1 與時俱進的行業

　　采(cai)煤是一(yi)個傳統的(de)(de)(de)(de)產業，但也是一(yi)個與(yu)時(shi)俱進、緊跟(gen)科(ke)技(ji)前沿(yan)的(de)(de)(de)(de)行(xing)業，對于自(zi)動化的(de)(de)(de)(de)需求也更(geng)(geng)為迫切，越(yue)(yue)少(shao)的(de)(de)(de)(de)人工不僅意味著(zhu)成本(ben)降低，更(geng)(geng)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)是提升了安全性，越(yue)(yue)少(shao)人參與(yu)，讓危險(xian)的(de)(de)(de)(de)事(shi)情都(dou)讓機器去干，這是煤炭(tan)行(xing)業一(yi)直在發(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)(de)。

　　西(xi)安煤機是該領(ling)域的技術領(ling)先(xian)者，在采(cai)掘裝備領(ling)域有著(zhu)(zhu)七(qi)十余年的積淀，其(qi)裝備遍(bian)布全國各個煤炭基地。而隨(sui)著(zhu)(zhu)安全性、人員成本上升，他們也在不(bu)斷研發(fa)更為安全、高效(xiao)、智能的采(cai)煤裝備。

　　2018 年，他們(men)計劃開發(fa)更(geng)(geng)智能(neng)、高效(xiao)的(de)(de)(de)采煤機(ji)，這款機(ji)器定位(wei)(wei)于(yu)世界級的(de)(de)(de)水(shui)準，除了本(ben)身的(de)(de)(de)控(kong)制，其數(shu)字化能(neng)力(li)要支撐采煤工作面系統的(de)(de)(de)整體管理。包括(kuo)數(shu)據的(de)(de)(de)存儲、傳(chuan)輸能(neng)力(li)，以及開放的(de)(de)(de)接(jie)口與外(wai)部的(de)(de)(de)定位(wei)(wei)系統、調度系統之間的(de)(de)(de)銜接(jie)，另外(wai)，更(geng)(geng)為(wei)重要的(de)(de)(de)任務(wu)，是實現機(ji)器控(kong)制系統軟件、通信與數(shu)據連接(jie)的(de)(de)(de)標準化。

　　2 完美匹配的控制器——X90

　　在這個開發過程中，貝加萊的團隊將其在工程裝備領域的X90推薦給了他們，這使得他們眼前一亮。因為，這款看上去非常“皮實”的控制器完全適應采煤這個惡劣工況環境的需求，還有強算力、大存儲、豐富接口，這是一個再好不過的選擇，因此，他們決定基于X90開發這款采高達8.8米的機器電氣控制系統，這(zhe)是(shi)目前(qian)全(quan)球最大的采煤(mei)裝(zhuang)備。

　　圖(tu) 1 采煤機結構(gou)

　　采(cai)煤機(ji)由搖(yao)臂、牽引部、行走機(ji)構(gou)、電控(kong)(kong)箱等構(gou)成。煤礦井(jing)下采(cai)煤機(ji)特殊的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)環(huan)境，需要(yao)控(kong)(kong)制器適應振動強、溫度高、粉塵多、濕度大的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)條件(jian)，這(zhe)需要(yao)控(kong)(kong)制器具有(you)特制的(de)(de)(de)保護裝置。另外，還需要(yao)具有(you)便捷的(de)(de)(de)數字化診斷(duan)與維護的(de)(de)(de)能力，以及在軟件(jian)方面具有(you)模塊化設計(ji)的(de)(de)(de)能力。

圖 3 采(cai)煤機整體系統(tong)架構

　　3 X90控制器“裝甲兵”

　　作為一(yi)款面向移動裝(zhuang)備的控(kong)(kong)制器，X90被稱為控(kong)(kong)制系統的“裝(zhuang)甲兵(bing)”，其本身對(dui)惡劣環境非常適應(ying)。這點在挖掘(jue)機、履帶吊、厘清攤(tan)鋪、旋挖鉆(zhan)、鉆(zhan)井平臺(tai)、農業機械等領域已經被廣泛(fan)證(zheng)明。

　　控(kong)制系(xi)統(tong)采用(yong)分布式CAN總線架構，包括：接觸器控(kong)制、變頻(pin)器控(kong)制、傳感中心監(jian)測、數據遠程通訊(xun)、遙控(kong)接收等多條CAN總線，這(zhe)些都需(xu)要應用(yong)豐富的CAN接口(kou)，X90標配(pei)了4個CAN接口(kou)，以及標準以太網和USB 口(kou)。各接口(kou)可(ke)根據需(xu)要進行(xing)便(bian)捷的擴展。

　　圖(tu) 2 X90 為工程(cheng)裝備而設計的硬件(jian)

　　4 數據能力是關鍵

　　圖 4 該機型(xing)發布現場

　　X90采(cai)用高性(xing)能(neng)處理器和大容量的存儲(chu)能(neng)力(li)，這(zhe)對于采(cai)煤機(ji)的現場數(shu)據存儲(chu)很關鍵，另外，它的以太網(wang)可(ke)以與無線設備(bei)連接，以實現數(shu)據的遠傳到中央調度室(shi)的智能(neng)分(fen)析系(xi)統。

　　在(zai)數(shu)(shu)據方面，包含采(cai)煤機的運行參(can)數(shu)(shu)、操作(zuo)(zuo)狀(zhuang)態(tai)、故障信息、環(huan)境信息，這些(xie)數(shu)(shu)據反饋到(dao)智能化(hua)中心，可(ke)以(yi)為采(cai)煤工作(zuo)(zuo)的頂底板控制、煤層走(zou)向、工作(zuo)(zuo)面對齊控制等提供(gong)參(can)考，這樣可(ke)以(yi)進一步提升整個(ge)采(cai)煤作(zuo)(zuo)業(ye)的工作(zuo)(zuo)效率、可(ke)靠性、安全性等，以(yi)獲得持續的優(you)化(hua)。

　　另外一個重要的(de)應用則是預測性(xing)維護(hu)，由(you)于采煤機機械系統(tong)處(chu)于高(gao)負(fu)荷的(de)運轉，對(dui)于生(sheng)產(chan)作(zuo)(zuo)業(ye)端來說，預測性(xing)維護(hu)就變得非常必要，這影響作(zuo)(zuo)業(ye)的(de)連續性(xing)和產(chan)出。而對(dui)于西(xi)安煤機本(ben)身而言，同樣意味著自身機器設(she)計(ji)的(de)技術迭代(dai)，以為用戶能(neng)夠(gou)提(ti)供長期(qi)的(de)機器品質提(ti)升，以及(ji)服(fu)務的(de)可(ke)預測性(xing)，降低“宕機”帶(dai)來的(de)損失(shi)。

　　2020年11月13日，通過國(guo)家級驗收(shou)，贏得了評委專家的(de)高度贊揚，成果整(zheng)體達到國(guo)際領先水平。這也是西(xi)安煤機一(yi)個(ge)新的(de)征程，包括機器(qi)的(de)感測技術、控(kong)制(zhi)技術、能源(yuan)優化等方(fang)面(mian)的(de)多個(ge)創(chuang)新點(dian)，當然，控(kong)制(zhi)器(qi)本身作為一(yi)個(ge)數據源(yuan)提(ti)供了穩定可靠的(de)保障。

　　在這(zhe)次合作中(zhong)，西(xi)安(an)煤機的設計團隊提到“通過我(wo)們(men)(men)的創新，能(neng)夠推進(jin)這(zhe)個傳統產業的技術(shu)進(jin)步，煥發(fa)生機， 而貝加萊(lai)的系(xi)統為我(wo)們(men)(men)提供(gong)了各種(zhong)可能(neng)——因為我(wo)們(men)(men)的創新不(bu)止于(yu)今天”。