液压支架电液控系统

液压支架电液控系统（精选6篇）

液压支架电液控系统 篇1

1 SAC型液压支架电液控制系统安全使用要求

1.1 管理职责

①专职操作维护人员应负责向工作面所有人员宣贯本安全使用要求,并掌握本系统闭锁、急停和停止键的使用和操作。

②系统的所有密码只限指定专职操作人员掌握使用,不准对外泄露。严禁非专职操作人员擅自修改系统的参数。

1.2 操作

①操作人员工作时应集中精力,密切注意支架动作所涉及位置及其附近的状况,防止支架动作可能导致对自身或他人的安全威胁和设备的损毁。

②操作人员发现有支架控制器处于急停或闭锁状态时,应及时了解原因,确认危险状况解除后方可复位。

③任何人员不得滞留在动作的支架内。当执行单架自动动作、成组自动动作及跟机自动动作时,控制器发出自动动作警示信号(蜂鸣器有节奏鸣地响),严禁人员进入报警的支架内,在该区域内的人员应立即撤出。操作命令发出后,如发现有人进入到支架动作区域,应立即停止自动动作。

④工作面人员在任何地点发现支架动作将导致危险发生,无论此时支架是否已在动作,都应立即就近按下急停按钮,使支架停止执行的动作,并报告专职操作人员。

⑤在液压支架电液控制系统运行正常的情况下,禁止在本架直接手动操作先导阀按钮对支架进行控制。如有必要手动操作本架先导阀按钮时,必须确保有足够的安全空间,必须检查管路连接状况(包括管路连接位置是否正确、U型卡是否连接紧固可靠、胶管及接头是否完好),只有在确认完好后方可操作。

⑥执行手动操作支架立柱卸压或降柱动作时,必须先检查相邻支架的支护状况,在确保处于支撑状态时方可操作。

⑦禁止由支架操作工和采煤机司机以外的其他人员开启跟机自动化功能。

⑧跟机自动化功能开启后,禁止人员在控制区支架前部逗留或行走,禁止任何未受过跟机自动化安全培训的人员进入跟机自动化区域。

⑨在开启跟机自动拉架功能之后,采煤机后滚筒后15个支架属危险区域,除采煤机司机、支架工外禁止任何人员在此区域逗留。

⑩支架操作工和采煤机司机应时刻注意顶底板条件以及跟机自动化动作情况,如有问题,应及时处理。

1.3 维护维修

①专职操作维护人员应对系统进行定期检查维护,如发现问题及时维修,确保系统的完好性。

②在工作面内作业人员,需要进入支架动作所触及的危险区域,应对危险区域内的支架实施闭锁并关闭支架进液截止阀,例如:

在支架内长时间停留或对支架进行维修时至少应闭锁本架;

对刮板输送机进行维修时应闭锁本架及上下邻架;

对采煤机进行维修时应闭锁机身全长范围内支架再加上下各两架;

清理工作面上下端头刮板输送机前端浮煤时,应对清理范围内支架控制器进行闭锁;

在放顶煤工作面,需要对后部运输机或支架后部进行维护维修时,应闭锁工作区域内所有支架。

③系统的电源箱、控制器、传感器、主控计算机等电气元部件,要严格按照《煤矿安全规程》有关井下电气设备安全管理的规定进行管理维护。

④支架控制器或人机交互界面的急停闭锁按钮、蜂鸣器应定期检查,如有损坏应及时更换、修复。

⑤对液压系统进行维修时,首先要关闭进液截止阀,再卸去该液压元件内的液体压力,并对本架控制器进行闭锁或对支架进行机械支护,以免发生意外。

⑥执行支架过滤器反冲洗前,应检查排污管路连接是否固定可靠,防止液体喷出伤人或胶管伤人。

⑦对液压阀进行压力试验时应加防护罩,防止工艺堵等零件崩出伤人。

⑧维修更换元部件,只允许更换原供货商提供的元部件。

2 SAC型电液控制系统故障处理

故障分析

2.1 通讯故障

以下通讯故障信息是在工作面有网络变换器的前提下才能在人机界面上显示。

①现象:工作面人机操作界面显示“XXX号支架人机界面通讯故障”。

原因:与本架人机界面失去通信或通讯不稳定。可能是人机界面连接器、人机界面接口、控制器C2口三者之一或者几个的问题。有可能是人机界面、控制器CAN通讯有问题。

处理方法:用替代品逐一排除,是哪件的问题更换哪件。

②现象:工作面人机操作界面显示“XXX号支架左邻架通讯故障”。

原因:与左邻架通讯故障。可能是邻架连接器、控制器C1口、左邻架控制器C7口三者之一或者几个的问题。也有可能是控制器CAN通讯有问题。

处理方法:用替代品逐一排除,是哪件的问题更换哪件。

③现象:工作面人机操作界面显示“XXX号支架右邻架通讯故障”。

原因:与右邻架通讯故障。可能是邻架连接器、控制器C7口、右邻架控制器C1口三者之一或者几个的问题。也有可能是控制器CAN通讯有问题。

处理方法:用替代品逐一排除,是哪件的问题更换哪件。

④现象:工作面人机操作界面显示“XXX号支架总线通讯故障”。

原因:本架总线通讯故障。可能是本架靠近网络变换器一端连接器的问题。也有可能是控制器CAN通讯有问题。

处理方法:用替代品逐一排除,是哪件的问题更换哪件。

⑤现象:工作面人机操作界面显示“XXX号支架网络编号错误”。

原因:XXX号支架网络编号错误。处理方法:重新编号。

⑥现象:工作面人机操作界面显示“XXX号支架网络编号重复”。

原因:XXX号支架网络编号重复。

处理方法:重新编号。

2.2 人机操作界面故障

现象:人机操作界面黑屏、连续复位、按键不动或没响应。

原因:人机操作界面坏。

处理方法:换人机操作界面。

2.3 电磁阀不动作

现象:某个电磁阀不动作。

处理方法:用“系统检测”菜单列中的对应电磁阀来进行检测,若显示“未安装”则用排除法判断是控制器输出口、连接线、电磁阀口哪个的问题。然后更换。更换控制器或人机界面的后的工作:

①简单处理:把“最大编号”“最小编号”“地址增向”“本架架号”改成需要的。

②全面处理:方法一:在一架未更换的人机界面上把参数全部重写。方法二:利用控制器参数传递或人机界面参数传递(前提:打开“关键参数”,之后别忘记关掉)。

步骤:①更换人机界面或控制器;②打开“关键参数”;③利用控制器参数传递或人机界面参数传递(注意是:单架);④测试左右通讯、总线通讯、闭锁功能;⑤正常后,关掉“关键参数”。

2.4 出现故障时的处理程序和方法

①确定出现故障的部位或阀的编号;

②关闭泵源或截止阀;

③卸去管路系统存在的压力,确定管路中无压,则可拆下故障部件或阀体。

④更换元部件或阀体;

⑤将拆下的元部件或阀体妥善包装并运至地面维修。

常见故障分析与排除示意如表1。

摘要：液压支架电液控设备在峰峰集团梧桐庄矿的推广使用,不仅提高了工作效率、减轻了劳动强度,而且安全系数得以提升。该矿使用的北京天地玛珂公司生产的SAC型电液控系统,控制方便、灵活、协调、安全,实现了控制功能与工作面条件、生产工艺要求的较好配合。本文根据操作实践,分别对电液控系统安全使用和系统故障处理进行了简明阐述。

关键词：液压支架电液控系统,安全使用,故障分析

参考文献

[1]高有进.6.2米液压支架关键技术研究与优化设计[D].华中科技大学,2008.

[2]王永利,马社芳.浅谈棒材机组应用变频器经验[J].冶金设备,2008(05).

[3]钱士仁.多功能手电钻控制器[J].浙江理工大学学报,1990(01).

煤矿开采液压支架电液控制系统 篇2

电液控制系统是一种提高煤矿开采效率的自动化设备, 能够有效改善煤矿开采工作环境。电液控制系统最早被研制开发是在20世纪末英国、德国等工业发达国家。但是, 正式开始尝试运行是在80年代左右, 发展到90年代, 这种电液控制系统技术已经非常成熟。电液控制系统在美国和德国的发展状况最为良好, 各项生产和技术指标都处于世界领先地位。我国开始研究该系统是在1991年, 但是, 这一阶段仅仅为实验阶段, 并没有真正投入生产使用。到了2001年, 我国最大的电液控制系统公司成立了, 其专门从事各种智能化、自动化控制系统的生产和研发, 其中电业控制系统就是其研发和生产的关键内容, 我国电业控制系统开始全面应用于市场当中。

二、电液控制系统优点分析

1. 技术先进, 效率高

电液控制系统与传统控制方式相比具有多种技术上的融合性, 不但包括基本的电流控制系统, 还增加了很多先进的控制技术, 比如电子计算机技术、电子技术、机械技术等, 所以, 电液控制系统的控制要远远优于传统的控制。同时, 这种控制系统的使用还能够提高煤矿开采行业的经济效益, 通过对专业调查数据进行分析了解到, 如果在液压支架中应用电液控制系统, 其工作效率能提高30%左右。

2. 技术提高, 工艺好

电液控制系统具有一定的自动性和智能性, 在实际操作流程上与原来的工艺相比具有一定的先进行, 同时, 也适应了社会经济发展对“过程”的重视, 能够加强对操作流程的监督, 从流程上保证各项开采工作的操作质量。

3. 反应加快, 可靠性强

液压控制系统中存在很多小的控制系统, 这些子控制系统的协调控制实现了整个控制系统完全处于控制当中, 而总线就能够通过对各个子系统的控制和协调提高反应速度, 从而实现全面控制。同时, 电液控制系统还具有较强的可靠性, 传统的控制系统一旦出现故障问题就会直接中断整个操作系统, 会严重影响到煤炭工程的开发, 其他相关的生产工艺也会受到不良影响。而电液控制系统能够缓解这一问题, 具有一定的可靠性。

三、煤矿开采液压支架电液控制系统的组成

1. 电液控制系统的组成

第一部分, 控制器。在电业控制系统组成中, 电液控制器是整个控制系统得以工作运行的关键环节, 主要部件有数据接收和处理装置以及作为操作工具的键盘。主要功能可以分为两个方面, 一方面是执行功能, 就是根据操作中心所发布的指令对电磁阀进行开关, 同时还可以对支架立柱和千斤顶的行为进行控制和优化。另一方面是及时回收液压支架所发出的数据信息, 并对其进行分析和判断, 对支架进行自动化控制, 还能够及时发现支架中所存在的故障和问题, 便于及时找到问题的解决方式。第二部分, 控制台。控制台作用的发挥对于整个系统来说都有着重要作用, 在电液控制系统中存在着一种电液控制器, 这种控制器的存在能够实现自动化控制, 当前, 在电液控制系统中常见的控制系统就是“一控四”。第三部分, 辅助设备。在煤矿开采液压支架中应用电液控制系统能够对液压支架的工作状态进行测定, 同时, 能够把这些测定的数据转换为另一种信号表现方式, 而这一过程的实现就依靠于电液控制系统中重要辅助设备———压力传感器。任何一个传感器都具有独立的信号输出能力, 一旦线路出现故障时, 能够对位置进行精确定位并及时采取有效的处理措施。

2. 电液控制系统软、硬件设计

第一, 软件设计。软件设计主要是应用很多指令内容让设备进行不同的工作内容, 对于电液控制系统中的软件设计而言, 需要精心设计以实现更好的接收和反馈信息。在整个系统中含有三种主要命令信号, 即“受命单元编码地质;单元编组方式;被控单元的动作指令”, 只有对这些不同的命令信号都能够准确识别, 才能够保证系统发挥正常的功效。对于软件中的控制功能来说, 是一个比较复杂的设计内容, 其主要组成部分有监控模块;命令的接收、处理和发送模块等, 任何一个模块都是控制系统得以正常发挥的必要组成部分。

第二, 硬件设计。在煤矿开采工作中电液控制系统的外在设备是必不可少的, 这种外在设备就是我们所说的硬件, 其在设计和连接上都需要根据工作内容而具体确定。但是在当前技术条件下, 采用CAN总线结构对不同的设备连接点进行布置, 其从结构形式上来看具有很大的优越性。

CAN线路结构布置方式需要在每一个液压支架上都配备一个子控机来实施控制工作, 这样就实现了多个子控制系统同时工作的局面。但是, 这些子系统在设计上需要注意以下几项内容:其一, 子系统的控制功能需要与煤炭的开采相符合。在煤炭开采过程中子系统不但要实现自身结构的控制之外, 还要对液压支架进行控制。其二, 总系统和子系统相协调。总控制系统功能的发挥需要以各个子系统功能的发挥为基础, 只有所有子系统都向所控制的设备发出工作命令, 才会实现对煤矿开采设备的自动化操控。

结束语

电液控制系统在煤矿开采过程中应用能够大大提高我国煤矿开采工作效率, 具有应用的必要性。希望通过对其系统的组成进行了解之后, 能够推动其在煤矿开采中的应用范围。

摘要：在煤矿开采过程中, 液压支架是实现机械开采的基础设备, 在整个行业中的应用范围比较广泛。与此同时, 我国科学技术的全面发展和应用也改变了液压支架的控制方式, 实现了自动化控制, 而这一自动化实现的基础就是电液控制系统的应用。

关键词：煤矿,液压支架,电液控制系统

参考文献

[1]李首滨.国产液压支架电液控制系统技术现状[J].煤炭科学技术, 2010 (01) .

液压支架电液控系统 篇3

液压支架电液控制系统是煤矿综采机械的关键设备, 是综采工作面支护设备的控制系统, 为煤矿综采工作面上的采煤设备和人员支撑一个安全的工作空间。支护设备控制系统的智能性、可靠性、适应性影响着综合采煤的高效、安全。目前, 国内市场上使用的液压支架电液控制系统有:德国DBT公司的PM4电液控制系统、德国MACRO公司的PM31电液控制系统、德国EEP公司的PR116电液控制系统, 国内神坤公司的电液控制系统、国内天玛的电液控制系统等。这些电液控制系统产品各有优缺点, 相互间兼容性差, 对电液控制系统的维护较复杂[1]。

1 各电液控制系统的特点

EEP公司的PR116电液控制系统只由防爆电源和支架控制器、能量插头组成主干网终络。架间电缆是10芯电缆, 系统供电电源为单路单向供电, 支架控制器的电能传递需要能量插头, 电缆的种类较多, 如, 其行程传感器连接电缆和压力传感器连接电缆就不能互换, 增加了系统的维护难度[2]。

DBT公司的PM4电液控制系统由防爆电源、支架控制器、隔离耦合器和电源耦合器组成主干网络。设备间采用4芯电缆连接, 2根电源线、1根发送线、1根接收线。相邻支架控制器采用RS232通信方式, 为使4芯的连接电缆的2个端口统一, 要求其设备的左右2个通信接口不统一 (比如, 隔离耦合器的左右2个接口) , 一个接口的某芯为接收方式, 则另一个接口的某芯则为发送方式, 此设备连入系统时, 其左右方向不能接错, 增加了系统的连接复杂性[3]。

MACRO公司的PM31电液控制系统的主干网络由防爆电源、支架控制器、隔离耦合器组成, 另外需总线提升器和网终终端器。设备间采用4芯电缆连接, 2根电源线、1根总线、1根级联线。其两根通信线均为双向传输, 虽然其隔离耦合器的2个通信接口没有方向性, 4芯电缆的两端也做成统一的。但它增加了总线提升器和网终终端器2个小设备[4]。

为减少液压支架电液控系统的维护难度, 方便煤矿维护工的维护, 提高综合采煤效率, 降低劳动强度, 设计一种全新的液压支架电液控制系统, 要求组成主干网络的设备种类少、数量少, 连接电缆芯数少, 连接电缆种类少, 电缆的2个端口统一[5]。

2 新型液压支架电液控制系统

控制系统的主干网络只有防爆电源和支架控制器, 设备之间的连接电缆采用统一的4芯电缆, 其中两芯传输电能, 两芯传输控制信号。控制系统的供电方式采用集中与分布相结合, 每台电源有两路独立的电源输出, 每路电源可给4台支架控制器供电。每组电源之间实行电气隔离, 同时还要满足信息的互联互通。一个煤矿综采工作面上常有200多台支架控制器连接成1个线性网络。控制系统的主干网络采用非主从式的总线组网结构, 每台支架控制器把自己的状态信息和控制信息传输到总线上, 其它支架控制器均从总线上接收信息。

每台支架控制器配置有3个总线接口, 比其它电液控制系统的支架控制器多了1个, 分别为“右邻架接口”、“左邻架接口”、“隔离左邻架接口”。其连接方式有“隔离连接”和“非隔离连接”, 在同一个供电组中采用“非隔离连接”方式, 支架控制器的“右邻架接口”通过4芯电缆连接到其右边相邻支架控制器的“左邻架接口”。在不同的供电组之间采用“隔离连接”方式, 支架控制器的“右邻架接口”通过4芯电缆连接到其右边相邻支架控制器的“隔离左邻架接口”, 如此连接方式, 在把控制信号连通的同时, 断开了不同供电组的电气连接。另外, 防爆电源的2个输出口分别连接到相邻的2个支架控制器的“左邻架接口”或“右邻架接口”[6]。

每台支架控制器另外再配接有红外接收器、压力传感器、行程传感器、驱动器、换向阀组等, 就可组成1个完整的电液控制系统。

3 新型液压支架电液控制系统的主要产品介绍

3.1 支架控制器

控制器的背部有12个电缆接口。其中6个模拟传感器信号输入接口, 可连接行程传感器、压力传感器和红外接收器等;3个总线连接口, 分别是“左邻架接口”、“右邻架接口”和“隔离右邻架接口”;1个驱动器接口, 它连接支架控制器和电液控换向阀组, 把支架控制器传来的串行控制信号进行解码后, 控制相应的换向动作;2个数字通讯口, 用于连接具有数字接口的附属设备[7]。

控制器的正面布局有25个按键、2个急停装锁按钮、1个警示灯和1个两行16个汉字的LCD显示器。按键板结构上采用防破坏的多层设计, 外层面膜与内层密封层隔离。

控制器壳体采用不锈钢材料制作, 达到IP67的防护等级。内部电路采用本安设计, 进行高度集成的模块化设计。支架控制器由主板、按键板和显示板3块板组成, 电路板之间的采用串行通信进行连接[8]。

3.2 防爆电源

防爆电源采用隔爆兼本安设计, 防护等级为IP65。有4个外接口, 2个127 V交流电输入/输出口, 2个本安的12 V直流电源输出。这2个直流电源输出口的接触芯均为4芯, 两芯为电源的正极与负极, 另两芯为平衡方式的通信线, 2个接口的通信线在电气上是隔离的, 在信息流上是通过光耦方式连通的。

4 综采液压支架电液控制系统的应用效果

4.1 提高了生产效率改善了工作条件

对综采液压支架电液控制系统的应用, 不仅提高了煤炭的生产效率, 还能改善煤矿井下工人的工作条件。这种系统的运用大大降低了人工控制中的辅助时间, 具有反应速度快的特点。计算机对采煤工序进行合理安排, 不仅能充分利用各种设备, 还能提高采煤效率, 充分发挥出机械设备工作的能力。还可对支架进行编组运行, 实现多个支架的顺利操作和运行, 更好地提高机械利用率及机械生产效率。对于一些地质复杂的煤层, 运用综采液压支架电液控制系统, 更好地实现了根机定量推溜及自动移架的效果。在工作面顺槽进行远程控制, 不仅成功攻克了薄煤层自动化开采这一难题, 使井下无人面工作成为现实, 而且改善了井下工人的工作条件和工作环境。

4.2 保障生产安全

改善工作面顶板的支护问题, 有助于更好地进行安全生产。由于电液控制系统包括检测和控制两方面, 能合理地解决工作面支护液压支架初撑力的问题, 更好地改善工作面顶板支护, 减少顶板事故的发生, 为顶板的维护提供了很好的条件。由于是通过计算机进行控制, 操作人员远离工作面, 不受工作面控制, 这就可避免粉尘、冲击地压等一些矿井灾害的侵袭, 保证工作人员的安全。而且, 电液控制系统也为井下无人工作面的实现提供了可能性, 大大提高了中国煤炭自动化生产的水平, 更好地保证工作人员的安全。

5 结语

本方案的液压支架电液控制系统与市场上现有的控制系统相比具有以下的优点:

a) 组成系统的产品精简到只有电源和控制器, 没有其它电液控制系统所配置的耦合器、终端器、提升器、主机等, 系统设备之间的相互连接电缆统一为4芯电缆。产品种类和产品数量的减少, 增强了系统的可靠性, 方便了系统的维护;

b) 本方案采用了总线的组网方式, 其中1台控制器故障后, 自动脱离本系统, 系统中的其它设备仍可工作。

本系统用于煤矿采工作面, 能大大提高采煤效率、降低维护难度, 提高煤矿生产安全。

摘要：叙述了各电液控制系统的特点, 分析了新型液压支架电液控制系统及其主要产品, 指出了综采液压支架电液控制系统的应用效果。

关键词：综采液压支架,电液控制系统,应用

参考文献

[1]李建民.智能乳化液泵站在综采工作面的应用[G]//煤矿机电一体化新技术创新与发展2012学术年会论文集.济南:山东省科学技术协会, 2012.

[2]陈菲.特厚煤层大采高综放开采液压支架的适应性分析[G]//煤矿机电一体化新技术创新与发展2012学术年会论文集.太原:山西省煤炭技术协会, 2013.

[3]张春萌, 冯胜利.新型综放液压支架研制及应用分析[G]//煤矿机电一体化新技术创新与发展2012学术年会论文集.山东:山东省科学技术协会, 2012.

[4]郑宗儒, 邓新东.枣泉矿大倾角工作面支架倾倒原因分析及处理措施[G]//2012年全国煤矿安全学术年会论文集.太原:山西省煤炭技术协会, 2013.

[5]倪圣功, 鞠新志.煤矿液压支架操纵阀综合试验台研究[G]//第九届全国采矿学术会议暨矿山技术设备展示会论文集.太原:山西省煤炭技术协会, 2013.

[6]安琛珠, 张兰.基于冲击地压特厚煤层首分层综放液压支架选型研究[G]//第九届全国采矿学术会议暨矿山技术设备展示会论文集.太原:山西省煤炭技术协会, 2013.

[7]张春萌.新型综放液压支架研制及现场应用分析[G]//纪念中国煤炭学会成立五十周年省 (区、市) 煤炭学会学术专刊.太原:山西省煤炭技术协会, 2013.

液压支架电液控系统 篇4

1 电液控制系统的发展概况

1.1 国外电液控制系统发展

早在20实际70年代, 美国、德国等国家为了便于实现自动化的井下开采技术, 就先后开始研制、研发液压支架控制系统。到80年代时期, 国外研制的电液控制系统进入到试运行阶段, 到90年代初期已经达到成熟阶段, 并且逐步应用于煤矿开采中。在众多国外的研究领域中, 其中德国的应用最为普及, 并且各项技术指标都处于领先的地位。

1.2 国内电液控制系统的发展

在1991年间, 我国某煤机厂率先开始研发液压支架电液控制系统, 并且进行了多次的井下实际工业试验, 但是由于各种原因而未能广泛的应用于煤矿开采。到2001年间, 我国北京某企业专业从事液压支架电液控制系统、综采自动化系统和智能集成供液系统等相关技术的研制与开发, 并且经试验成功后得到大批量的生产与运营, 能够有效地提高我国煤矿企业煤矿综采自动化水平与自动控制管理技术, 在很大程度上改善井下煤矿开采作业的环境条件与安全, 降低煤矿工人劳动强度的同时大幅提高开采率, 其中主要以SAC型液压支架电液控制系统为主。虽然我国已经成功的研制出电液控制系统, 并且已经得以应用, 但是出于价格与软件设计、可靠性等方面的原因, 目前我国煤矿企业所应用的电液控制系统仍然以国外技术为主。

2 液压支架电液控制系统工作原理及结构、特点

简单来讲, 液压支架电液控制系统主要由主机、支架控制器、本质安全型网络组成。支架控制器通过相关传感器检测出液压支架的工作状态和位置, 然后通过CAN总线网络进行信息传输, 井下主机接受信号后及时作出分析与处理, 实现液压支架的自动控制, 实现井上与井下之间的信息共享。

液压支架电液控制系统特点:

液压支架电液控制系统完全以计算机作为其控制的核心, 具备运算速度快、方便监控、处理信息量大、实时掌控回采工作面综采设备运转情况等特点。不但能够将综采设备运转状态与数据直观的显示在显示器上, 方便操作人员根据生产的实际情况进行时时的参数修改与设置, 而且能够通过远程操作对液压支架的各种状态以及动作进行更改或锁闭停止控制。然而在传统的液压支架控制方式中, 主要为人工手动操作对液压支架进行控制, 一旦出现液压支架或者立柱间的安全隐患, 就很容易造成人员的伤害事故。但是采取电液控制系统, 能够完全使用计算机进行系统控制, 电液阀进行指令的执行, 能够很大程度降低人员劳动强度, 提高安全系数。

3 液压支架电液控制系统概述与系统组成

液压支架电液控制系统就是将整个工作面上所有的液压支架控制器单元, 以集成化的网络连接起来, 有效地将计算机控制、液压技术和电子技术之间的融合, 实现液压支架的自动化, 有效地控制其完成一系列动作。在实际的煤矿开采过程中, 该系统能够实现将采煤机的位置、行进速度、方向等参数及时进行汇总, 并且完成自动成组液压支架的移架、输送机的推前、输送机的拉后等连续动作, 轻松地实现煤矿开采的液压支架自动控制。

液压支架电液控制系统主要由支架控制器、压力传感器、位置传感器、行程传感器、人机操作界面、电磁先导阀、电源箱、网络变换器、电液阀组、隔离耦合器、监控主机等装置构成。

下面进行详细的论述。

3.1 支架控制器

对于电液控制系统来说, 支架控制器是其最主要的核心部件, 无论是哪一部分的工作面, 任何一台液压支架都必须要有一台支架控制器来进行控制。简单来讲, 支架控制器就是一台微型的专业计算机, 其内置能够存储相关程序的控制软件。支架控制器在进行作业时, 能够接受到不同的控制指令, 在接受指令、执行相关指令的同时能够实现电磁线圈驱动器的译码工序, 在译码成某一个电磁先导阀的高电平后, 有效地控制控制阀切换油缸执行进液、回液链接。与此同时, 活塞杆根据其指令实现升降或者伸缩的动作, 最后经过传动来实现液压支架的升降和伸缩。在控制器的后面有8个输入接口, 用来接受数字信号, 其中的3个CAN通讯接口衔接着本架人机操作界面以及左右两个邻架。另外的5个传感器接口则分别与推移行程传感器、后柱压力传感器、前柱压力传感器、红外线接受器、放顶煤键盘进行连接。在支架控制器中有10个单元, 分别控制相应的电液阀组, 以便能够实现液压支架的20个动作控制。

3.2 人机操作界面

最常见的人机操作界面由, 1个汉字显示器与24个指示灯、1个蜂鸣器、21个操作按键、1个CAN通讯接口构成, 并且能够完成液压支架的所有动作。此工作界面能够按照作者输入的指令, 实现本架以及左右支架的自动控制, 必要时还可以实现紧急停止和锁闭的操作;其次, 还能够进行参数的修改以及功能的设置, 实现对电液控制系统的参数修改。

除此之外, 其汉字显示屏上时刻显示当前控制系统的状态信息, 包括参数设置值、故障信息、状态信号等多种状态, 实现良好的沟通。

3.3 传感器

传感器对于整个液压控制系统来说, 就像是人体中的神经, 以实现对液压支架的自动控制功能。在液压支架控制系统上要安插多种多样的传感器, 保障其随时将液压支架的动作以及采煤机位置以及动作、方向等信息传递给控制器, 方便控制器能够及时的做出反应, 为整体的自动控制提供可靠地数据依据。

液压支架控制系统中所使用的传感器可以分为压力传感器、行程传感器以及位置传感器。压力传感器是安插在立柱测压空中的一种传感器, 实现支架立柱下腔内部液压的监控与保护。其工作原理主要是将连续的变化的压力信号有效地转变成电信号, 然后传送给支架控制器, 并且向电液控制系统传送重要的过程参数, 为立柱升降与移动提供数据保障;行程传感器是用来监测千斤顶活塞杆移动距离的部分, 大都安装在推移液压缸的内部, 这里所指代的行程值就是刮泥板输送机的移动位置与支架的移动距离;位置传感器相对来说比较固定, 是固定在支架立柱上用来接受红外线发送器发送的信号, 这样一来就能够时刻的监视采煤机的位置以及移动方向, 为整体系统的自动控制提供依据。

3.4 电液阀组

在液压支架电液控制系统中, 电液阀组主要是以单元组合的结构出现, 并且在每一个单元组合中都包含着对应的液控换向阀以及电磁先导阀。电磁线圈在通电以后能够产生一定的吸力, 这种吸力推动电磁先导阀产生相应的动作, 但是值得注意的是, 一个单元内包含着两个电磁线圈, 并且会产生两种不同的动作;除此之外, 电磁先导阀还能够靠手动的方式实现动作, 可以通过直接按压推杆的先导阀芯实现动作。

3.5 电源箱

在设计时, 该系统选取了本安防爆型的电源箱, 在工作中输入127V的交流电, 在经过变压装置的降压后输出12V电压给支架控制器进行工作。

3.6 隔离耦合器

在液压支架电液控制系统中安装隔离耦合器, 是为了能够最大限度的将相邻的两组支架控制器进行电气隔离, 并且要求隔离耦合器必须要安装在不同电源供电的支架控制器间。在隔离耦合器的内部, 为了能够实现数据通信的双向信号传输, 所以设置了4个光电耦合器。

3.7 网络变换器

在系统设计时, 选择将网络变换器接在工作面的一端, 以便能够实现更好的功能。能够进行良好的电液控制系统网络的完整性检查;实现支架控制单元以及传感器、支架控制器等单元动作、状态的数据收集;实现监控主机、电液控制系统之间的数据上传和下达命令;实现采煤机位置信号的分析与确定;实现跟机自动化参数的存储以及跟机自动化控制, 来通过网络变换器参数的调整, 并发出相关的跟机控制指令。

3.8 监控主机

在运输巷控制中心上安装监控主机, 能够实现数据的汇集与存储, 并且通过控制参数的输入设置, 发出命令指令;主控制器可以通过位置检测系统进行数据通信, 实现采煤机位置的监测, 实现采煤机位置的自动控制。

4 综采液压支架电液控制系统在现实中应用的效果

4.1 煤矿综采面的生产效率大幅提高, 并且有效地改善井下工作人员的条件

在煤矿的井下综采面有效地应用电液控制系统, 取消了人工控制过程中所产生的辅助时间, 加快反应速度, 有效地减少了人工操作的劳动量与工作时间, 最大限度的发挥出机械设备的效力。利用计算机辅助设备进行合理的控制, 能够将各个工序之间更加科学合理的衔接, 大幅提高设备以及人工的工作效率。其次, 有效地应用计算机技术与自动化技术后, 能够实现多个支架之间的同步控制, 这样一来能够很大程度上提高采煤系统的工作效率与资源利用率。值得注意的是, 在该系统的成功应用之后, 跟机定量推溜以及自动移动支架功能能够顺利的实现, 以便能够加快薄煤层的自动化开采速度。其中一个最大的亮点就是, 能够利用远程控制技术, 在开采面上进行自动化的工作, 有效地改善井下员工进行作业的环境条件, 增强员工的安全性。

4.2 有效改善井下工作面的支护条件, 提高安全系数

在施工中采取带压擦顶移架或者对工作面液压支架的初支撑力进行保障, 能够防止出现支架前方片帮冒顶的事故。有效地应用电液控制系统后, 能够实现综采面设备的实时监测和控制, 这样就能很好地解决井下液压支架支撑力小、带压移架等问题, 防止综采面工作面顶板的常见事故发生。

其次, 主机的操控人员能够实现远程的支架控制, 避免员工井下作业受到粉尘、冲击地压等的影响, 大大提高操作人员的安全系数。

5 煤矿综采液压支架电液控制系统应用的效益分析

液压支架电液控制系统的有效应用, 极大地满足了矿井生产的自动化要求, 在实际的煤矿生产过程中发挥了巨大的作用, 并且带来了很大的社会效益和经济效益。

5.1 社会效益

液压支架电液控制系统具有操作简便, 容易实现的特点, 并且具备较高的可靠性, 能够实现良好的液压支架实时控制;其次, 在该系统中有效地融合了计算机技术、检测技术、通信技术, 有效地提高了液压支架的控制与工况的监控, 很大程度上降低了液压支架的故障频率与维护时间, 极大的保障了矿井生产的高产高效以及安全可靠性;另外, 电液控制系统对液压支架的自动化操作, 有效地提高了井下操作人员的安全系数, 很大程度上降低了煤矿事故与人员伤亡事故的发生。

5.2 经济效益

在煤矿开采过程中, 有效地应用电液控制系统中的液压支架成组自动控制, 不仅仅提高了液压支架的工作效率与自动化程度, 另外一方面大幅减少工人的操作劳动量, 提高生产效率, 实现减人增效的战略目标, 有效地节约人工劳务费用。

其次, 采取自动化的液压支架控制系统, 完全取缔了人工手动操作的不准确性和随意性, 大幅降低液压支架事故的发生以及磨损消耗, 有效地减少维修、养护的费用, 提高经济效益。

6 结语

液压支架设备是采煤采矿作业中最重要也是最常用的支护设备, 而电液控制系统的研发与应用有效地降低了煤矿开采过程中人工的劳动强度, 有效地改善了煤矿开采的安全性能与生产条件, 大幅提高企业的经济效益和社会效益。

但是, 相对来说我国在液压支架电液控制系统方面的研究与应用还不够成熟, 其可靠性还需要进一步提高, 相关部门与研究机构应该不断地进行学习与创新, 彻底打破我国控制器技术长期受国外垄断的局面, 填补国产液压支架电液控制系统自主研发的空白, 有效地提高我国煤机制造行业以及煤炭开采行业的经济效益和社会竞争力。

参考文献

[1]王瑞清.煤矿综采液压支架电液控制系统研究.煤矿机械, 2013.

[2]周维林.浅析综采液压支架电液控制系统的应用.民营科技, 2013.

综采液压支架电液控制技术探析 篇5

液压支架是煤矿机械化开采的主要设备之一, 液压支架通过与围岩相互作用, 控制工作面作业区顶板岩层, 为工作面提供安全作业空间, 它的适应性和可靠性是决定综采成败的关键。因此液压支架的发展成为煤矿机械化开采技术发展的各个阶段的突出标志。液压支架控制技术是液压支架的核心技术之一, 液压支架控制系统的主要控制功能要求实现快速降架、移架、初撑和推移工作面设备, 以适应顶板来压和压力释放, 保证工作面人员和设备安全。随着科学技术的发展, 采用电液控制技术极大地改善了支架对顶板的支护效果, 同时配合采煤机的煤岩识别系统等先进技术, 可实现工作面全自动化控制。

1 液压支架电液控制系统的原理和优势

(1) 液压支架电液控制系统的原理。液压支架电液控制系统的组成部分是传感器、控制器、驱动器与计算机网络、电磁先导阀和主阀、推移千斤顶、立柱、液压支架等等。液压支架控制器先往一系列的电磁先导阀发出电信号, 然后先导阀驱动主阀动作系统当中装有位移、倾角、压力的三种传感器, 进而对支架的运行状态参数进行反馈, 控制器是处理与加工反馈的数据信息, 进而指示接下来的动作。

(2) 液压支架电液控制系统的优势。液压支架电液控制系统的作用是使支架动作的远程以及自动化控制实现, 从而实现生产的便捷、安全、高效。其优势是:在高效高产的功率较大的工作面影响之下, 自动循环控制使移架的速度提升, 以及使人工的操作减少, 机采的速度大大地提升, 且使工人的劳动强度显著地减轻。系统对顶板进行实时性的支护与擦顶移架, 并且实现了初撑力自保, 从而使顶板的安全性大大地提升。为了使生产作业的自动化管理实现, 针对其它的综采装置和支架而言, 系统有着在线控制与监测的能力, 且能够结合综采工作面实际情况和支架构造, 对类别不同的控制方式进行设计, 从而使矿井管理的智能化实现。

2 液压支架电液控制系统的重要技术

(1) 电液控制阀的有关技术。电液控制阀是液压支架电液控制系统的中心, 其代替了传统意义上液压系统控制操作阀, 通过电控元器件的优质特性可以确保实现系统的功能。例如, 德国MARCO公司生产的阀组, 整体插装构造是其主控阀组所应用的, 其组成部分是主阀体、二位三通阀芯组件、同液安全阀、电磁线圈驱动器、电液先导阀等。然而, 在实践应用的过程中, 电液控制阀的质量面临着相应的缺陷, 这不利于系统稳定性的提升。首先, 一部分系统当中的电磁先导阀被电磁铁所取代, 进而导致系统存在电液匹配的问题。这是由于应用电磁铁开启电磁阀并非跟电磁先导阀那样, 只是应用比较小的电压与电流, 而是要求非常大的电量, 为此, 在电磁铁衔铁行程比较长的现状之下, 电磁力的可靠性一般会受到相应的制约。其次, 因为油液的压力严重地制约着系统的动态性能, 所以移架过程中油源缺少压力或者是油液面临泄露等的情况下, 往往会制约系统响应的速度, 要么会使系统的应用年限缩短。除此之外, 下压顶板过程中阀芯开启压力不可靠、摩擦死区、负载惯性等非线性要素也会对系统的动态性能产生制约作用。为此, 务必在设计以及应用系统的时候克服与排除这一系列的要素。

(2) 研发主控计算机的技术。电液控制系统的核心控制部分是井下主控计算机, 其借助网络联系每一个支架控制器。跟工作面进行比较, 井下主控计算机作为支架控制器的上一级控制机, 其关键作用是:能够对井下工作面采煤机、运输机、支架等各种装置的运行现状进行查看与监控。对工作面支架控制器传输过来的数据进行汇集和存入, 能够将这一系列的信息显示在屏幕上, 且可以对输入控制参数进行设置, 发出命令对工作面支架进行控制, 以及对支架的动作紧急停止。跟支架控制器进行配合, 以实现一系列支架之间的协调配合关联动作、自动化地控制支架、稳定的安全保障、便于操作支架。跟井下主控计算机进行比较, 地面主控计算机这种控制机尤为高级, 能够跟井下主控计算机互相传输数据信息, 在地面能够对工作面支架的实际情况进行监视、实现信息资料的存储、控制支架。主控制器能够对控制参数进行输入与设置, 且将控制命令发出、检测采煤机的位置, 以及实现立足于采煤机运行位置的支架自控, 还能够对工作面区域里面的其它测控任务进行承担。

3 电液控制系统的应用效果

(1) 确保了安全生产。在井下采掘的过程中, 维护顶板非常关键。电液控制系统的作用是控制和监测, 可以控制和监测顶板的实际运行现状, 这让操作者能够跟工作面相远离实施远程操控, 确保了工作者的安全性, 也使自动采掘薄煤层的问题解决。应用电液系统使井下无人运行的目标实现, 这属于我国煤矿自动化生产的新时期。

(2) 提升了生产效益。电液控制系统在井下的应用, 可以使人员辅助性操控的时间大大地减少, 且有着非常快的处理速度, 借助计算机对工作流程科学地组织, 实现最大化的机械装置能力。电液控制系统还能够对支架实施编组, 且能够一起操作多个支架, 这使煤矿生产效率大大地提升。

4 结论

总起来说, 液压支架电液控制系统对煤矿开采具有重要意义, 能够提高对各生产设备的控制效率, 在提高开采效率的同时降低生产成本, 可以促进煤矿开采企业的持续发展。目前我国此系统在煤矿开采中的应用还存在一定阻碍, 这就需要我们不断进行研究, 争取能够进一步促进我国煤矿行业的发展。

参考文献

[1]韩素媛.综采工作面液压支架电液控制系统的设计[J].科学情报开发与经济, 2007, 1 (08) .

[2]张良.液压支架电液控制系统的应用现状及发展趋势[J].煤炭科学技术, 2003, 31 (02) .

[3]李首滨.国产液压支架电液控制系统技术现状[J].煤炭科学技术, 2010, 38 (01) .

液压支架电液控系统 篇6

随着煤炭机械化、自动化的发展, 电液控自动化综采工作面的发展成为减人增效的一种有效途径。平煤股份一矿作为中国平煤神马集团的一对主力矿井, 生产能力500 万t/a, 随着采深的增加和地质条件的复杂, 平煤股份一矿要保证矿井的安全生产, 实现矿井的高效发展, 在综采工作面采用电液控自动化设备来保证矿井生产能力的实现, 对电液控支架的快速检修是电液控自动化综采工作面实现安全高效发展的关键。

1 电液控支架“4n快修法”

综采工作面8 个电液控支架[4n-3, 4n+4] (n为正奇数) 由1 个电源盒供电。供电方向从电源盒出发, 串联而成, 如图1 所示, 即支架顺序分别为4n→4n-1→4n-2→4n-3 和4n+1→4n+2→4n+3→4n+4。根据串联电路的供电原理, 供电方向靠前的位置断路, 后面的也必断路。

由图1 可知, 8 个支架为一个单元, 8 个支架为一循环, 所有的支架都可用4n-3、4n-2、4n-1、4n和4n+1、4n+2、4n+3、4n+4 表示 (n为正奇数) , 也就是回采工作面任意一支架x可表示为4n-3≤x≤4n+4, 将这种方法概括为综采工作面电液控支架“4n快修法”。

根据“4n快修法”, 通过解方程组可以快速求得任意1 个架所属的供电模块。当n为正奇数时, 4n必是电源盒和ZDYZ-JA隔离耦合器的安装位置, 也即是供电方向的初始位置[1];当n为正偶数时, 4n必是ZDYZ-JB隔离耦合器的安装位置。为达到快速解决问题的效果, 此种方法的判断过程为: (1) 先判断黑屏主控器是否由同一电源盒供电; (2) 再判断是否由同一电源盒的同一模块供电; (3) 根据以上信息及快修法快速锁定问题位置。

例1:判断出现黑屏主控器为同一电源盒中的同一模块供电。

若7 架、8 架黑屏, 先判断7 架、8 架的供电电源盒的位置。

先列方程组:

由 (1) 、 (2) 解方程组得n=1。当n=1时, 4n=4, 即7、8架控制器均为4架上的电源盒供电, 4架电源盒的两个电源模块供电方向分别为:4→3→2→1和5→6→7→8。7、8架控制器出现黑屏, 由此推断必是6→7架的连接电缆出现问题;同理, 6、7、8架控制器同时黑屏, 则为5→6架的连接电缆出现问题。

电液控支架电控部分“4n快修法”在综采工作面自动化设备检修中的运用, 大大减少了维修及影响生产的时间, 应用效果良好。该方法也可为初接触电液控支架的人员的培训工作提供帮助。

2 检修出现的问题及处理办法

2.1 整架不动作

支架不动作的原因分为电控部分引起的故障和液控部分引起的故障[2,3]。 (1) 电控部分故障主要有黑屏、线路不通、急停和闭锁。其中“急停”和“闭锁”按钮被按下情况比较常见。 (2) 液控部分故障主要有25#总截止阀关闭、反冲洗过滤网堵塞、总阀组阀芯窜液 (密封损坏或白垫损坏) 。具体问题及处理办法如表1 所示。

2.2 不能升降架 (升降动作慢)

不能升降架的原因分为电控部分引起的故障和液控部分引起的故障。 (1) 电控部分故障主要有黑屏、线路不通、急停闭锁和升降架控制小线损坏。其中“急停”和“闭锁”按钮被按下情况比较常见。 (2) 液控部分主要故障有25#总截止阀被关闭、立柱截止阀关闭、升降架电磁阀故障、总阀组对应升降架阀芯窜液 (密封损坏或白垫损坏) 、立柱单向阀故障 (密封损坏或白垫损坏) 、升降架管路, 具体问题及处理办法如表2 所示。

2.3 不能推拉架 (推拉动作慢)

不能推拉架的原因分为电控部分引起的故障和液控部分引起的故障。 (1) 电控部分故障主要有黑屏、线路不通、急停、闭锁和推拉架控制小线损坏。其中“急停”和“闭锁”按钮被按下情况比较常见。 (2) 液控部分故障主要有25#总截止阀被关闭、推拉架电磁阀故障、总阀组对应推拉架阀芯窜液 (密封损坏或白垫损坏) 、立柱单向阀故障 (密封损坏或白垫损坏) 、推拉架管路, 具体问题及处理办法如表3 所示。

2.4 平衡不动作 (或动作慢)

平衡千斤顶不动作的原因分为电控部分引起的故障和液控部分引起的故障。 (1) 电控部分故障主要有黑屏、线路不通、急停、闭锁和平衡千斤顶电磁阀控制小线损坏。其中“急停”和“闭锁”按钮被按下情况比较常见。 (2) 液控部分故障主要有25#总截止阀被关闭、平衡千斤顶对应电磁阀电磁阀故障、总阀组对应控制平衡千斤顶阀芯窜液 (密封损坏或白垫损坏) 、平衡千斤顶双向锁故障、控制液压管路、平衡千斤顶双向锁与千斤顶接触密封, 具体问题及处理办法如表4 所示。

2.5 顶梁不动作 (或动作慢)

顶梁不动作的原因分为电控部分引起的故障和液控部分引起的故障。 (1) 电控部分故障主要有黑屏、线路不通、急停、闭锁和顶梁电磁阀控制小线损坏。其中“急停”和“闭锁”按钮被按下情况比较常见。 (2) 液控部分故障主要有25#总截止阀被关闭、顶梁对应电磁阀电磁阀故障、总阀组对应控制顶梁阀芯窜液 (密封损坏或白垫损坏) 、控制液压管路、密封、平衡千斤顶损坏, 具体问题及处理办法如表5 所示。

2.6 掩梁不动作 (或动作慢)

掩梁不动作的原因分为电控部分引起的故障和液控部分引起的故障。 (1) 电控部分故障主要有黑屏、线路不通、急停、闭锁和掩梁电磁阀控制小线损坏。其中“急停”和“闭锁”按钮被按下情况比较常见。 (2) 液控部分故障主要有25#总截止阀被关闭、掩梁对应电磁阀电磁阀故障、总阀组对应控制掩梁阀芯窜液 (密封损坏或白垫损坏) 、控制液压管路、密封、平衡千斤顶损坏, 具体问题及处理办法如表6所示。

2.7 抬架、喷雾不动作 (或动作慢)

抬架、喷雾不动作的原因分为电控部分引起的故障和液控部分引起的故障。 (1) 电控部分故障主要有黑屏、线路不通、急停、闭锁和抬架、喷雾所对应电磁阀控制小线损坏。其中“急停”和“闭锁”按钮被按下情况比较常见。 (2) 液控部分故障主要有25#总截止阀被关闭、抬架、喷雾对应电磁阀电磁阀故障、总阀组对应控制抬架、喷雾阀芯窜液 (密封损坏或白垫损坏) 、控制液压管路、密封、抬架千斤顶损坏, 具体问题及处理办法如表7 所示。

综上所述, 综采工作面电液控支架故障问题引起的原因主要有:电控部分 (急停、闭锁、黑屏、闪屏、通讯故障、程序紊乱等) 、控制小线、电磁阀、阀芯、液压管路和密封等。

具体的检修工作中尤其是在处理黑屏及闪屏这些问题时, 按照“整体与局部” (8 个支架对于整个采面来说是一个局部, 1 个支架对于8 个支架来说是一个局部, 一个功能对于一架来说也是一个局部, 把问题圈定到最小范围, 把危害降到最低程度) 和“对比验证法”这两种思想进行处理问题。处理整架不动作时先从简单入手, 处理个别故障问题时 (如不能升降架、不能推拉架等) 参照上述故障发生的概率能达到事半功倍的效果。

3 结语

电液控快速检修法在平煤股份一矿戊-31100、戊-23030 等综采工作面得到了成功的应用, 缩短了电液控支架检修时间, 减少了机电事故对电液控自动化工作面的影响时间, 有利于综采工作面生产的安全高效, 对电液控自动化综采工作面的推广应用产生了极大的作用。

参考文献

[1]李效甫.综采液压支架控制系统[J].煤矿开采, 2001, 6 (2) .

[2]张命林.液压支架控制系统使用中的问题及对策[J].煤炭科学技术, 2008, 36 (9) .