CN110077807B - 带式输送机控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带式输送机控制系统及控制方法，带式输送机控制系统包括输送机本体和控制器，所述输送机本体上设置有至少一个用于支撑所述输送机本体的液压支柱，所述液压支柱包括油缸和伸缩杆，所述伸缩杆的一端与所述油缸活动连接，所述伸缩杆的另一端与矿井顶板连接，其中：所述控制器，用于当所述伸缩杆与所述矿井顶板之间的第一支撑压力超过预先设置的支撑压力阈值时，控制所述油缸的液压压力。实施本发明，在输送机本体上设置用于支撑输送机本体的液压支柱，实现拆装方便，且液压支柱可以重复利用，降低成本。并通过压力传感器实时检测伸缩杆与矿井顶板之间的第一支撑压力，根据第一支撑压力控制油缸的液压压力，实现自动控制液压支柱。

Description

带式输送机控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及煤矿技术领域，尤其涉及一种带式输送机控制系统及控制方法。

背景技术

带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。主要由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等组成。它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。

在煤矿行业当中，通常需要在矿井底下架设带式输送机，将煤矿从地下运输到地面。目前，现有的带式输送机的安装方法通常采用先设置一定高度的水泥地基，然后在水泥地基内埋置地锚螺栓，最后将带式输送机通过地锚螺栓固定在水泥地基上，安装工序复杂，效率低，且水泥地基无法随着矿井工作面的推进进行移动，水泥地基无法重复利用，造成浪费，提高成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的带式输送机拆装不便，且水泥地基无法重复利用，成本高的不足，提供一种带式输送机控制系统及控制方法。

本发明的技术方案提供一种带式输送机控制系统，包括输送机本体和控制器，所述输送机本体上设置有至少一个用于支撑所述输送机本体的液压支柱，所述液压支柱包括驱动连接的油缸和伸缩杆，所述伸缩杆的一端与所述油缸活动连接，所述伸缩杆的另一端与矿井顶板连接，其中：

所述控制器，用于当所述伸缩杆与所述矿井顶板之间的第一支撑压力超过预先设置的支撑压力阈值时，控制所述油缸的液压压力。

进一步的，所述支撑压力阈值包括第一子支撑压力阈值、第二子支撑压力阈值和第三子支撑压力阈值，所述第一子支撑压力阈值大于所述第三子支撑压力阈值，所述第一子支撑压力阈值小于所述第二子支撑压力阈值，所述控制器具体用于：

当所述第一支撑压力小于等于所述第一子支撑压力阈值且大于所述第三子支撑压力阈值时，控制所述油缸补压；

当所述第一支撑压力大于等于所述第二子支撑压力阈值时，进行高压报警；

当所述第一支撑压力小于等于所述第三子支撑压力阈值时，控制所述带式输送机停机。

进一步的，所述控制器包括：故障判断单元，用于根据所述油缸内的液压压力计算出所述油缸对所述矿井顶板的第二支撑压力，当所述第一支撑压力与所述第二支撑压力的压差超过预先设置的第一压差阈值时，判断所述矿井顶板下沉。

进一步的，所述故障判断单元还用于：

当所述第一支撑压力与所述第二支撑压力的压差超过预先设置的第二压差阈值和/或所述油缸补压的次数超过预设设置的补压次数阈值时，判断所述液压支柱漏液，所述第二压差阈值小于所述第一压差阈值。

进一步的，所述油缸和所述伸缩杆的连接处设置有用于防止所述伸缩杆朝向所述油缸方向收缩的锁止机构。

进一步的，还包括用于将所述液压支柱固定在所述输送机本体上的支柱固定架，所述锁止机构包括套环和垫片，所述套环套接在所述油缸和所述伸缩杆的连接处，所述垫片固定在所述支柱固定架上，并与所述套环的底部连接。

本发明的技术方案提供一种如前所述的带式输送机控制系统的控制方法，包括：

检测所述伸缩杆与所述矿井顶板之间的第一支撑压力；

当所述第一支撑压力超过预先设置的支撑压力阈值时，控制所述油缸的液压压力。

进一步的，所述支撑压力阈值包括第一子支撑压力阈值、第二子支撑压力阈值和第三子支撑压力阈值，所述第一子支撑压力阈值大于所述第三子支撑压力阈值，所述第一子支撑压力阈值小于所述第二子支撑压力阈值，所述当所述第一支撑压力超过预先设置的支撑压力阈值时，控制所述油缸的液压压力，具体包括：

当所述第一支撑压力小于等于所述第一子支撑压力阈值且大于所述第三子支撑压力阈值时，控制所述油缸补压；

当所述第一支撑压力大于等于所述第二子支撑压力阈值时，进行高压报警；

当所述第一支撑压力小于等于所述第三子支撑压力阈值时，控制所述带式输送机停机。

进一步的，还包括：

检测所述油缸内的液压压力；

根据所述液压压力计算出所述油缸对所述矿井顶板的第二支撑压力，当所述第一支撑压力与所述第二支撑压力的压差超过预先设置的第一压差阈值时，判断所述矿井顶板下沉。

进一步的，还包括：

当所述第一支撑压力与所述第二支撑压力的压差超过预先设置的第二压差阈值和/或所述油缸补压的次数超过预设设置的补压次数阈值时，判断所述液压支柱漏液，所述第二压差阈值小于所述第一压差阈值。

采用上述技术方案后，具有如下有益效果：通过在输送机本体上设置用于支撑输送机本体的液压支柱。安装时，将伸缩杆的另一端通过压力传感器与矿井顶板连接，即可完成带式输送机的安装。拆卸过程与安装过程相反，实现拆装方便，提高工作效率，且液压支柱可以重复利用，降低成本。并通过压力传感器实时检测伸缩杆与矿井顶板之间的第一支撑压力，根据第一支撑压力控制油缸的液压压力，实现自动控制液压支柱。

附图说明

参见附图，本发明的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1是本发明一实施例提供的一种带式输送机控制系统的结构示意图；

图2是图1所示的液压支柱的结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的一种带式输送机控制系统的控制方法的工作流程图；

图4是本发明可选实施例提供的一种带式输送机控制系统的控制方法的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或视为对发明技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

实施例一

如图1和图2所示，图1是本发明一实施例提供的一种带式输送机控制系统的结构示意图，图2是图1所示的液压支柱的结构示意图，该控制系统包括输送机本体10和控制器，输送机本体10上设置有用于支撑所述输送机本体的液压支柱20，液压支柱20包括驱动连接的油缸21和伸缩杆22，伸缩杆22的一端与油缸21活动连接，伸缩杆22的另一端与矿井顶板连接，其中：

控制器，用于当伸缩杆22与矿井顶板之间的第一支撑压力超过预先设置的支撑压力阈值时，控制油缸21的液压压力。

伸缩杆22的另一端可以通过压力传感器23与矿井顶板连接，伸缩杆22可以通过铰接、螺栓连接等方式与矿井顶板连接，优选的，压力传感器23为销轴式压力传感器，伸缩杆22的另一端与矿井顶板销轴连接。

油缸21用于控制伸缩杆22的伸缩，使液压支柱20能够支撑矿井顶板。安装时，通过控制器控制油缸增压，使伸缩杆22朝向矿井顶板方向伸长，然后将伸缩杆22的另一端与矿井顶板连接，即可将带式输送机固定在矿井顶板和地面之间，完成带式输送机的安装；拆卸过程与安装过程相反，实现拆装方便。由于液压支柱20设置在输送机本体10上，因此液压支柱20可随着矿井工作面的推进进行推移，可重复利用，降低成本。

控制器可以选择带有处理器芯片的计算机实现，也可以设置在带式输送机内的可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)。压力传感器23与控制器通过有线或者无线连接，压力传感器23将检测到的伸缩杆22与矿井顶板之间的第一支撑压力发送至控制器，控制器接收到压力传感器23发送的第一支撑压力时与预先设置的支撑压力阈值进行比较，当第一支撑压力超过预先设置的支撑压力阈值时，控制油缸21的液压压力，如控制油缸21补压、泄压等。优选的，预先设置的支撑压力阈值可以为300千牛-500千牛。

优选的，为了增强液压支柱20的支撑力，提高稳定性，液压支柱20包括设置在输送机本体10的卸载部上的卸载液压支柱、设置在输送机本体10的主驱部上的主驱液压支柱、设置在输送机本体10的副驱部上的副驱液压支柱、设置在输送机本体10的张紧机上的张紧液压支柱、以及设置在输送机本体10的卷带机上的卷带液压支柱中的一种或多种。

本发明提供的带式输送机控制系统，通过在输送机本体上设置用于支撑输送机本体的液压支柱。安装时，将伸缩杆的另一端通过压力传感器与矿井顶板连接，即可完成带式输送机的安装。拆卸过程与安装过程相反，实现拆装方便，提高工作效率，且液压支柱可以重复利用，降低成本。并通过压力传感器实时检测伸缩杆与矿井顶板之间的第一支撑压力，根据第一支撑压力控制油缸的液压压力，实现自动控制液压支柱。

可选地，为了提高准确度，支撑压力阈值包括第一子支撑压力阈值、第二子支撑压力阈值和第三子支撑压力阈值，第一子支撑压力阈值大于第三子支撑压力阈值，第一子支撑压力阈值小于第二子支撑压力阈值，控制器具体用于：

当第一支撑压力小于等于第一子支撑压力阈值且大于第三子支撑压力阈值时，控制油缸21补压；

当第一支撑压力大于等于第二子支撑压力阈值时，进行高压报警；

当第一支撑压力小于等于第三子支撑压力阈值时，控制带式输送机停机。

具体的，第一子支撑压力阈值和第二子支撑压力阈值可以设为压力传感器23的正常压力控制区间阈值，当压力传感器23检测的第一支撑压力在第一子支撑压力阈值和第二子支撑压力阈值时为正常，避免油缸21处于高负荷状态。

可选地，如图2所示，控制器包括：

故障判断单元，用于根据油缸21内的液压压力计算出油缸21对矿井顶板的第二支撑压力，当第一支撑压力与第二支撑压力的压差超过预先设置的第一压差阈值时，判断矿井顶板下沉。

具体的，可以在油缸21内设置液压传感器，用于检测油缸21内的液压压力，液压传感器与控制器通过有线或者无线连接，液压传感器将检测到的油缸21内的液压压力发送至控制器，控制器中的故障判断单元利用下式计算出第二支撑压力：

F′＝P＊S

其中，F′为第二支撑压力，P为液压压力，S为油缸的受力的横截面积。

同时，故障判断单元将第一支撑压力与第二支撑压力进行比较，当第一支撑压力与第二支撑压力的压差超过预先设置的第一压差阈值时，判断矿井顶板下沉，实现带式输送机故障判断，提高安全性。第一压差阈值可以根据需要进行设置。

可选地，为了进一步提高安全性，故障判断单元还用于：

当第一支撑压力与第二支撑压力的压差超过预先设置的第二压差阈值和/或油缸21补压的次数超过预设设置的补压次数阈值时，判断液压支柱20漏液，第二压差阈值小于第一压差阈值。

具体的，第二压差阈值可以根据需要进行设置，第二压差阈值小于第一压差阈值。补压次数阈值可以根据需要进行设置，如补压次数阈值为10次。

可选地，油缸21和伸缩杆22的连接处设置有用于防止伸缩杆22朝向油缸21方向收缩的锁止机构24。

当故障判断单元判断矿井顶板下沉时，锁止机构24用于支撑伸缩杆22，防止伸缩杆22朝向油缸21方向收缩，避免发生安全事故，提高安全性。

可选地，还包括用于将液压支柱20固定在输送机本体10上的支柱固定架25，锁止机构24包括套环和垫片，套环套接在油缸21和伸缩杆22的连接处，垫片固定在支柱固定架25上，并与套环的底部连接。当矿井顶板下沉带动伸缩杆22收缩时，垫片能够卡接伸缩杆22，防止伸缩杆22朝向油缸21方向收缩。

垫片的形状可以根据支柱固定架25和套环的形状设定。优选的，为了提高刚度，套环的材质为金属，垫片为半圆形金属片。当矿井顶板下沉时，通过垫片支撑套环的底部，防止套环朝向油缸21方向下滑，从而实现支撑伸缩杆22，进一步提高安全性。

实施例二

如图3所示，图3是本发明一实施例提供的一种带式输送机控制系统的控制方法的工作流程图，包括：

步骤S11：检测伸缩杆与矿井顶板之间的第一支撑压力；

步骤S12：当第一支撑压力超过预先设置的支撑压力阈值时，控制油缸的液压压力。

具体的，在输送机本体上设置液压支柱，液压支柱包括油缸和伸缩杆，伸缩杆的一端与油缸活动连接，伸缩杆的另一端通过压力传感器与矿井顶板连接。压力传感器实时检测伸缩杆与矿井顶板之间的第一支撑压力，并将检测到的第一支撑压力发送至控制器，控制器接收到压力传感器发送的第一支撑压力时与预先设置的支撑压力阈值进行比较，当第一支撑压力超过预先设置的支撑压力阈值时，控制油缸的液压压力，如控制油缸补压、泄压等。优选的，预先设置的支撑压力阈值可以为300千牛-500千牛。

控制器可以选择带有处理器芯片的计算机实现，也可以设置在带式输送机内的可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)。

优选的，压力传感器为销轴式压力传感器，伸缩杆的另一端通过压力传感器与矿井顶板销轴连接。

优选的，为了增强液压支柱的支撑力，提高稳定性，液压支柱包括设置在输送机本体的卸载部上的卸载液压支柱、设置在输送机本体的主驱部上的主驱液压支柱、设置在输送机本体的副驱部上的副驱液压支柱、设置在输送机本体的张紧机上的张紧液压支柱、以及设置在输送机本体的卷带机上的卷带液压支柱中的一种或多种。

本发明提供的带式输送机控制系统的控制方法，通过在输送机本体上设置用于支撑输送机本体的液压支柱，能够方便拆装带式输送机拆装，提高工作效率，且液压支柱可以重复利用，降低成本。并通过实时检测伸缩杆与矿井顶板之间的第一支撑压力，根据第一支撑压力控制油缸的液压压力，实现自动控制液压支柱。

可选地，为了提高准确度，支撑压力阈值包括第一子支撑压力阈值、第二子支撑压力阈值和第三子支撑压力阈值，第一子支撑压力阈值大于第三子支撑压力阈值，第一子支撑压力阈值小于第二子支撑压力阈值，当第一支撑压力超过预先设置的支撑压力阈值时，控制油缸的液压压力，具体包括：

当第一支撑压力小于等于第一子支撑压力阈值且大于所述第三子支撑压力阈值时，控制油缸补压；

当第一支撑压力大于等于第二子支撑压力阈值时，进行高压报警；

当第一支撑压力小于等于第三子支撑压力阈值时，控制带式输送机停机。

具体的，第一子支撑压力阈值和第二子支撑压力阈值可以设为压力传感器的正常压力控制区间阈值，当压力传感器检测的第一支撑压力在第一子支撑压力阈值和第二子支撑压力阈值时为正常，避免油缸处于高负荷状态。

实施例三

如图4所示，图4是本发明可选实施例提供的一种带式输送机控制系统的控制方法的工作流程图，包括：

步骤S21：检测伸缩杆与矿井顶板之间的第一支撑压力；

步骤S22：检测油缸内的液压压力；

步骤S23：根据液压压力计算出油缸对矿井顶板的第二支撑压力，当第一支撑压力与第二支撑压力的压差超过预先设置的第一压差阈值时，判断矿井顶板下沉；

步骤S24：当第一支撑压力与第二支撑压力的压差超过预先设置的第二压差阈值和/或油缸补压的次数超过预设设置的补压次数阈值时，判断液压支柱漏液。

具体的，油缸内设置有液压传感器，液压传感器与控制器通过有线或者无线连接，液压传感器将检测到的油缸内的液压压力发送至控制器，控制器利用下式计算出第二支撑压力：

F′＝P＊S

其中，F′为第二支撑压力，P为液压压力，S为油缸的受力的横截面积。

同时，控制器将第一支撑压力与第二支撑压力进行比较，当第一支撑压力与第二支撑压力的压差超过预先设置的第一压差阈值时，判断矿井顶板下沉。当第一支撑压力与第二支撑压力的压差超过预先设置的第二压差阈值和/或油缸补压的次数超过预设设置的补压次数阈值时，判断液压支柱漏液，第二压差阈值小于第一压差阈值，实现带式输送机故障判断，提高安全性。

本发明提供的带式输送机控制系统的控制方法，通过实时检测伸缩杆与矿井顶板之间的第一支撑压力、以及油缸内的液压压力，根据液压压力计算出油缸对矿井顶板的第二支撑压力，然后根据第一支撑压力和第二支撑压力的压差实现带式输送机的故障判断，提高安全性。

综上所述，本发明提供的带式输送机控制系统及控制方法，通过在输送机本体上设置用于支撑输送机本体的液压支柱。安装时，将伸缩杆的另一端通过压力传感器与矿井顶板连接，即可完成带式输送机的安装。拆卸过程与安装过程相反，实现拆装方便，提高工作效率，且液压支柱可以重复利用，降低成本。并通过压力传感器实时检测伸缩杆与矿井顶板之间的第一支撑压力，根据第一支撑压力控制油缸的液压压力，实现自动控制液压支柱。同时，根据第一支撑压力和第二支撑压力的压差实现带式输送机的故障判断，提高安全性。

以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种带式输送机控制系统，其特征在于，包括输送机本体和控制器，所述输送机本体上设置有至少一个用于支撑所述输送机本体的液压支柱，所述液压支柱包括驱动连接的油缸和伸缩杆，所述伸缩杆的一端与所述油缸活动连接，所述伸缩杆的另一端与矿井顶板连接，所述油缸用于控制所述伸缩杆的伸缩，使所述液压支柱支撑所述矿井顶板，其中：

所述控制器，用于当所述伸缩杆与所述矿井顶板之间的第一支撑压力超过预先设置的支撑压力阈值时，控制所述油缸的液压压力；

所述控制器包括：故障判断单元，用于根据所述油缸内的液压压力计算出所述油缸对所述矿井顶板的第二支撑压力，当所述第一支撑压力与所述第二支撑压力的压差超过预先设置的第一压差阈值时，判断所述矿井顶板下沉。

2.如权利要求1所述的带式输送机控制系统，其特征在于，所述支撑压力阈值包括第一子支撑压力阈值、第二子支撑压力阈值和第三子支撑压力阈值，所述第一子支撑压力阈值大于所述第三子支撑压力阈值，所述第一子支撑压力阈值小于所述第二子支撑压力阈值，所述控制器具体用于：

当所述第一支撑压力小于等于所述第一子支撑压力阈值且大于所述第三子支撑压力阈值时，控制所述油缸补压；

当所述第一支撑压力大于等于所述第二子支撑压力阈值时，进行高压报警；

当所述第一支撑压力小于等于所述第三子支撑压力阈值时，控制所述带式输送机停机。

3.如权利要求2所述的带式输送机控制系统，其特征在于，所述故障判断单元还用于：

当所述第一支撑压力与所述第二支撑压力的压差超过预先设置的第二压差阈值和/或所述油缸补压的次数超过预设设置的补压次数阈值时，判断所述液压支柱漏液，所述第二压差阈值小于所述第一压差阈值。

4.如权利要求2所述的带式输送机控制系统，其特征在于，所述油缸和所述伸缩杆的连接处设置有用于防止所述伸缩杆朝向所述油缸方向收缩的锁止机构。

5.如权利要求4所述的带式输送机控制系统，其特征在于，还包括用于将所述液压支柱固定在所述输送机本体上的支柱固定架，所述锁止机构包括套环和垫片，所述套环套接在所述油缸和所述伸缩杆的连接处，所述垫片固定在所述支柱固定架上，并与所述套环的底部连接。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的带式输送机控制系统的控制方法，其特征在于，包括：

检测所述伸缩杆与所述矿井顶板之间的第一支撑压力；

当所述第一支撑压力超过预先设置的支撑压力阈值时，控制所述油缸的液压压力。

7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述支撑压力阈值包括第一子支撑压力阈值、第二子支撑压力阈值和第三子支撑压力阈值，所述第一子支撑压力阈值大于所述第三子支撑压力阈值，所述第一子支撑压力阈值小于所述第二子支撑压力阈值，所述当所述第一支撑压力超过预先设置的支撑压力阈值时，控制所述油缸的液压压力，具体包括：

当所述第一支撑压力小于等于所述第一子支撑压力阈值且大于所述第三子支撑压力阈值时，控制所述油缸补压；

当所述第一支撑压力大于等于所述第二子支撑压力阈值时，进行高压报警；

当所述第一支撑压力小于等于所述第三子支撑压力阈值时，控制所述带式输送机停机。

8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，还包括：

检测所述油缸内的液压压力；

根据所述液压压力计算出所述油缸对所述矿井顶板的第二支撑压力，当所述第一支撑压力与所述第二支撑压力的压差超过预先设置的第一压差阈值时，判断所述矿井顶板下沉。

9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，还包括：

当所述第一支撑压力与所述第二支撑压力的压差超过预先设置的第二压差阈值和/或所述油缸补压的次数超过预设设置的补压次数阈值时，判断所述液压支柱漏液，所述第二压差阈值小于所述第一压差阈值。

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