CN202064988U - 液压支架电液控制系统驱动器 - Google Patents

Abstract

本新型公开一种液压支架电液控制系统驱动器，它包括CPU芯片、驱动模块及电磁阀单元；还增设由信号保护电路和模拟/数字转换器构成的输入模块为传感器输入接口，驱动模块由断电检测电路和电磁阀驱动电路构成；传感器信号通过信号保护电路经模拟/数字转换器接至CPU芯片输入端，CPU芯片输出端信号分别通过断电检测电路和电磁阀驱动电路接至电磁阀单元输入端，其电磁阀单元输出控制信号接液压支架并对其驱动控制。本新型由于在驱动器上增加传感器输入接口，使驱动器不但能与电磁阀单元连接，还与传感器连接，方便了系统布线减少了架间电缆，这样不但可以对传感器输出的信号进行采集，又能对CPU芯片输入口进行保护，避免电缆短路造成CPU芯片输入口的损坏。

Description

液压支架电液控制系统驱动器

技术领域

本实用新型属于煤矿采煤工作面自动控制领域，具体涉及一种液压支架电液控制系统驱动器。

背景技术

液压支架电液控制是将电子技术，计算机控制技术和液压技术结合为一体的新技术。采用电液控制会加快支架的动作速度，提高自动化程度，减少操作劳动量，提高效率，增强安全保障功能。检测技术和计算机技术的应用提高了支架工况和控制过程的信息化程度并增强了对支架的监视功能。电液控制取代手动液压控制将减少控制的随意性和不准确性，提高控制质量。电液控制提供的控制方式的可调性使支架的动作更合理，适应性更强。采用电液控制系统是提高液压支架移架速度的最有效的技术途径，既是实现高产高效的基础，也是实现生产自动化的技术基础。液压支架电液控制系统已经成为煤矿采煤工作面生产技术水平的重要标志。

液压支架电液控制系统分为电控部分和液压部分，由布置在工作面的支架控制器，电磁阀驱动器，闭锁按钮，压力传感器，行程传感器，电源箱，电磁先导阀，主阀等构成。液压支架电液控制系统工作时，操作者在支架控制器实现与系统的交互，通过电磁阀驱动器驱动电磁先导阀，由电磁先导阀实现电液电液信号的转换，最后又主阀将液压信号放大，控制油缸的动作，从而实现支架的动作控制。支架动作过程可以通过压力，行程和角度等传感器进行监测，实现支架动作的闭环控制。

现在电液控制器的驱动模块普遍只有驱动电磁阀的功能而无信号采集的功能。对信号的采集只能由支架控制器来完成。用于信号采集的传感器也只能接在支架控制器上，造成了架间电缆过多，故障增多，维修不便等一系列问题。

实用新型内容

针对上述存在的技术问题，本新型提供一种具有信号采集和断电保护功能的液压支架电液控制系统驱动器。

为实现本发明的目的，本新型采取如下技术手段：

液压支架电液控制系统驱动器，它包括CPU芯片、驱动模块及电磁阀单元；还增设由信号保护电路和模拟/数字转换器构成的输入模块为传感器输入接口，在各传感器输出端均接有信号保护电路，驱动模块由断电检测电路和电磁阀驱动电路构成；与液压支架连接的各传感器信号通过信号保护电路经模拟/数字转换器接至CPU芯片输入端，CPU芯片输出端信号分别通过断电检测电路和电磁阀驱动电路接至电磁阀单元输入端，其电磁阀单元输出控制信号接液压支架并对其驱动控制。

信号采集保护电路由分压电阻R1和采集电阻R2构成，为串联电路。

电磁阀单元为多路电磁阀。

各传感器的接口均设有稳压器。

断电检测电路由检测电阻构成，电磁阀驱动电路包括输出单元，该输出单元由大功率MOS管组成。

本新型与现有技术相比有益效果及优点：

1、本新型主要特点是在驱动器上增加传感器输入接口，使之即可以检测开关量，如限位开关，红外传感器等，又可以检测模拟量，如压力传感器，行程传感器，倾角传感器等；另外还增加信号采集保护功电路，使驱动器不但能与电磁阀连接，还与用于信号采集的传感器连接，方便了系统的布线减少了架间电缆，这样不但可以对传感器输出的信号进行采集，又可以对控制单元CPU芯片的输入口进行保护，避免由于电缆的短路造成CPU芯片输入口的损坏。

2、本新型驱动器设有断电检测电路，使输出接口具有断线检测功能，不会因为电缆短路烧毁驱动器，可以方便地发现电缆的故障；使驱动模块的接口具有输入信号互换功能，方便了传感器的连接。

3、本新型驱动器采用Hirschmann插座，方便了与电磁阀的连接。

4、本新型模拟量输入口具有互换性，即可以接0到5伏的信号，又可以接4到20毫安的信号。

5、本新型为高可靠性的电磁驱动电路，使电磁驱动输出具有较大的冗余，具有断电保持电路；提高电磁阀的开启和关断速度；具有在线检测电磁阀的控制功能。

6、传感器输入设有稳压器具有短路保护功能，防止由于电缆短路烧毁

附图说明

图1为驱动器内部结构图；

图2为图1驱动器外部接口连线图；

图3为图1信号采集保护电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本新型方案进一步详细描述：

参见图1～图3，液压支架电液控制系统驱动器，它包括CPU芯片、驱动模块及电磁阀单元；还增设由信号保护电路和模拟/数字转换器构成的输入模块为传感器输入接口，在各传感器输出端均接有信号保护电路，驱动模块由断电检测电路和电磁阀驱动电路构成；与液压支架连接的各传感器信号通过信号保护电路经模拟/数字转换器接至CPU芯片输入端，CPU芯片输出端信号分别通过断电检测电路和电磁阀驱动电路接至电磁阀单元输入端，其电磁阀单元输出控制信号接液压支架并对其驱动控制。

信号保护电路由分压电阻R1和采集电阻R2构成，为串联电路；

电磁阀为多路电磁阀；

各传感器的接口均设有稳压器；

断电检测电路由检测电阻构成，电磁阀驱动电路包括输出单元，该输出单元由大功率MOS管组成。

大功率MOS管与电磁阀单元相连接，负责驱动电磁阀。

采用该大功率MOS管，可以给电磁阀提供大电流，增加电磁阀动作的速度。

参见图2，为驱动器外部接口连线图；本新型主要特点是在原驱动器上增加了输入模块传感器接口，使其外部接口数量为19个：其中电磁阀输出路数为11路，共可实现22个功能。电源信号以及传感器输入接口为8个；传感器接口包括：位移传感器、压力传感器、倾角传感器、红外传感器以及限位开关等接口，增加产品的兼容性和应用性。每一个接口都可以接受两种不同类型的传感器信号，方便了传感器的接线。每一个传感器接口都加了稳压器，在支架动作时易造成驱动器外部传感器电缆短路，致使电源直接加到输入口上，由于稳压器的作用，即使在这种极端情况下，驱动器也不会被烧毁。

本实施例中电缆插座为通用型式的Hirschmann插座，方便了与电液先导阀的连接。外壳为五面封闭一面灌胶的形式，减少了壳体的重量，便于安装及运输。

另外各传感器均安装有由分压电阻R1和采集电阻R2构成信号保护电路；分压电阻R1传感器电流接收端与对应传感器的输出端连接，分压电阻R1和采集电阻R2之间接线端a与采集电阻R2接线端b分别接模拟/数字转换器输入端。这样不但可以对传感器输出的信号进行采集，避免由于电缆的短路造成CPU芯片输入口的损坏。

控制器的输出单元由大功率MOS管组成，不但可以驱动电磁阀单元，还可以对输出电路进行必要的保护。

断电检测电路由检测电阻构成，一端与CPU芯片输出端连接，另一端与电磁阀驱动电路连接，负责检查电路的通断。使输出接口具有断线检测功能，可以方便地判断出故障原因。例如：蒙西采煤机组从电磁阀驱动板与电液阀之间电缆有约超过1500根，刨煤机组约有超过600根，每根电缆为四芯电缆，任何一根电缆故障时将导致该支架电控失效，此时无法判断是电气问题还是液压问题，故障查找确定需人工用万用表到现场测量确定，维护起来十分不方便。

由检测电阻构成的断电检测电路增加断线检测功能，通过控制器检测每根线的工作状态，再将数据传输到中央控制室，从电液控制器和中央控制室都可以很直观地看到所有电缆的运行情况。驱动器与电液主控制器采用先经的CAN总线通讯方式，增加了通讯的可靠性。

Claims (5)

1.一种液压支架电液控制系统驱动器，它包括CPU芯片、驱动模块及电磁阀单元；其特征在于：增设由信号保护电路和模拟/数字转换器构成的输入模块为传感器输入接口，在各传感器输出端均接有信号保护电路，驱动模块由断电检测电路和电磁阀驱动电路构成；与液压支架连接的各传感器信号通过信号保护电路经模拟/数字转换器接至CPU芯片输入端，CPU芯片输出端信号分别通过断电检测电路和电磁阀驱动电路接至电磁阀单元输入端，其电磁阀单元输出控制信号接液压支架并对其驱动控制。

2.根据权利要求1所述的液压支架电液控制系统驱动器，其特征在于：信号采集保护电路由分压电阻R1和采集电阻R2构成，为串联电路。

3.根据权利要求1所述的液压支架电液控制系统驱动器，其特征在于：电磁阀单元为多路电磁阀。

4.根据权利要求1所述的液压支架电液控制系统驱动器，其特征在于：各传感器的接口均设有稳压器。

5.根据权利要求1所述的液压支架电液控制系统驱动器，其特征在于：断电检测电路由检测电阻构成，电磁阀驱动电路由输出单元构成，该输出单元由大功率MOS管组成。

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