1 与时俱进的行业

　　采煤是一个传统的产业，但也是一个与时俱进、紧跟科技前沿的行业，对于自动化的需求也更为迫切，越少的人工不仅意味着成本降低，更重要的是提升了安全性，越少人参与，让危险的事情都让机器去干，这是煤炭行业一直在发展的。

　　西安煤机是该领域的技术领先者，在采掘装备领域有着七十余年的积淀，其装备遍布全国各个煤炭基地。而随着安全性、人员成本上升，他们也在不断研发更为安全、高效、智能的采煤装备。

　　2018 年，他们计划开发更智能、高效的采煤机，这款机器定位于世界级的水准，除了本身的控制，其数字化能力要支撑采煤工作面系统的整体管理。包括数据的存储、传输能力，以及开放的接口与外部的定位系统、调度系统之间的衔接，另外，更为重要的任务，是实现机器控制系统软件、通信与数据连接的标准化。

　　2 完美匹配的控制器——X90

　　在这个开发过程中，贝加莱的团队将其在工程装备领域的X90推荐给了他们，这使得他们眼前一亮。因为，这款看上去非常“皮实”的控制器完全适应采煤这个恶劣工况环境的需求，还有强算力、大存储、丰富接口，这是一个再好不过的选择，因此，他们决定基于X90开发这款采高达8.8米的机器电气控制系统，这是目前全球最大的采煤装备。

　　图 1 采煤机结构

　　采煤机由摇臂、牵引部、行走机构、电控箱等构成。煤矿井下采煤机特殊的工作环境，需要控制器适应振动强、温度高、粉尘多、湿度大的工作条件，这需要控制器具有特制的保护装置。另外，还需要具有便捷的数字化诊断与维护的能力，以及在软件方面具有模块化设计的能力。

图 3 采煤机整体系统架构

　　3 X90控制器“装甲兵”

　　作为一款面向移动装备的控制器，X90被称为控制系统的“装甲兵”，其本身对恶劣环境非常适应。这点在挖掘机、履带吊、厘清摊铺、旋挖钻、钻井平台、农业机械等领域已经被广泛证明。

　　控制系统采用分布式CAN总线架构，包括：接触器控制、变频器控制、传感中心监测、数据远程通讯、遥控接收等多条CAN总线，这些都需要应用丰富的CAN接口，X90标配了4个CAN接口，以及标准以太网和USB 口。各接口可根据需要进行便捷的扩展。

　　图 2 X90 为工程装备而设计的硬件

　　4 数据能力是关键

　　图 4 该机型发布现场

　　X90采用高性能处理器和大容量的存储能力，这对于采煤机的现场数据存储很关键，另外，它的以太网可以与无线设备连接，以实现数据的远传到中央调度室的智能分析系统。

　　在数据方面，包含采煤机的运行参数、操作状态、故障信息、环境信息，这些数据反馈到智能化中心，可以为采煤工作的顶底板控制、煤层走向、工作面对齐控制等提供参考，这样可以进一步提升整个采煤作业的工作效率、可靠性、安全性等，以获得持续的优化。

　　另外一个重要的应用则是预测性维护，由于采煤机机械系统处于高负荷的运转，对于生产作业端来说，预测性维护就变得非常必要，这影响作业的连续性和产出。而对于西安煤机本身而言，同样意味着自身机器设计的技术迭代，以为用户能够提供长期的机器品质提升，以及服务的可预测性，降低“宕机”带来的损失。

　　2020年11月13日，通过国家级验收，赢得了评委专家的高度赞扬，成果整体达到国际领先水平。这也是西安煤机一个新的征程，包括机器的感测技术、控制技术、能源优化等方面的多个创新点，当然，控制器本身作为一个数据源提供了稳定可靠的保障。

　　在这次合作中，西安煤机的设计团队提到“通过我们的创新，能够推进这个传统产业的技术进步，焕发生机， 而贝加莱的系统为我们提供了各种可能——因为我们的创新不止于今天”。