控制及驱动

小松是将 SR（开关磁阻）技术引入土方车辆的先驱企业。

早在超过二十载前，我们便已将 SR 引入露天开采轮式装载机产品中，并已借助我们的 KESS（动能存储系统）深度储能功能进一步提升了此技术。SR 混合动力系统可捕获并利用再生能源，从而使机器的总油耗能够减少至多达 45%。KESS 装置可提供更大的再生能源存储容量，对发动机动力提供补充能源以提高机器加速度，从而减少发动机涡轮迟滞的效应、大幅改善周期时间情况，进而减少柴油机排放物。

了解 SR 技术的工作原理

通过 SR 发电机将柴油能源转化为电能时，便开始捕获再生能源，为电动机提供动力，从而使车轮转动。操作员松开油门踏板后，会停止对柴油的需求，但是机器的动量会使电动机保持转动。此时，电动机会发挥发电机的作用，为 KESS 系统提供能量。操作员重新踩下踏板后，KESS 会提供存储的能量，与此同时，发动机供给柴油能源。实现的效果是，铲运机的发动机可增加 550 马力，露天开采轮式装载机可增加 1100 马力。。

为实现此效果，我们的工程师已对超级电容储能以及电池储能进行了深入研究。与其他电动机技术相比，SR 混合动力系统的高速特性可使 SR 动能存储得以实现，而且使其优良性高于其他可用的储能设备。 

SR 电机优势

• 齿轮冲击应力越小、扭矩惯矩比越大，响应越快
• 开关频率低于交流系统，因此延长电力电子装置和电动机绝缘材料寿命
• 简单螺纹设计由一组电气钢片组成
• 无线圈、转子铜条、磁铁或任何接触
• 较短端转动需要极大的电力驱动器扭矩/体积比
• 独立线绕线圈无重叠区
• 良好的散热管理，因为废料容易排向外部环境

整合至多个产品系列中

如今，我们的 SR 技术已整合至多个产品系列中：

• P&H 混合动力矿铲
• P&H 露天开采轮式装载机
• 久益 LHD（铲运机）装载机

数百万个小时的运行经验

凭借数十载的经验，如今我们在全球范围内拥有 150 多台采用 SR 的露天开采轮式装载机。这意味着数百万个小时的累积运行时间，以及数万个小时的单个组件运行时间。

借助所积累的经验，我们已开发出先进的 SR 控制算法，以优化向地面施加扭矩的效率，从而控制车轮滑转情况，以最大程度地降低轮胎磨损，以及大幅降低油耗。此外，我们已融入数十载的开采用牵引电动机设计专业知识，从而确保我们的电动机和发电机设计坚固、可靠并能在严峻的开采环境中获得较长的使用寿命。

• 控制装载机功能
• 监控重要操作参数并给予实时反馈
• 发送数据用于远程收集
• 提供实时数据和故障诊断功能
• 提供操作安全性

概述

LINCS II 网络控制系统旨在帮助操作员应对苛刻的露天开采应用挑战。其交互式触摸屏就装在仪表板上，可显示：

• 即时和实时的反馈，可提供大量的信息，以根据不同条件调整操作
• 重要的统计数据，例如挖斗高度和角度、每斗净载重量、每个装料周期所需的时间和运送的总吨数、可用燃料、车辆速度、冷却剂温度等。
• 直观易懂的图形显示，可按照个人偏好轻松配置

此外，LINCS II 可防止操作员执行错误的命令，提高安全性。例如，LINCS II 可阻止提升超过安全装载重量的负载。随后 LINCS II 会通过交互屏幕提供解释，让操作员立即执行正确操作，避免混乱或做无用功。

颜色代码警报

警报和警告以颜色代码显示不同紧急程度：

• 红色警报表示发生了可能导致灾难性破坏或人员伤亡的故障
• 黄色警告表示发生影响设备运行或超过设备承受极限的故障
• 蓝色预防性维护报警表示发生超过设备承受极限的故障，在下一轮班 PM 时应维修或更换部件

完全独立的系统

该系统是低压控制柜内的独立式系统，是系统和设备之间输入/输出的中心位置。

关键功能访问

可通过操作员键盘随时使用关键功能：

• 高度交变设置
• 返回到挖掘目标
• 驱动状态（低、中、高阀门）
• 发动机转速设置（低、中、高）
• 手动润滑
• 电机交变扭矩
• 电机交变速度

集成支持软件

另外，集成支持软件提供以下工具：

• 维修工具：必要时将更新和复原点发送给设备
• eLETROchart：显示当前状态和所有传感器记录的运行记录
• 日志查看器：以日志形式显示所有负载信息、警告和警报
• 远程监控：允许从远程位置进行全部 LINCS 相关的监控
• LINCS 诊断：显示各个记录的警告和警报的详细信息

与其他监控系统兼容

通过使用强大的通信、命令和控制功能，将数据和信息转变为对您的操作和维护管理团队至关重要的直观信息，LINCS II 控制系统也可与 PreVail 远程运行状况管理 (RHM) 系统交互。这些信息通过以下方式显示：

• 关键性能指标 (KPI) 仪表板
• 图形分析工具
• 预测性建模和报表工具

• 减少运输装载时间 10%-15%
• 提高挖掘速率 10%-15%
• 电机的动作速率平均提高 10%
• 平均周期时间减少 1.5 秒-3 秒
• 电气设备的可用性提高 1%-3%
• 电路板配件数量减少 70%
• 1-3 年内收回投资

以上结果是基于将模拟 Electrotorque 系列铲车改造成 Centurion 电气控制系统时的比较数据。实际结果可能会随基于应用的变量不同而不同。

大大提高生产率

提高您的采矿作业效率。因此，您的电铲性能非常关键。

Centurion 电气控制系统更新可以充分发挥您的模拟铲车潜力，将每次挖掘周期减少数秒，增加您每小时的装运量 与其他同类驱动系统相比，该设计能够提高性能，但不影响结构设计寿命，实现每吨低生产成本。

Centurion 通过扩大提升和推压动作的速度范围，提高设备性能。尽管各个动作还有低速扭矩，但在各个方向的速度均有提高。提升速度大幅提高，虽然穿过掌子面的吊环拉力仍然较大。推压速度也获得提高，并与挖掘周期中的提升速度相匹配；操作员不再需要等待推压速度达到提升速度，从而可以更快地通过掌子面，在卡车上方定位，并返回卡车位置。

推进传输时间约减少到 3 秒，提高铲车可移动性。检查制动设置和释放以及驱动系统，以降低设备损坏。

提高可靠性

性能增强不会影响可靠性。事实上，Centurion 的可靠性比其他驱动和控制系统都要高，因为它设计了其他速度以满足设备的结构限制。

一旦发生故障，Centurion 可以提供大量诊断信息。维修人员和技术人员可以使用车上的触屏计算机，查看驱动和控制系统的多级别诊断信息。

稳定的标准功能

Centurion 系统包含以下标准功能：

• 直流数字驱动：以数字驱动系统替换过时的模拟驱动系统
• 提高速度：与模拟系统相比，电机速度有了提高
• 动态磁产削弱：动态变化速度和扭矩
• 带负载计算器的控制回路高级防护：提高装载时的满载铲斗控制
• 符合 OPC 的用户界面：改进数据提取
• 带操纵机构模式的测试模式：减少故障检修时间和启动铲车的设置时间
• 起重臂自动平稳放下：减少第 2 阶段起重臂顶起过程中对吊绳和起重臂的破坏
• 极佳挖掘:防止在掌子面非生产性停机，减少电机热过载
• 软线检测：监控驱动力，优化软线检测过程中的控制
• RPC 掌子面转动：转动 PRC 掌子面，减少所有 PRC 掌子面的热载
• 周期状态发动机：实时测试并报告周期时间（挖掘时间、回转时间、卷起时间）
• 远程提升吊索：通过改善控制性和瞄准线，实现绳索变化过程中对提升滚筒的远程操作

其他可提供的部件

Centurion 系统还提供其他多个部件：

• 带周期状态发动机的有效负载系统：报告铲斗和运输有效负载的装载周期时间，以实现极佳装载
• 通用发送：分享发送系统和铲车控制系统之间的数据，以实现极佳装载
• 电机更新：可提供更新以增强散热性能
• 高级电源监控：通过 GUI 屏幕提供电源监控信息并将数据发送至 PreVail 远程运行状况管理系统
• RPC 高级诊断：诊断测试系统，以促进故障检修，并优化 PRC 系统
• 远程运行状况监控： PreVail 远程运行状况管理系统可以提高监控可靠性和您的铲车的生产率
• ARC 闪光检测：使电气柜具备 ARC 防闪光保护
• 振动监控：将在线振动监控与 PreVail 运行状况管理系统相结合
• Track Shield：提供铲斗到履带的撞击检测和保护，减少撞击的次数和强度
• TripRite：带直流无刷电机的铲斗门开头系统，可优化控制开头门

• 专门为刮板传送机 (AFC) 设计
• 通过驱动系的电子过载保护提高安全性
• 通过确保运行时剩余链条完全负载，减少链条行程 40%
• 通过优化速度和扭矩控制，减少电力消耗 20%
• 通过去除 TTT 或其他连接装置，减少水消耗 80%
• 可安装在任何现有刮板传送机

概述

Joy OptiDrive AFC 是一种变速驱动 (VSD) 系统，可延长设备寿命，降低能源消耗。VSD 与电机结合可以实现更好的速度和扭矩控制，从而更平稳地启动/停止和更快地加速。根据生产条件提供各种链条速度，从而提高性能，加快截割周期，提高长壁系统的效率。

OptiDrive VSD 专为井下开采恶劣条件设计，已获准运用于所有井下开采应用。该系统包含一个高质量防火电机和大功率变频驱动器，组成一个综合电源装置。该系统的所有传输部件均无缝集成，以提供一个完整的驱动系统。

OptiDrive AFC 具有以下重要优点：

• 通过 AFC 链条高级管理提高安全性能，不需要频繁地手动干预
• 启用高级材料流程控制，提高生产率
• 优化速度控制，极大延长设备寿命
• 减少运行成本并提高可靠性
• 简化运行维护
• 降低能源消耗和维修频率

增强操作员安全性

OptiDrive AFC 通过以下方式提高操作员安全性：

• 电子过载瞬时保护能够在链条运行中突然停止时，防止驱动系和链条过度负载
• 链条断裂检测，瞬时关闭系统
• 输送驱动器和返回驱动器独立控制，确保启动过程中下垂链条较小
• 零速下全部扭矩可用，使系统从过载条件开始受到完全控制

生产率智能控制

OptiDrive AFC 提供生产率智能控制功能，以尽可能减少传统长壁生产的起伏，包括：

• 恒速的煤流维持连续高产出
• 无下游传送机系统过载风险
• 稳定的电力需求，减少电气设备压力
• 结合长壁采煤机速度控制，提高传送机利用率

延长设备寿命，减少维护

OptiDrive AFC 通过确保链条在传送机运行时始终处于满负载，减少设备组件的磨损，并减少链条行程 40% 以上。这减少了链条、链轮、接头、传输和电机 40% 的旋转，从而极大延长预期寿命，减少因设备维修和维护的停机。

该系统只需要较少的维护，可以在井下环境中运行，保养周期达 3 年。

OptiDrive AFC 已经优化，更容易维护：

• 通过对链条位置的连续监控，OptiDrive 可以将链条停止在预设的维修位置，从而轻松高效地进行检查和维修工作
• 通过各种慢速运行可以轻松检查和定位链条
• 瞬时和可控的逆向运行功能

更低消耗

在很多情况下，OptiDrive AFC 可以更换正常运行效率为 95.5% 的防滑设备。与以恒速、平稳启动的系统相比，该系统通过优化非生产和产量降低阶段中的速度和扭矩，可以节省至少 20% 的电力。

轻松安装和试运行

由于 OptiDrive AFC 是一个集成的电机和驱动系统，它不仅可以节省安装空间，还能内部管理电机电缆，从而消除独立变速驱动器通常会有的电气保护问题。这种集成也意味着设置参数在设备制造过程中就已经在系统内预设好。与独立驱动器相比，OptiDrive 不需要设置 - 插上后即可开始运行。

• 所有 Joy 连采机、曳引系统、装载机和长壁系统设备上均可用
• 优化速度控制，大大增强操作员对设备移动的控制
• 专为井下开采应用苛刻的条件设计
• 已获准在所有井下开采应用中使用

概述

Joy OptiDrive 是一种交流变频驱动系统，将软件与电子和机械系统结合起来，提供以下功能：

• 提高煤车速度：显著增大了牵引力，从而提高了设备爬坡和应对较差巷道条件的能力
• 反馈制动：辅助机械式制动器，避免制动器因摩擦过热，延长制动器的使用寿命；反馈制动可以在下坡时极有效地自动维持恒速
• 更好的速度控制：使煤车具备任意变速能力，精确控制设备速度；平稳加速和减速，减少操作员疲劳和设备缓慢向前爬坡能力，防止意外接触机器造成的潜在破坏
• 维护更少：因为交流电机无需检查和更换电刷，因此交流牵引电机比直流牵引电机可靠耐用，且需要的维护量较少

• 通过优化截割性能、高可用性、自动序列和设置灵活性，实现生产率的极大化
• 使用车载图形显示器显示事件日志、消息和警报的高级诊断
• 多种语言选项，可以以各种语言显示操作员界面
• 能够从地面对设备进行实时监控的实时通讯
• 稳定的硬件设计，专为井下开采应用而制造
• 可用于井下开采设备的标准控制平台

概述

竞争压力和市场压力意味着您必须不断地加快产品生产速度，同时始终努力减少每吨煤炭的开采成本。这些目标随着保有储量日趋苛刻的开采特性和不断恶化的作业条件而变得愈加难以实现。

Faceboss 控制系统使您的操作者可以使用一套强大的工具（包括操作者辅助工具、自动序列、高级诊断、机器性能监测、分析工具）来操作设备，找到生产率和每吨成本的极佳平衡点。

Faceboss 是井下开采设备上安装的标准控制系统平台，可确保您的所有设备得到同等级的优化。Faceboss通过各种方式优化您的井下开采生产率：

• 优化截割性能：通过控制牵引电机速度和液压采煤速率，优化采煤机负载能力，从而在掏槽和截割过程中自动将截割速度提高
• 高可用性反馈：控制回路防止所有电机卡滞和热过载情况，从而延长电机使用寿命，减少机器停机时间
• 自动序列：连续运行设置，即使在更换操作员或多个轮班时仍然可用；例如一键割煤功能能够控制截割起重臂位置，确保维持恰当的底板和顶板高度
• 操作参数灵活性设置：一般的循环截割要求（例如全采、半采、横切等）的不同操作参数可以预设并通过遥控站迅速选择，以避免设置延迟

另外，长壁系统的优点还包括：

• 操作员暴露：该控制软件的设计方式使得操作人员尽可能不接触到灰尘、喷水和噪音，使操作人员一直处于设备的逆风侧
• 数据交换：控制系统包括采煤机与顶板支护系统的整合和数据交换，提高整个系统的自动化

多种标准功能

Faceboss界面具有以下功能：

• 高级诊断：显示事件日志、消息和警报。重要设备操作参数一直受到监控和记录，从而可以迅速轻松地确定任何设备故障根源
• 用户友好的屏幕：采用可视化屏幕设计简化设备初始设置，让操作员不用打开 XP 附件即可适应不断变化的采矿状况；另外，操作员可以远程选择预设煤车功能，进行空中采煤机反馈调整或采用自动序列调节顶板和底板切割极限
• 多种语言显示：可以轻松设置成以多种语言显示，让来自任何国家/地区的操作员均能轻松使用该控制系统
• 集成维修手册：可以快速轻松访问重要维修手册；另外，该界面还包括日常维护操作步骤指南和系统故障检修求助文档

远程实时通信

另外，Faceboss控制系统能够启用实时通信。当您的设备连接到地面计算机时，Faceboss可使您从远程位置实时监控机器（远程机器监控或 RMM）。另外，控制系统能够连续将运行数据发送至地面计算机。

稳定的报表配件

采用 Joy 露天报表软件 (JSRP)，可以对数据进行分析，在每个轮班后生成具有附加价值的生产报表并以邮件形式发送至预设的工作人员。这种反馈可以让经理在必要时进行干预，作出必要的修改。也可生成和发送每月生产和工程报表。