悬臂式掘进机电气开关箱

（1）项目来源

企业合作。

（2）项目依托单位（公司）实力概述

项目依托单位：哈尔滨煤矿电器厂。

哈尔滨煤矿电器厂成立于一九八七年，现有员工149人，其中科技人员32人。是原煤炭部防爆电器定点专业生产厂，哈尔滨市高新技术开发区“拳头产品”生产单位，国有企业。

企业现下设机加、铆焊、电器装配、元器件检测等四个生产作业车间，有多种机加检测设备百余套。企业有自己的设计研发队伍，同时黑龙江科技大学和哈尔滨煤矿机械研究所作为技术支撑，科技开发力量雄厚，具有较强的矿用防爆产品开发设计、加工检测和整机装配能力。生产的主要产品有：矿用隔爆兼本质安全型真空电磁起动器（含智能型），矿用隔爆兼本质安全型双速真空电磁起动器（含智能型），矿用隔爆型真空馈电开关（含智能型），矿用隔爆兼本质安全型交流软起动电磁起动器等。

哈尔滨煤矿电器厂完全具备悬臂式掘进机电气开关箱生产制造所需的各种条件，又是科大下属单位，我们有多年合作的经历。 现在，在《悬臂式掘进机电气开关箱》开发、生产项目上再次合作，也为该增加了新产品，推动该厂拓宽产品和产品市场。

黑龙江科技大学电气与控制学院有一批长期从事煤矿电气产品开发与研究的科研队伍，依托于黑龙江科大科技开发有限公司对外从事产品的开发与技术服务，经过充分的市场调研和技术研究，认为有必要、也有能力研发此产品，在2011年1月10日与山西佳煤机械有限公司签订了合作开发协议，我们开发生产该类产品，山西佳煤机械有限公司负责销售。

目前我们已经有量化生产、在销的EBZ系列掘进机主控器和操作箱已经有4个机型，分别是：EBZ135型、EBZ150型、EBZ160型、EBZ260型，销售额过百万元。

主控器和操作箱是掘进机电气开关箱的两个核心部件，我们具备了这两个部件的设计和制造能力，我们就很容易的开发设计了悬臂式掘进机电气开关箱，在2013年9月26日与哈尔滨煤矿电器厂签订了《悬臂式掘进机电气开关箱联合开发生产协议》，2014年9月已经完成样机生产及性能测试，目前正在联系现场试用，整理相关技术资料进行安标申请，做量化生产的各项准备。

（3）基础条件及创新发展能力

本科研团队11人，学历上博士2人，在读博士2人，硕士研究生7人，其中正教授2人，副教授9人。长期从事自动控制、计算机控制等方向的教学和科研任务，依托于黑龙江科大科技开发有限公司（在科大公司有80平方米生产车间2个,50平方米技术室1个，进出账目又科大公司财务统一管理）长期对外技术服务、产品开发和量化生产，完成的项目有，《煤矿用本安型低浓度甲烷传感器》、《煤矿用本安型温度传感器》、《煤矿用本安型粉尘浓度传感器》、《水介流化床粗煤泥分选机微机控制系统》、《农业大棚智能控制系统》、《EBZ系列矿用悬臂式掘进机主控器》、《掘进机用本质安全型操作箱》等。

其中，《水介流化床粗煤泥分选机微机控制系统》第一套于2010年10月在鹤岗新一选煤厂投入生产使用，提高了产品质量，提高了生产效率，收到很好的使用效果，于2013年12月，在鹤岗新一选煤厂投入第二套。《农业大棚智能控制系统》于2011年5月开始正式投入现场使用，目前铁力农场、肇源农场、鹤岗农场、五常、绥棱等地3000多个大棚在使用。《EBZ系列矿用悬臂式掘进机主控器》和《掘进机用本质安全型操作箱》在山西和内蒙多个煤矿企业在使用，销售额过百万元。各种矿用传感器已经完成了样机的开发和实验室的测试，正在向专业机构申请测试，申请矿用安标资质中。

（4）技术水平

掘进机主控器以松下可编程控制器为核心，对油泵、截割、二运、风机四个电机的启动/停止，过压、欠压、短路、超温、过载、过流、三相不平衡、电机绝缘等进行监控和保护、并具有低压漏电、瓦斯保护、水流异常监测等功能，在实现方法上采用接口板模块化，内部数据传输总线化，程序设计标准化、模块化、智能化，利用7.2寸彩色组态屏显示各种运行信息及故障提示，通过USB存贮器无限期的记忆存储每一个故障发生的日期、时间及故障信息，便于综合分析故障原因，发现系统的薄弱环节，推动产品质量的进一步提高。

系统保护方面，对系统保护进行全面分析，把保护按对设备及生产过程的要进行整合分级，高优先级的优先动作，不可设置屏蔽，低优先级的可实现根据需要单项设置保护屏蔽，尽可能的避免因小故障停机影响生产。在电机过载保护方面，采用实时监测电机的电流，过载反时限保护。保护功能完善、可靠。内部接线总线制，接口简单、接线少、方便快捷、可靠，降低故障，便于维护。

操作箱采用本安型直流12V工作电源，与控制箱之间通过工业上常用的RS485 通讯，稳定性高，仅用两芯信号线便可实现设备的控制与系统运行信息的监测，大大减少了操作箱与控制箱之间的连线。显示上采用4.3寸彩色液晶屏，对系统运行状态、系统设置、故障查询、帮助信息等信息进行显示，界面友好，信息量丰富，操作方便。操作箱电缆采用快速接头连接方式，安装方便，可靠性高。在设备不任何改动的情况下可以直接替换使用。

（5）经济效益和市场前景分析

1）市场前景

掘进机的应用范围：掘进机除在煤矿中广泛应用，还大量应用在公路、铁路隧道掘进、大中型水电建设、长距离输水等工程中将有大量的隧道需要建设；现代建设中的地铁工程、市政工程（排污、输水等）、越江隧道也在不断增加。开挖这些地下隧道工程，工期对经济效益和生态环境等方面有着重大影响，地下工程掘进工作面一般受到很大限制，面对速度、环保、效益等问题，使用掘进机无疑是最好的选择。因而掘进机的需求会不断增加。

掘进机电气控制系统生产企业：全国掘进机生产厂家20多家，年生产各种掘进机几千台，但这些企业生产的掘进机的电气控制箱基本上都是由一家企业生产，再加上企业现用产品的维护需要大量的配件，对于掘进机电控系统开关箱的需求量极大，目前掘进机的电控系统的开关箱生产厂家只有一家，垄断经营，产品更新慢，价格高，维护跟不上等弊端。

我们研制的掘进机开关箱智能化程度高，操作方便，保护完善，维护方便、兼容性好等优点，一旦投入市场则会有非常好的销量，并能创造出很高的经济效益。

2）经济效益分析

按每年社会需求3000台掘进计算，掘进机电气控制箱所占份额按百分之二十计算，掘进机电气控制箱总数为600套，每套按十万元计，则年产值在6000万元，每套成本按6万元计，毛利在800万元。

提高用户的生产效率：由于我们设计的掘进机主控器以松下可编程控制器为核心，对油泵、截割、二运、风机四个电机的启动/停止，过压、欠压、短路、超温、过载、过流、三相不平衡、电机绝缘等进行监控和保护、并具有低压漏电、瓦斯保护、水流异常监测等功能，在实现方法上采用接口板模块化，内部数据传输总线化，程序设计标准化、模块化、智能化，利用7.2寸彩色组态屏显示各种运行信息及故障提示，通过USB存贮器无限期的记忆存储每一个故障发生的日期、时间及故障信息，便于综合分析故障原因。因而本控制器具有可靠性高，工作周期长，故障率低等优点，提高了掘进机的正常开机率，从而提高产生效率。

促进社会就业：本项目有40个用工岗位，能增加40人的就业，有利于社会稳定和地方经济的发展。

（6）产品产业化能力

本项目的依托单位是黑龙江科大科技开发有限公司和哈尔滨煤矿电气厂，黑龙江科大科技开发有限公司负责电气控制箱的研发工作，研发队伍结构合理，长期从事自动控制、计算机控制等方向的教学和科研任务，公司有4个电气方面的研究室和试验室，共计320平米。各种仪器设备齐全，并有专门的控制箱试验台。

哈尔滨煤矿电气厂现下设机加、铆焊、电器装配、元器件检测等四个生产作业车间，有多种机加检测设备百余套。企业有自己的设计研发队伍，同时黑龙江科技大学和哈尔滨煤矿机械研究所作为技术支撑，科技开发力量雄厚，具有较强的矿用防爆产品开发设计、加工检测和整机装配能力。生产的主要产品有：矿用隔爆兼本质安全型真空电磁起动器（含智能型），矿用隔爆兼本质安全型双速真空电磁起动器（含智能型），矿用隔爆型真空馈电开关（含智能型），矿用隔爆兼本质安全型交流软起动电磁起动器等。