與時(shí)俱進(jìn)的行業(yè)

采煤是一個(gè)傳統的產(chǎn)業(yè)，但也是一個(gè)與時(shí)俱進(jìn)、緊跟科技前沿的行業(yè)，對于自動(dòng)化的需求也更為迫切，越少的人工不僅意味著(zhù)成本降低，更重要的是提升了安全性，越少人參與，讓危險的事情都讓機器去干，這是煤炭行業(yè)一直在發(fā)展的。

西安煤機是該領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先者，在采掘裝備領(lǐng)域有著(zhù)七十余年的積淀，其裝備遍布全國各個(gè)煤炭基地。而隨著(zhù)安全性、人員成本上升，他們也在不斷研發(fā)更為安全、高效、智能的采煤裝備。

 2018年，他們計劃開(kāi)發(fā)更智能、高效的采煤機，這款機器定位于世界級的水準，除了本身的控制，其數字化能力要支撐采煤工作面系統的整體管理。包括數據的存儲、傳輸能力，以及開(kāi)放的接口與外部的定位系統、調度系統之間的銜接，另外，更為重要的任務(wù)，是實(shí)現機器控制系統軟件、通信與數據連接的標準化。

完美匹配的控制器-X90

在這個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，貝加萊的團隊將其在工程裝備領(lǐng)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?！捌?shí)”的控制器完全適應采煤這個(gè)惡劣工況環(huán)境的需求，還有強算力、大存儲、豐富接口，這是一個(gè)再好不過(guò)的選擇，因此，他們決定基于X90開(kāi)發(fā)這款采高達8.8米的機器的電氣控制系統，這是目前全球最大的采煤裝備。

圖1-采煤機結構

采煤機由搖臂、牽引部、行走機構、電控箱等構成。煤礦井下采煤機特殊的工作環(huán)境，需要控制器適應振動(dòng)強、溫度高、粉塵多、濕度大的工作條件，這需要控制器具有特制的保護裝置。另外，還需要具有便捷的數字化診斷與維護的能力，以及在軟件方面具有模塊化設計的能力。  

X90控制器裝甲兵

作為一款面向移動(dòng)裝備的控制器，X90被稱(chēng)為控制系統的“裝甲兵”，其本身對惡劣環(huán)境非常適應。這點(diǎn)在挖掘機、履帶吊、厘清攤鋪、旋挖鉆、鉆井平臺、農業(yè)機械等領(lǐng)域已經(jīng)被廣泛證明。 

圖2-X90為工程裝備而設計的硬件

控制系統采用分布式CAN總線(xiàn)架構，包括：接觸器控制、變頻器控制、傳感中心監測、數據遠程通訊、遙控接收等多條CAN總線(xiàn)，這些都需要應用豐富的CAN接口，X90標配了4個(gè)CAN接口，以及標準以太網(wǎng)和USB口。各接口可根據需要進(jìn)行便捷的擴展。

數據能力是關(guān)鍵

圖3-采煤機整體系統架構

X90采用ARM處理器和大容量的存儲能力，這對于采煤機的現場(chǎng)數據存儲很關(guān)鍵，另外，它的以太網(wǎng)可以與無(wú)線(xiàn)設備連接，以實(shí)現數據的遠傳到中央調度室的智能分析系統。 

在數據方面，包含采煤機的運行參數、操作狀態(tài)、故障信息、環(huán)境信息，這些數據反饋到智能化中心，可以為采煤工作的頂底板控制、煤層走向、工作面對齊控制等提供參考，這樣可以進(jìn)一步提升整個(gè)采煤作業(yè)的工作效率、可靠性、安全性等，以獲得持續的優(yōu)化。 

另外一個(gè)重要的應用則是預測性維護，由于采煤機機械系統處于高負荷的運轉，對于生產(chǎn)作業(yè)端來(lái)說(shuō)，預測性維護就變得非常必要，這影響作業(yè)的連續性和產(chǎn)出。而對于西安煤機本身而言，同樣意味著(zhù)自身機器設計的技術(shù)迭代，以為用戶(hù)能夠提供長(cháng)期的機器品質(zhì)提升，以及服務(wù)的可預測性，降低宕機帶來(lái)的損失。 

2020年11月13日，通過(guò)國家級驗收，贏(yíng)得了評委專(zhuān)家的高度贊揚，成果整體達到國際領(lǐng)先水平。這也是西安煤機一個(gè)新的征程，包括機器的感測技術(shù)、控制技術(shù)、能源優(yōu)化等方面的多個(gè)創(chuàng )新點(diǎn)，當然，控制器本身作為一個(gè)數據源提供了穩定可靠的保障。

圖4-該機型發(fā)布現場(chǎng) 

在這個(gè)合作中，西安煤機的設計團隊提到“通過(guò)我們的創(chuàng )新，能夠推進(jìn)這個(gè)傳統產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，煥發(fā)生機，而貝加萊的系統為我們提供了各種可能—因為我們的創(chuàng )新不止于今天”。