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應(yīng)用設(shè)計(jì)

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皮爾磁可編程控制系統(tǒng)在礦山工程機(jī)械上的應(yīng)用

皮爾磁可編程控制系統(tǒng)在礦山工程機(jī)械上的應(yīng)用

        控制系統(tǒng)一般安裝在控制柜內(nèi),從而免受各類環(huán)境因素的影響。但是隨后便出現(xiàn)了安裝在移動(dòng)機(jī)械上的控制系統(tǒng),此類控制系統(tǒng)必然會(huì)受到劇烈的振動(dòng)。絕不能因?yàn)檎饎?dòng)而對(duì)控制系統(tǒng)的安全功能造成任何的損害。采礦中巷道掘進(jìn)機(jī)就用到了可編程控制系統(tǒng),它能安全地監(jiān)控噴灑功能,預(yù)防爆炸性粉塵濃度超標(biāo)。

        地下采礦是一項(xiàng)有爆炸危險(xiǎn)的工作,為了保證人和機(jī)器免于不必要的危險(xiǎn),人們必須采用特殊的安全理念,時(shí)刻檢查“爆炸危險(xiǎn)”。即便是在這樣的領(lǐng)域,皮爾磁公司也能充分利用了自己在控制技術(shù)領(lǐng)域的多年經(jīng)驗(yàn),服務(wù)于該行業(yè):聯(lián)手瑞典采礦機(jī)械制造商山特維克礦山工程機(jī)械集團(tuán),皮爾磁成功研制出了首個(gè)Robust PSS控制系統(tǒng),其設(shè)計(jì)符合綜合爆炸安全性原則。

采用噴灑系統(tǒng),避免粉塵爆炸  

        山特維克礦山工程機(jī)械集團(tuán)制造的巷道掘進(jìn)機(jī)可用于地下采礦,具體而言,可用于挖煤和采鹽。機(jī)器前方裝有用于采礦的旋轉(zhuǎn)式刀盤,在采礦過(guò)程中形成大量的粉塵,在特定情況下可能引起地下粉塵爆炸。

        機(jī)器上安裝的噴灑系統(tǒng)(使用水)通過(guò)粘合粉塵顆粒,避免空氣中粉塵濃度過(guò)高,從而防止粉塵爆炸。必須保證噴灑系統(tǒng)在刀盤工作時(shí)可靠地運(yùn)行,因此,噴灑裝置必須始終處于被監(jiān)測(cè)狀態(tài)。

       到目前為止,安裝在刀盤上的噴灑裝置通過(guò)數(shù)字流量、壓力傳感器加以監(jiān)控。山特維克公司提出全新理念,要求采用模擬傳感器測(cè)量流量和壓力,同時(shí)由 PSS 控制系統(tǒng)對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。

       在這種情況下,采煤機(jī)械的工作條件是一個(gè)非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。由于地層表土堅(jiān)硬,鉆具和機(jī)器必須能抵抗極其劇烈的振動(dòng)。PSS 控制系統(tǒng)也將同樣受力,因此必須尋找“無(wú)振動(dòng)”解決方案。采用 Robust PSS 控制系統(tǒng),監(jiān)控水壓和流量 

 

        皮爾磁公司按照山特維克公司的要求,對(duì)現(xiàn)有的PSS控制系統(tǒng)進(jìn)行了改良,配備了數(shù)字和模擬量輸入,使之適合采礦的應(yīng)用。

        它被稱為“rugged version”,耐熱、防震。此系統(tǒng)的特別之處在于:不采用獨(dú)立式組件,板件互相連接在一起,幾乎不受振動(dòng)的影響,同時(shí)也有助于減少磨損。因此,控制系統(tǒng)滿足了抗震、抗振方面的高要求。即使是在三維正弦,帶滑頻連續(xù)負(fù)載的作用下,要求的抗震性也能夠達(dá)到1000個(gè)半正弦波沖擊。由于巷道掘進(jìn)機(jī)直接位于可能爆炸的區(qū)域,因此,安裝在機(jī)器上的PSS 控制裝置帶有防火罩。

        噴灑裝置必須運(yùn)行穩(wěn)定,以確保巷道掘進(jìn)機(jī)在使用中的地下安全性。 因此,水流量和壓力不得高于或低于某個(gè)限值。機(jī)器運(yùn)行正常時(shí),流量和壓力的值應(yīng)該是幾乎保持恒定。這也就是PSS 控制系統(tǒng)運(yùn)用計(jì)算公式,不斷計(jì)算和比較極限值和工作值的原因。如果因?yàn)閲姙⒀b置故障、壓力或流量變化等原因致使極限值、工作值之間出現(xiàn)偏差,則控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào),停止驅(qū)動(dòng)刀盤的切刀電機(jī),從而避免形成更多的粉塵。

        有多種型號(hào)可用于監(jiān)控噴灑系統(tǒng);可在用戶程序中事先定義。每一種類型都在控制裝置程序中經(jīng)過(guò)評(píng)估。

        山特維克、皮爾磁在研制新型控制系統(tǒng)方面展開了密切的合作,系統(tǒng)的安全方案和技術(shù)設(shè)計(jì)是在客戶端的硬件中策劃和執(zhí)行。皮爾磁按照客戶需求制作軟件,即用于PSS 控制系統(tǒng)的用戶程序。雙方在機(jī)器上進(jìn)行聯(lián)合試驗(yàn),檢測(cè)安全性能。默契的合作大大縮短了研發(fā)時(shí)間。僅僅數(shù)月,第一臺(tái)試制樣品便進(jìn)入測(cè)試階段。

多樣性和開放性,滿足每一種需求

         只有靈活的控制解決方案,才能滿足不同項(xiàng)目的要求。PSS 控制系統(tǒng)(不論是否采用緊湊型模塊設(shè)計(jì))用途廣泛,使用范圍從獨(dú)立的機(jī)器直至大型設(shè)施。

        系統(tǒng)可用于滿足機(jī)器安全性的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)EN 954-1、 IEC 62061和 EN ISO 13849的最高安全要求,以及特定應(yīng)用領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn),如壓機(jī)應(yīng)用、鐵道、纜車和小拖車等。系統(tǒng)已經(jīng)獲得BG、TüV 及眾多國(guó)際認(rèn)證機(jī)構(gòu)的認(rèn)可。  

        控制系統(tǒng)的開放性是皮爾磁公司哲學(xué)的重要組成部分。系統(tǒng)擁有一系列接口,可與所有標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線連接,除了安全開放總線系統(tǒng) SafetyBUS p 之外,它還可通過(guò) 以太網(wǎng)/IP進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。因此能夠完美融入現(xiàn)有的控制結(jié)構(gòu),用戶亦能自由選擇如何網(wǎng)絡(luò)連接他們的設(shè)備。

        PSS 控制系統(tǒng)采用模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),這就意味著,即使在較短的時(shí)間內(nèi),皮爾磁公司也能夠輕而易舉地適應(yīng)特定客戶或行業(yè)的要求:例如從用于特定環(huán)境條件的 PSS 控制系統(tǒng),再到纜車,直至直接連接至外部編碼器裝置的吊車應(yīng)用等。


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