрузки в период действия защитной характеристики;
4. Контроль тока опрокидывания (или «заклинивания») электродвигателя с формированием защитной характеристики и отключением электродвигателя при возникновении «опрокида» или «заклинивания»;
5. Контроль пускового тока с сохранением в памяти «профиля пускового тока». Определение состоявшегося пуска для различных условий пуска электродвигателя и отключение электродвигателя пре «несостоявшемся» пуске;
6. Контроль тока короткого замыкания на отходящем присоединении (в нагрузке) с отключением электродвигателя при возникновении «короткого замыкания»;
7. Контроль 3-х фазного напряжения (660/1140В) в нагрузке, контроль перекоса фаз в нагрузке. При возникновении «недопустимого перекоса фаз» - сигнализация и отключение электродвигателя;
8. Контроль состояния датчиков температуры (термореле или позисторы), встроенных в статорные обмотки и (или) подшипниковые узлы электродвигателей, с автоматическим контролем замкнутого состояния линии до датчика температуры и отключением электродвигателя при возникновении перегрева обмотки и подшипников;
9. Измерение сопротивления изоляции отходящего присоединения к контактору (силового кабеля и статорной обмотки) перед включением нагрузки (электродвигателя) с сохранением в памяти модуля измеренной величины сопротивления изоляции (30кОм….5Мом) для автоматического сравнения с величиной «от пуска к пуску» (прогноз изменения сопротивления изоляции для ППР);
10. Защита от «частых пусков» в соответствии с ограничениями, накладываемыми в ТУ на электродвигатели;
11. Автоматический расчет активной мощности электродвигателя привода с учетом расчет и сохранение в памяти расхода энергии кВт*час (передача данных в основной пульт ПУ2 системы электрогидравлического управления СЭУ). Учет наработки привода («моточасы», количество циклов пуска, в т.ч. с максимальной нагрузкой) с фиксацией этих параметров в энергонезависимой памяти МП и системы СЭУ;
12. Контроль исправности вакуумного контактора с автоматической проверкой временных интервалов включения (в т.ч. в режиме «форсировка») и отключения по фактической отработки блок-контактов и по сигналам датчиков тока (во всех трех фазах);
13. Выявление попыток блокирования вакуумного контактора «механическим способом» с сохранением этого события в системе СЭУ;
14. Выявление неисправностей блоков управления вакуумных контакторов, отвечающих за переключение из режима «Форсаж» в режим «Удержание» методом измерения токов форсированного режима и режима удержания (актуально для вакуумных контакторов, имеющих управление режимами по блок-контакту, т.н. - «электромеханическая схема переключения»).

4. Комплект электрогидроуправления комбайна

ЭГР предназначен для управления силовой гидравликой следующих механизмов проходческого комбайна:

• Исполнительного органа (перемещение, телескопирование)
• Питателя
• Хода комбайна
• Конвейера
• Опор
• Крепеподъемника
• Погрузки.

В Системе СЭУ "М2Д" в качестве управляющего электрогидроклапана применяется Электрогидрораспределитель ЭГР СЭУ.14.00.000, который представляет собой управляющий электрогидроблок на 2 команды. В системе, серийно поставляемой на проходческие комбайны КП21-02, КП21-04, КП21-150, КП220 входит комплект из 14 ЭГР.

Управление ЭГРом осуществляется дистанционно с помощью Пульта управления ПУ2 либо иного управляющего устройства, в т.ч. по заданной программе и алгоритму в автоматическом режиме, либо в ручном режиме, с помощью рычага перемещения золотника электромагнита.

5. Аппаратура контроля параметров АКП и аппаратура радиомониторинга 

Представляет собой набор цифровых датчиков для сбора данных о состоянии элементов проходческого комбайна.

• Мониторинг давления в гидромагистралях;
• Мониторинг положения исполнительного органа;
• Мониторинг температуры редукторов, масла и прочих элементов;
• Мониторинг уровня масла в редукторах и в маслобаке;
• Мониторинг концентрации метана и других газов и прочее.

В системе возможно использование как «классических» проводных датчиков, так и аппаратуры радиомониторинга, представляющей собой комплект беспроводных датчиков, передающих результаты измерения по радиоканалу до устройства считывания установленного на комбайне (радиомодем – Узел радиочастотный стационарный УРЧС-JN).

Преимущества аппаратуры радиомониторинга

• Возможность передачи данных по радиоканалу на расстояние до 30м;
• Отсутствие внешнего источника питания, наличие аккумуляторной поддержки;
• Отсутствие кабелей и разъемов, что позволяет размещать составляющие аппаратуры в труднодоступных местах, защищает от обрыва линии связи и увеличивает помехоустойчивость;
• Полный диагностический контроль, что исключает «имитацию датчика»;
• Высокая стойкость к перегрузкам, динамическим перепадам давления и вибрациям за счет особенности конструкции датчиков;
• Значительное упрощение монтажа за счет отсутствия кабельных перемычек.

• Все радиодатчики имеют встроенное батарейное питание
• Срок работы от одной батареи: 9 месяцев
• Один радиомодем (Узел радиочастотный стационарный УРЧС-JN) собирает данные с 16 радиодатчиков
• Передача данных с радиомодема до командоконтроллера (Пульт управления ПУ2) осуществляется по цифровому интерфейсу MODBUS (RS485)