压支架电液控制系统的设计

　　引言

　　液压支架是煤矿井下综采工作面的重要设备之一，分布于整个综采工作面，主要完成采空区的支护工作，即在采煤机后方，液压支架完成降柱、抬底、移架、落底、升柱、伸护帮以及推溜动作，对采空区进行支护，同时将刮板输送机向工作面方向推进一个步距；在采煤机前方，液压支架完成收护帮动作，为采煤机截割煤壁留出空间[1]。为提升综采工作面生产效率，研究液压支架电液控制系统使得液压支架能够根据采煤机实时位置，自动完成各种动作，同时配合采煤机、刮板输送机完成采煤任务。液压支架电液控制系统是集机械、液压以及电气为一体的复杂控制系统，英国道梯公司最早提出并研究液压支架电液控制系统，并形成以控制先导阀为目标的控制体系，并将按钮式微控制液压系统应用于美国的坎赛尔煤矿；德国研制的Panematic2E、Paner2-matic2S5、PM2、PM3以及PM4等支架电液控制系统在煤矿井下得到广泛应用；日本三井三池、波兰EMA以及法国、美国等也先后研制出可靠、功能较完善的液压支架电液控制系统[2-5]。国内的北京煤机厂、郑州煤机厂、煤科总院太原分院等也相继研制出液压支架电液控制系统，并在大同矿务局、邢台煤矿以及神东煤矿得到广泛的应用[6]。为进一步增强液压支架电液控制系统的稳定性、可靠性以及适应性，基于单片机控制技术，完成液压支架电液控制系统的设计。

　　1系统设计

　　煤矿井下液压支架电液控制系统主要完成操作支架的所有动作，如升/降立柱、推溜、移架、拉架等。操作者通过支架控制器的按键发出控制命令，可实现对液压支架的单架控制、临架控制、成组控制、就地闭锁、紧急停止等。液压支架控制器通过获取传感器组实时数据，并经A/D转换后，结合液压支架控制器存储参数，作为控制液压支架的条件。操作者通过液压支架控制系统，可完成对液压支架控制过程的功能设置和参数设置，设置的参数信息多样且可调，使液压支架控制系统具有较强的灵活性和适应性。操作者通过液压支架控制系统可查看液压支架状态信息，如控制（工作）状态、故障错误信息、设置及参数值、检侧值以及控制器本身的某些运行参数等。液压支架控制器有LED字符显示窗口，各种LED状态显示及蜂鸣器作为信息媒体，使系统与操作者之间得到良好的沟通。液压支架电液控制系统设计总体框图见图1所示，根据综采工作面的长度，配置支架控制器个数。支架控制器获取传感器组数据并经逻辑处理后，控制器电液换向阀进行控制液压支架执行相应的动作。支架控制器之间以RS485进行通信，并经耦合器后与井下主机、井下交换机相连，最终以TCP/IP通信模式将数据发送至地面主控计算机。