【摘 要】
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采装一体机广泛应用于大型矿山采装、隧道掘进、煤矿井巷、地下工程等作业。现阶段,人工现场操作采装一体机进行作业时对操作技能要求较高,而且工作现场环境恶劣,存在粉尘、噪音、高温、甚至塌方等安全隐患,影响操作人员的生命健康安全。因此设计一款以工控机与可编程逻辑控制器为控制核心的远程监控系统以代替人工现场操作实现采装一体机的行走与作业、机器设备工况与工作环境的实时监测,规避安全风险。为完成采装一体机的远程
【基金项目】
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安徽省科技重大专项,项目编号:201903a05020033
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采装一体机广泛应用于大型矿山采装、隧道掘进、煤矿井巷、地下工程等作业。现阶段,人工现场操作采装一体机进行作业时对操作技能要求较高,而且工作现场环境恶劣,存在粉尘、噪音、高温、甚至塌方等安全隐患,影响操作人员的生命健康安全。因此设计一款以工控机与可编程逻辑控制器为控制核心的远程监控系统以代替人工现场操作实现采装一体机的行走与作业、机器设备工况与工作环境的实时监测,规避安全风险。为完成采装一体机的远程监控系统的设计,以采装一体机为研究对象,分析采装一体机国内外发展现状,根据课题来源项目所提功能需求,确定以ZWY-180/78L型采装一体机为主题,结合物联网技术、分布式多传感器信息融合技术、现场总线通信技术、PLC控制技术、机-电-液一体化技术等,在此基础上展开远程监控系统总体方案设计、硬件系统选型、通信功能设计、PLC控制程序与监控端设计、远程监控系统测试,主要完成以下内容:（1）针对远程监控系统总体方案设计,根据ZWY-180/78L型采装一体机的整机结构、工作过程与传动系统,结合监控任务分析,完成能够实现电气控制的电液控制液压回路设计,进而设计出远程监控系统总体方案。（2）针对硬件系统选型,根据远程监控总体设计方案完成硬件选型任务,包括工控机、PLC、传感器、工业摄像头、遥控器与远程操控设备等相关硬件的选型工作。（3）针对总体通信功能设计,根据远程监控系统总体设计与硬件选型中各个硬件功能参数,设计出总体通信结构,所用通信协议有TCP/IP、CANopen与Modbus,研究其通信功能与数据格式,并实现控制指令的下发与监测信息的采集与上传。（4）针对PLC控制程序与监控端设计,一方面根据控制要求首先完成电气系统设计,然后根据控制指令的数据格式使用ST语言进行PLC控制算法的编写,另一方面根据监测要求用JAVAScript语言完成监控端的设计。（5）针对远程监控系统测试,验证远程监控的可行性。论文通过采装一体机远程监控系统设计,对改善采装一体机的操作强度和操作环境,提高操作安全性与舒适性,提高工程质量和工作效率,具有实用意义。对采装一体机进一步智能优化设计,具有一定的借鉴参考意义。图[97]表[35]参[81]
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