煤礦電液控制系統(tǒng)分析

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摘要：在進(jìn)行煤炭資源開(kāi)采過(guò)程中，液壓支架電液控制系統(tǒng)的應(yīng)用是煤礦綜采工作面自動(dòng)化生產(chǎn)管理及自動(dòng)化控制的主要手段。液壓支架電液控制系統(tǒng)不僅能夠提高支架的移動(dòng)速度和操作靈活性，而且還可以實(shí)現(xiàn)綜采工作面無(wú)人或少人操作及支架遠(yuǎn)程控制，從而有效地確保了操作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞：煤礦；液壓支架電液控制系統(tǒng)；探究

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，為了更好的提升煤炭資源的開(kāi)采效率，在綜合機(jī)械化開(kāi)采中引入了液壓支架電液控制系統(tǒng)，其為煤礦企業(yè)的生產(chǎn)自動(dòng)化和高效生產(chǎn)提出了新的技術(shù)理念，是實(shí)現(xiàn)煤礦綜采工作自動(dòng)化控制的樞紐和核心，有效地改善了生產(chǎn)條件，提高了煤礦的生產(chǎn)效率。液壓支架電液控制系統(tǒng)是集控制與監(jiān)測(cè)于一體的新型技術(shù)，可以對(duì)綜采工作面設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行有效的檢測(cè)，以保證煤礦開(kāi)采工作的順利進(jìn)行。

1煤礦液壓支架電液控制系統(tǒng)的概述

1．1液壓支架電液控制系統(tǒng)的基本組成。液壓支架電液控制系統(tǒng)一般是由主控計(jì)算機(jī)、地面計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、井下交換機(jī)、紅外傳感器、支架控制器、角度傳感器、壓力傳感器、行程傳感器、耦合器、電源箱、電磁換向閥組等組成。支架控制器是其核心部分，傳感器是其中比較關(guān)鍵的檢測(cè)環(huán)節(jié)，液控主閥和電磁先導(dǎo)閥組成了動(dòng)作執(zhí)行環(huán)節(jié)。在具體工作過(guò)程中，液壓支架電液控制系統(tǒng)具有自動(dòng)化控制、操作靈活、安全可靠等優(yōu)勢(shì)，其主要的工作原理是：所有支架控制器都是借助通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)任務(wù)的管理，并對(duì)內(nèi)嵌操作系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)施調(diào)度，借助檢測(cè)裝置可以對(duì)采煤機(jī)的工作狀況進(jìn)行有效的定位，從而更好的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。液壓支架電液控制系統(tǒng)一般是借助網(wǎng)絡(luò)變換器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，不僅能夠?qū)ぷ髅鏀?shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理，而且還能夠把工作面數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺赜?jì)算機(jī)之中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的集中監(jiān)測(cè)監(jiān)控，完成對(duì)對(duì)井下數(shù)據(jù)的實(shí)施收集、分析、監(jiān)測(cè)和網(wǎng)絡(luò)。液壓支架電液控制系統(tǒng)中的電液控制閥、PM31／PM控制器、行程傳感器等能夠完成對(duì)液壓支架的自動(dòng)推溜、放煤、移架、噴霧等控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)工作面工作狀況進(jìn)行有效的控制和監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)跟機(jī)自動(dòng)控制，并且能夠與其它設(shè)備實(shí)現(xiàn)聯(lián)合控制［1］。1．2液壓支架電液控制系統(tǒng)的基本特點(diǎn)。計(jì)算機(jī)是液壓支架電液控制系統(tǒng)中的核心部件，其信息處理量比較大，可以對(duì)井下工作面采煤機(jī)、輸送機(jī)及液壓支架等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)施的監(jiān)控，然后借助顯示器來(lái)對(duì)井下的各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)給予直觀的呈現(xiàn)，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況來(lái)對(duì)相關(guān)參數(shù)和數(shù)據(jù)進(jìn)行修改和設(shè)定，通過(guò)遠(yuǎn)程操作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓支架的有效控制。在對(duì)液壓支架電液控制系統(tǒng)進(jìn)行操作的過(guò)程中，要按照要求做好支架立柱密封圈安全隱患防治工作，避免發(fā)生安全事故。對(duì)于液壓支架電液控制系統(tǒng)相關(guān)操作的執(zhí)行主要是通過(guò)電液閥來(lái)實(shí)現(xiàn)的，同樣需要計(jì)算機(jī)作為輔助技術(shù)，該系統(tǒng)可以有效緩解操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，推動(dòng)我國(guó)煤炭行業(yè)的安全生產(chǎn)，提高煤礦資源的開(kāi)采效率［2］。

2煤礦液壓支架電液控制系統(tǒng)分析

2．1系統(tǒng)軟件分析。對(duì)于液壓支架電液控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，對(duì)于不同設(shè)備的控制工作，所需要的指令也存在一定的差異。因此在使用系統(tǒng)軟件的過(guò)程中，要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)其進(jìn)行控制，對(duì)單片機(jī)中斷請(qǐng)求信號(hào)進(jìn)行有效的控制，可以順利的識(shí)別鍵盤命令。通常情況下，命令信號(hào)包括單元編組方式、被控單元?jiǎng)幼髦噶詈褪苊鼏卧幋a地址3種類型。在對(duì)信號(hào)指令給予全面識(shí)別之后，就可以確保控制單位有效的開(kāi)展各項(xiàng)工作。借助數(shù)據(jù)總線，可以通過(guò)單片機(jī)把動(dòng)作命令傳輸至電磁鐵驅(qū)動(dòng)電路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)操作空間的試控制，從而改善了整個(gè)系統(tǒng)的軟件運(yùn)行效率。液壓支架電液控制系統(tǒng)軟件非常復(fù)雜，主要涉及到命令處理模塊、命令發(fā)送／接收模塊、系統(tǒng)監(jiān)控模塊和鍵盤中斷模塊等，而且每一個(gè)模塊的作用都是不可或缺的［3］。2．2系統(tǒng)硬件分析。在進(jìn)行煤礦開(kāi)采過(guò)程中，設(shè)備是其中比較重要的組成部分，需要通過(guò)一系列的操作過(guò)程來(lái)完成與外在設(shè)備的有效連接。例如綜采工作面上所使用的采煤支架，其通常需要借助CAN總線結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制，該結(jié)構(gòu)具有非常優(yōu)越的性能，可以有效的彌補(bǔ)傳統(tǒng)機(jī)械采煤中存在的缺陷和不足。當(dāng)采煤支架開(kāi)始工作過(guò)程中，需要為其配備一臺(tái)子控機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)支架電液的實(shí)時(shí)、有效控制，還可以對(duì)設(shè)備的障礙進(jìn)行有效的檢測(cè)和預(yù)警，確保整個(gè)系統(tǒng)的高效運(yùn)行。同時(shí)，液壓支架電液控制系統(tǒng)還需要對(duì)主控機(jī)與子控機(jī)之間的總線進(jìn)行正確的串聯(lián)，從而保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，對(duì)于系統(tǒng)硬件來(lái)說(shuō)，要做好以下幾個(gè)方面的控制工作：（1）子系統(tǒng)的相關(guān)功能最好與煤礦的實(shí)際開(kāi)采過(guò)程相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)采煤支架的有效控制，確保實(shí)現(xiàn)多元化的操作。（2）在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，系統(tǒng)的相關(guān)指令一般是借助操作信號(hào)來(lái)進(jìn)行傳輸?shù)模ㄟ^(guò)對(duì)各個(gè)控制系統(tǒng)的有效利用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓支架的有效控制。（3）協(xié)調(diào)好整個(gè)系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間的關(guān)系，當(dāng)子控制系統(tǒng)能夠按照要求發(fā)出相應(yīng)命令時(shí)，就能夠保證系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的正常運(yùn)行。（4）當(dāng)相關(guān)電氣設(shè)備或機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障后，可以通過(guò)子系統(tǒng)來(lái)對(duì)其進(jìn)行診斷和檢測(cè)，以確保整體系統(tǒng)的性能。

3煤礦液壓支架電液控制系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)

3．1電液控主機(jī)功能的實(shí)現(xiàn)。通常情況下，電液控主機(jī)主要包括了軟件和硬件兩部分，其中硬件又包括了存儲(chǔ)模塊、本安通訊模塊、電源模塊、輸入輸出設(shè)備和控制模塊，并滿足了防護(hù)性、兼容性和可擴(kuò)展性要求。電液控主機(jī)的相關(guān)功能一般是通過(guò)軟件來(lái)完成的，在特殊應(yīng)用環(huán)境中借助嵌入式操作系統(tǒng)來(lái)保證各個(gè)模塊的正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓支架進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和跟機(jī)控制。對(duì)于存在的故障也能夠?qū)崿F(xiàn)在線診斷，并且做好液壓支架電液控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)故障和傳感器故障的有效診斷，實(shí)現(xiàn)與井上主控計(jì)算機(jī)的有效連接。此外，通過(guò)LED雙色燈還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)自動(dòng)升架、降架、移架、自動(dòng)推溜、自動(dòng)補(bǔ)壓、鄰架通信和CAN通信的有效顯示，把相關(guān)的錯(cuò)誤傳輸至狀態(tài)欄，以供操作人員解決，從而確保整個(gè)系統(tǒng)的正常、高效運(yùn)行。3．2支架控制器功能的實(shí)現(xiàn)。對(duì)于綜采工作面的控制一般是借助電液控支架控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，完成對(duì)支架成組、本架和鄰架的就地控制。成組控制涉及到了對(duì)工作面支架的有效劃分，鄰架操作能夠完成單動(dòng)作和組合動(dòng)作的控制，如推溜、移架、伸縮護(hù)幫板、抬底、升柱和降柱等均屬于單動(dòng)作，也可以通過(guò)按鍵或菜單等完成幾個(gè)單動(dòng)作的有效結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)了持續(xù)動(dòng)作。對(duì)于支架控制來(lái)說(shuō)，一般是借助架底本身的調(diào)試來(lái)進(jìn)行的，可以通過(guò)選擇控制按鈕來(lái)完成相關(guān)操作，并借助按鍵或者菜單等來(lái)完成對(duì)鄰架的有效控制，以確保液壓支架電液控制系統(tǒng)的正常工作。

4煤礦液壓支架電液控制系統(tǒng)的未來(lái)展望

在煤礦行業(yè)的不斷發(fā)展過(guò)程中，液壓支架電液控制系統(tǒng)的功能開(kāi)始越來(lái)越完善，尤其是操作軟件系統(tǒng)開(kāi)始朝著智能化的方向發(fā)展，通過(guò)總線可以實(shí)現(xiàn)井上與井下數(shù)據(jù)的有效傳輸，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，從而有效的實(shí)現(xiàn)工作面的無(wú)人操作。同時(shí)還能夠有效的降低先導(dǎo)閥和控制器的功耗，簡(jiǎn)化系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)，減少井下電源的使用，從而達(dá)到節(jié)約能源的目的。預(yù)期在不久的將來(lái)，液壓支架電液控制系統(tǒng)將會(huì)走出國(guó)門，開(kāi)拓國(guó)際市場(chǎng)。

5結(jié)語(yǔ)

在進(jìn)行煤礦資源開(kāi)采過(guò)程中，液壓支架電液控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，不僅可以改善煤礦安全生產(chǎn)條件，還能降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)無(wú)人化遠(yuǎn)程控制操作，在確保煤礦資源開(kāi)采的同時(shí)，提升了煤炭企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

作者:唐魯 單位:山西汾西礦業(yè)集團(tuán)

參考文獻(xiàn)：

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［2］賈麗偉．淺談煤礦液壓支架電液控制系統(tǒng)［J］．山東煤炭科技，2016（8）：147－148．

［3］杜萬(wàn)飛．煤礦液壓支架電液控制系統(tǒng)及其應(yīng)用分析［J］．中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2015（19）：35－36．