CN102373893A - 薄煤层工作面液压支架电液控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄煤层工作面液压支架电液控制系统，包括井上主控计算机和与其通信连接的井下主计算机，所述井下主控计算机通过适配器与总服务器通信连接；所述总服务器通过通信总线与多个液压支架控制单元通信连接；所述液压支架控制单元包括：液压支架、支架控制器，所述支架控制器的信号采集接口分别与用于采集所述液压支架工作参数的倾角传感器、压力传感器、位移传感器和用于采集采煤机位置信息的红外接收器的信号输出端连接，在支架控制器的控制信号接口连接有人机界面控制终端或开关盒控制终端，支架控制器的输出控制接口连接有用于控制液压支架电液控制阀组的电磁阀驱动器。本发明优点在于实现薄煤层综采工作面的自动化。
Description
技术领域
本发明涉及煤炭综采设备领域，尤其是涉及薄煤层工作面液压支架电液控制系统。
背景技术
随着煤炭资源的日益枯竭，人们对于薄煤层和极薄煤层的开采越来越重视。液压支架传统的控制方式是手动操作杆，由于支架空间狭小、安装位置有限，给操作带来不便，而且存在劳动强度高、生产效率低、安全性差、回采率低等不足，因此，传统的控制方式逐渐被电液自动控制、程序化操作所取代。
目前应用于液压支架电液控制系统，在控制上还处于单架和成组程控的初级阶段。系统中主控制台技术还不是很成熟，液压支架与采煤机联动的全工作面自动控制系统还在研制阶段，许多综采工作面所用液压支架电液控制系统依然需要进口，但无论国内、外研发的液压支架电液控制系统均为通用型，还没有专门针对薄煤层工作面而开发的液压支架电液控制系统。
发明内容
本发明目的在于提供一种解决薄煤层工作面支架工作空间狭小、操作不方便等问题的薄煤层工作面液压支架电液控制系统。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述的薄煤层工作面液压支架电液控制系统，包括井上主控计算机和与其通信连接的井下主计算机，所述井下主控计算机通过适配器与总服务器通信连接；所述总服务器通过通信总线与多个液压支架控制单元通信连接；所述液压支架控制单元包括：液压支架、支架控制器，所述支架控制器的信号采集接口分别与用于采集所述液压支架工作参数的倾角传感器、压力传感器、位移传感器和用于采集采煤机位置信息的红外接收器的信号输出端连接，在支架控制器的控制信号接口连接有人机界面控制终端或开关盒控制终端，支架控制器的输出控制接口连接有用于控制液压支架电液控制阀组的电磁阀驱动器，在支架控制器、人机界面控制终端或开关盒控制终端内均设置有用于接收红外遥控器控制信息的红外接收模块，支架控制器内置或外置有红外热释探测模块用于检测当前控制支架区域是否有人。
每三至五个所述液压支架控制单元为一个供电单元组；相邻供电单元组之间通过隔离耦合器实现通信连接；在每个供电单元组内均设置有接地传感器。
本发明优点在于实现薄煤层综采工作面的自动化。人机界面控制终端或开关盒控制终端、电磁阀驱动器分别与支架控制器分离开，用户可以根据自己的使用情况随意组合，并且减小了该电液控制系统的体积，使得用户可根据液压支架有效空间选来择安装方式；有线人机界面和红外遥控器为超薄煤层支架提供了优选模式，分离式电磁阀驱动器解决了主阀与支架控制器之间位置制约，更容易找到合适的安装位置。红外热释检测的应用能够检测工作面人体热释红外信号，提高了系统的主动安全性能。本薄煤层电液控制系统操作方便、工作效率高、降低了工人的劳动强度，同时也最大限度地保证了工人的安全。
附图说明
图1是本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述的薄煤层工作面液压支架电液控制系统，包括井上主控计算机和与其通信连接的井下主计算机，所述井下主控计算机通过适配器与总服务器通信连接；所述总服务器通过通信总线与多个液压支架控制单元1通信连接；所述液压支架控制单元1包括：液压支架、支架控制器，所述支架控制器的信号采集接口分别与用于采集所述液压支架工作参数的倾角传感器、压力传感器、位移传感器和用于采集采煤机位置信息的红外接收器的信号输出端连接，在支架控制器的控制信号接口连接有人机界面控制终端或开关盒控制终端，支架控制器的输出控制接口连接有用于控制液压支架电液控制阀组的电磁阀驱动器，在支架控制器、人机界面控制终端或开关盒控制终端内均设置有用于接收红外遥控器控制信息的红外接收模块，支架控制器内置或外置有红外热释探测模块用于检测当前控制支架区域是否有人。
每五个液压支架控制单元1为一个供电单元组；相邻供电单元组之间通过隔离耦合器实现通信连接；在每个供电单元组内均设置有接地传感器。
本发明工作原理如下：
井上主控计算机通过有线方式与井下主计算机实现通信连接，井上主控计算机布设于地面如布设于监控指挥中心，用于下达指令以及接收并保存井下主控计算机上传的数据信息，并通过计算机网络实现共享，实现生产管理的信息化。
井下主控计算机通过适配器与总服务器通信连接，井下主控计算机布设于地下如巷道内的监控中心，用于转发井上主控计算机下达的指令，以及接收总线服务器或支架控制器或工作面其他设备上传的数据并保存，图形化显示工作面设备的状态信息并将该数据上传至井上主控计算机；井下主控计算机还可直接向总线服务器或支架控制器下达指令，包括控制命令、传输新程序和修改支架控制器参数，具有故障诊断能力，能够诊断液压支架电液控制系统的网络状态、传感器故障等。
总线服务器布设在液压支架上，经通信总线与每个支架控制器通信连接；支架控制器根据需要可选择连接人机界面控制终端或者开关盒控制终端；支架控制器、人机界面控制终端和开关盒控制终端分别内置有红外接收模块（软件中可以根据用户实际配置选择通信的通道），用于通过无线通信方式与红外遥控器进行通信，并发送控制指令提供给支架控制器。支架控制器内设置有红外热释探测模块，用于检测当前控制支架区域是否有人，若当前支架区域内有人，则当前支架及其左、右若干架范围内为安全区域，支架控制动作被禁止，提高远程操作液压支架时的安全性能；实际应用中也可将红外热释探测模块外置为传感器，通过护套电缆与控制器电连接。
每五个液压支架控制单元1为一个供电单元组，通过隔爆兼本安电源供电；相邻供电单元组通过隔离耦合器进行通信。每个供电单元组均设置有接地传感器，用于监控同一供电单元组内的供电异常情况。
适配器用于井下主控计算机与总线服务器或支架控制器之间进行指令和数据的转发和网络变换，以及所转发的数据的必要的格式转换。
支架控制器用于通过与其连接的倾角传感器、压力传感器、位移传感器、红外接收器采集液压支架的工作状态信息和采煤机位置信息；并根据采集的信息控制电磁阀驱动器驱动电液控制阀组，电液控制阀组用于控制液压支架管液通路的通断，从而实现控制液压支架动作的目的。
本发明还具有跟机自动化功能，即将工作面支架控制器设置为跟机自动化模式，支架控制器根据各传感器信息和采煤机的位置及运动方向自动进行液压支架的控制，实现薄煤层综采工作面的自动化。
Claims (3)
1.一种薄煤层工作面液压支架电液控制系统，包括井上主控计算机和与其通信连接的井下主计算机，所述井下主控计算机通过适配器与总服务器通信连接；其特征在于：所述总服务器通过通信总线与多个液压支架控制单元（1）通信连接；所述液压支架控制单元（1）包括：液压支架、支架控制器，所述支架控制器的信号采集接口分别与用于采集所述液压支架工作参数的倾角传感器、压力传感器、位移传感器和用于采集采煤机位置信息的红外接收器的信号输出端连接，在支架控制器的控制信号接口连接有人机界面控制终端或开关盒控制终端，支架控制器的输出控制接口连接有用于控制液压支架电液控制阀组的电磁阀驱动器，在支架控制器、人机界面控制终端或开关盒控制终端内均设置有用于接收红外遥控器控制信息的红外接收模块，支架控制器内置或外置有用于检测当前支架区域是否有人的红外热释探测模块。
2.根据权利要求1所述的薄煤层工作面液压支架电液控制系统，其特征在于：每三至五个所述液压支架控制单元（1）为一个供电单元组；相邻供电单元组之间通过隔离耦合器实现通信连接；在每个供电单元组内均设置有接地传感器。
3.根据权利要求1或2所述的薄煤层工作面液压支架电液控制系统，其特征在于：所述倾角传感器系统由三个倾角传感器组成，它们之间通过串口通信连接，用于测量支架角度和高度及工作面倾角。
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