[发明专利]一种刮板输送机推溜运动次序的控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种刮板输送机控制系统及方法，具体是一种刮板输送机的推溜运动次序控制系统及方法。

背景技术

随着国家973计划“深部危险煤层无人采掘装备关键基础研究”、“863”计划重点资助项目“采煤机远程控制技术及监测系统”，国家发改委智能制造装备专项《煤炭综采成套装备智能控制系统项目》等大型国家煤矿智能设备项目的开展，综采工作面上重型装备的自动化控制越来越受到重视，对其控制的要求也越来越高，而就目前研究状态而言，对于刮板输送机的运动控制，涉及到液压支架的电液控制系统的推溜控制部分，在对刮板输送机进行推溜时，由于刮板输送机之间链连接的双向约束以及推溜时所需要的液压泵压力限制，为了最小化推溜的控制时间，需要对刮板输送机的运动控制次序进行合理的控制，然而目前还没有涉及到针对刮板输送机的运动控制次序的相关研究。此外，目前当刮板输送机在推溜时，只能分阶段的控制，即无法“一键控制”，需要操作人员根据当前的推溜情况，不断的更新控制策略，利用液压支架的推溜液压缸去推动刮板输送机，工人的重复工作量多，劳动强度大，也不利于综采工作面“少人化”发展的进程。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种刮板输送机的推溜运动次序控制系统及方法，无需人工实时更新控制策略，实现“一键控制”，且能够在保证刮板输送机被液压支架推齐的基础上，减少推溜时间，提高综采工作面设备的自动化水平。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：本刮板输送机推溜运动次序控制系统，包括刮板输送机本体，以及与刮板输送机相连的液压支架推溜液压缸，还包括液压支架电液控制推溜位移采集子系统以及刮板输送机运动次序控制子系统，所述液压支架电液控制推溜位移采集子系统与液压支架的推溜液压缸进行物理连接，

所述液压支架电液控制推溜位移采集子系统包括液压支架电液控制系统主控器、液压支架控制器以及与每个支架对应的推溜位移传感器；所述推溜位移传感器与液压支架控制器电连接，

所述液压支架电液控制系统主控器与每个液压支架的控制器通过网络连接；

所述刮板输送机运动次序控制子系统包括用于控制和计算的微控制单元MCU，用于数据存储的嵌入式数据库，用于与所述液压支架电液控制推溜位移采集子系统进行通信的网络连接接口，所述微控制单元MCU包括推溜曲线构造与分段单元、运动次序控制计算单元以及运动次序指令单元。

一种刮板输送机推溜运动次序控制系统的控制方法，包括以下步骤：

1)利用所述的液压支架电液控制推溜位移采集子系统，对刮板输送机的每个中部槽推溜位移进行采集，构建出整条推溜曲线；

2)对构建的推溜曲线进行分段处理，按照曲线的平整度，将曲线分为三段，即推溜曲线中部的弯曲段，以及处在弯曲段左右方向上的左控制段和右控制段；所述推溜曲线的左控制段控制范围为LCS＝[0,S1]、右控制段控制范围为RCS＝[S2,N]以及中间的弯曲段控制范围为CCS＝[S1,S2]，当采煤机方向自左向右时，即dir＝right时，采煤机段处在的范围是MCS＝[S2,S3]，此时S2<S3；当采煤机方向自右向左时，即dir＝left时，采煤机处在的范围时MCS＝[S3,S1],此时S3<S1；上述所述的S1，S2，S3，N为液压支架的支架号，即每个中部槽在工作面上的水平坐标以液压支架的支架号进行计量的；

3)对需要推齐的控制段即LCS与RCS进行运动控制，所述微控制单元MCU先将LCS与RCS信息存储在嵌入式数据库中，然后分别对LCS以及RCS进行预推溜的运动次序进行迭代计算，具体计算步骤如下：

a.载入需要控制的曲线段的坐标数据，初始化系统变量，求解出推溜曲线的最大值、最小值、极大值集合以及极小值集合；

b.对于极小值集合内的每一个曲线点，根据其位移的大小进行升序排列，位移最小的曲线点，最先进入步骤(c)中的迭代计算环节；

c.以步骤(b)中先定的曲线点为基准，设定迭代求解的范围[RS,RE]，对这个范围内所包含的曲线点按照其位移大小进行升序排列，位移最小的曲线点对应的刮板输送机中部槽，最先进入所述微处理单元MCU的预推溜计算，其中RE-RS即决定于液压泵的推溜压力；

d.对步骤(c)中选定的曲线点所对应的位移推溜一个步长Δd，检查其最终位移是否达到最大的推溜位移；

e.如果是，则设置当前中部槽的推溜位移为最大的推溜位移值，并设置当前的迭代标识量设置为false,进入计算步骤(f),如果否，则直接进入步骤(f)；