一、液壓支架電液控制系統(tǒng)構(gòu)成電控液壓支架控制系統(tǒng)主要由三部分組成：計(jì)算機(jī)構(gòu),、控制機(jī)構(gòu),、執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其中地面計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)傳輸信號的處理及發(fā)出動(dòng)作指令,。井下交換機(jī),、巷道主機(jī),、網(wǎng)絡(luò)終端負(fù)責(zé)采集信號，信號傳輸采用工業(yè)以太網(wǎng),。耦合器的作用是 進(jìn)行電隔離防止傳輸信號對控制系統(tǒng)的干擾,。控制機(jī)構(gòu)由傳感器,、隔離控制器,、支架控制器組成，其中的傳感器負(fù)責(zé)采集液壓支架的壓力和位置信息并反饋到控制器,，隔離控制器的主要作用是 防止液壓支架之間的動(dòng)作相互干擾,。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是 防爆型電磁閥控制組，通過電磁閥的動(dòng)作控制液壓支架的動(dòng)作,，控制液壓支架的升降,。支架控制器之間采用CAN總線通信，實(shí)現(xiàn)綜采設(shè)備數(shù)據(jù)上傳與下載,。通過以上各部件的協(xié)調(diào)動(dòng)作達(dá)到對液壓支架的自動(dòng)控制,。
二、液壓支架控制器設(shè)計(jì)
液壓支架電液控制系統(tǒng)主要由控制機(jī)構(gòu),、檢測裝置,、信號傳輸裝置和執(zhí)行裝置四部分組成?？刂茩C(jī)構(gòu)是 整個(gè)液壓支架電液控制系統(tǒng)的核心,，它完成對液壓支架的各種動(dòng)作控制，如鄰架控制,、單架遠(yuǎn)程控制,、成組手動(dòng)同步控制、成組自動(dòng)異步控制,?？刂七^程的實(shí)現(xiàn)主要通過控制器的微處理器接收各種傳感器傳遞過來的液壓支架狀態(tài)信號，并根據(jù)相應(yīng)狀態(tài)發(fā)出相應(yīng)指令,。由于在傳輸過程中信號類型不一樣,，需要對信號的類型進(jìn)行轉(zhuǎn)換。為了便于傳輸和抗干擾,，提高信號的可靠性,，在信號傳輸時(shí)需要采用不同協(xié)議。
液壓支架電液控制器硬件結(jié)構(gòu)主要包括微處理器,、數(shù)據(jù)輸入模塊,、輸出模塊、操作模塊和外圍控制電路,?？刂破魈幚砥鞑捎霉I(yè)微處理器保證控制器反應(yīng)的可靠性和靈敏性,，可以根據(jù)控制端口需要情況選擇處理器，一般采用單片機(jī),，在特殊情況下可以選用工業(yè)PLC,。電源采用開關(guān)電源輸出穩(wěn)壓313V，電源自帶濾波電路,，保證電源供電質(zhì)量可靠,，可有效控制電磁干擾，保證輸出信號的高精度,；IC存儲器用于存放系統(tǒng)運(yùn)行的重要信息,，如故障記錄、人機(jī)交互指令等,。
數(shù)據(jù)采集單元功能是 將采集的液壓支架狀態(tài)信息如支架壓力,、支架位移,、采煤機(jī)位移,，并轉(zhuǎn)化為特定的電信號傳遞給微處理器。通信模塊作用是 與相鄰的液壓支架進(jìn)行通訊,，可以相互交換狀態(tài)信息,，達(dá)到液壓支架的成組控制和一致動(dòng)作。電磁驅(qū)動(dòng)單元的功能是 依據(jù)本架或鄰架控制器發(fā)出的動(dòng)作指令,，通過電磁驅(qū)動(dòng)電路來控制隔爆型電磁閥的動(dòng)作,，驅(qū)動(dòng)單元可實(shí)現(xiàn)多路信號輸出，并對驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行在線檢測,。在人機(jī)交互單元中帶有鍵盤和液晶屏,，便于操作者及時(shí)控制液壓支架，完成對控制器實(shí)時(shí)有效監(jiān)控,，可以實(shí)現(xiàn)液壓支架成組自動(dòng)控制,、就地閉鎖、緊急停止等功能團(tuán),，還可以根據(jù)生產(chǎn)的需要實(shí)時(shí)調(diào)整控制參數(shù)設(shè),，使系統(tǒng)更加靈活和通用。
1,、采煤機(jī)位置檢測設(shè)計(jì)
采煤機(jī)位置檢測系統(tǒng)主要由紅外發(fā)射模塊,、紅外接收模塊、微處理器,、接口模塊組成,。液壓支架要根據(jù)采煤機(jī)的位置進(jìn)行移動(dòng)，所以必須實(shí)時(shí)檢測采煤機(jī)的位置信息,。在采集采煤機(jī)的位置信息時(shí),，通過發(fā)射紅外測定液壓支架與采煤機(jī)的距離,。在測距時(shí)微處理器通過編寫程序產(chǎn)生固定頻率的脈沖波信號，并以此作為紅外信號的載波信號進(jìn)行調(diào)制,，經(jīng)過信號的調(diào)制之后的測距信號通過紅外發(fā)射模塊發(fā)出,。紅外接收模塊負(fù)責(zé)接收反射回來的紅外信號，并將接收的信號傳遞給微處理器,，微處理器經(jīng)過解調(diào)判斷出采煤機(jī)的位置,，將位置信號傳遞給通信模塊，控制器接收到相應(yīng)的位置信息發(fā)出相應(yīng)的指令進(jìn)行動(dòng)作,。
2,、巷道主機(jī)設(shè)計(jì)
巷道主機(jī)是 實(shí)現(xiàn)電控液壓支架在線遠(yuǎn)程操作的核心部件。巷道主機(jī)是 一臺工業(yè)型計(jì)算機(jī),，主要由主板,、顯 示器、外圍電路,、接口,、存儲器、外設(shè)設(shè)備組成及帶有本安型隔離器,。系統(tǒng)采用AC90V~AC250V電源供電,，為了保證電路的可靠性，采用DC5V~DC12V本安電源模塊對隔離電路和安全柵供電,，顯 示器與主板則采用DC12V開關(guān)電源供電,。控制計(jì)算機(jī)的主板通過隔離器型本安接口連接的鼠標(biāo)鍵盤等外設(shè)設(shè)備相連,，實(shí)現(xiàn)液晶顯 示器的人機(jī)交互,。外存采用大容量硬盤，用來存放和接收數(shù)據(jù)及安裝監(jiān)控軟件和存放系統(tǒng),。
3,、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)計(jì)
高質(zhì)量的通信網(wǎng)絡(luò)是 綜采液壓支架實(shí)時(shí)在線監(jiān)控的前提條件，由于井下工作環(huán)境惡劣,，電磁干擾非 常強(qiáng)烈,，信號傳輸?shù)目煽啃孕枰玫奖ＷC。現(xiàn)場總線技術(shù)無法滿足數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性和高速性的要求,，采用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù),。在井下一般采用10/100Mbit/S的網(wǎng)絡(luò)與主機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接，通過以太網(wǎng)傳輸可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高速實(shí)時(shí)傳遞,。在傳輸距離較短時(shí)可以采用總線技術(shù)進(jìn)行通訊,，例如工作面主機(jī)同液壓支架及有關(guān)配套設(shè)備采用CAN總線通訊。支架控制器之間采用雙工串行通訊，信息發(fā)送方式平衡穩(wěn)定,，接收采取差分方式,，使得網(wǎng)絡(luò)具備較強(qiáng)的抗電磁波干擾能力。串行總線的優(yōu)點(diǎn)是 實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)通信,，保證信號傳輸?shù)目煽啃?，但?由于電壓的-，傳遞距離較短,，通常只在12m范圍內(nèi)有效,。通過制定有關(guān)控制字與幀的格式保證通信性能可靠，通常為與煤礦井下環(huán)境適應(yīng),，會(huì)在液壓支架電控系統(tǒng)中的控制器的全局運(yùn)用CAN總線,，其具有完善的總線仲裁和錯(cuò)誤檢測等功能，與井下應(yīng)用層的通信協(xié)議相匹配,。
3電液控制的應(yīng)用
主機(jī)的操作系統(tǒng)是 PC104環(huán)境下的Linux操作系統(tǒng)RedHat9.0,。監(jiān)控軟件運(yùn)用Linux系統(tǒng)下CTK+工具開發(fā)的用戶界面，通過讀取數(shù)據(jù)庫的信息并在前臺顯 示,，能讀取緩沖文件后臺數(shù)據(jù),，實(shí)現(xiàn)前后臺分工并行操作。顯 示器監(jiān)控軟件能顯 示采煤機(jī)的實(shí)時(shí)位置,、支架位置及支架的工作狀態(tài)等,，可以通過設(shè)定的狀態(tài)與液壓支架的現(xiàn)有狀態(tài)對比，查看液壓支架工作狀態(tài)是 否正常,。軟件運(yùn)用雙色LED燈模擬形式將自動(dòng)補(bǔ)壓、自動(dòng)推溜,、自動(dòng)移位情汝口自動(dòng)升,、自動(dòng)降、自動(dòng)移動(dòng)等,、網(wǎng)絡(luò)通信等顯 示出來,，同時(shí)將錯(cuò)誤詳細(xì)信息顯 示在狀態(tài)欄中，實(shí)現(xiàn)地面下液壓支架作業(yè)狀態(tài)實(shí)施監(jiān)控,。
隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展,，煤炭開采的技術(shù)取得了飛速發(fā)展。液壓支架的控制逐漸由傳統(tǒng)手動(dòng)控制向新的智能化電液控制轉(zhuǎn)變,。主要介紹了液壓支架電液控制系統(tǒng)組成及基本的硬件電路設(shè)計(jì),，主要包括支架控制器設(shè)計(jì)、采煤機(jī)位置信息監(jiān)測,、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等,，對控制系統(tǒng)中硬件電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行簡單說明，對煤礦工人普及液壓支架電液控制的基本知識 具有重要的參考 價(jià)值,。
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