CN202306293U - 用于液压支架控制器的自动编址系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于液压支架控制器的自动编址系统，包括：第一总线收发器，用于在自动编址过程中产生脉冲信号，检测现场总线，确定始端控制器；以及第二总线收发器，在自动编址的全过程中以及正常工作时用于数据接收和发送；以及单片机，接收来自于第一总线收发器的输出信号，确定始端控制器的地址，并根据始端控制器的地址对后续的各个控制器进行连续编址。本实用新型可使井下工作面液压支架控制器编址自动化、操作简单化，不需任何外部附加装置，在工作面任意一台支架上均可对系统所有支架控制器进行自动编址。

Description

用于液压支架控制器的自动编址系统

技术领域

本实用新型涉及一种应用于矿井下工作面液压支架的电液控制领域，具体涉及一种用于液压支架控制器的自动编址系统。

背景技术

煤炭工业是我国重要的基础产业，我国煤炭资源丰富，在未来相当长的时期内，以煤为主的能源供应格局不会改变。我国煤炭工业“十五”和“十一五”时期的重要发展目标是煤炭产业结构调整，实施大集团战略，淘汰落后生产线，提高煤矿生产技术装备水平和采煤机械化程度。

按照这一目标要求，各煤矿企业集团必须积极推进采煤工艺改革和技术改造，做到壁式正规化开采。加快提升煤炭生产和设备制造技术水平，采用高新技术和先进适用技术，加快高产高效矿井建设。提高煤矿装备现代化、系统自动化、管理信息化水平，淘汰落后的技术装备与工艺，推动煤炭工业科技进步和生产发展。提高煤炭重大技术装备研发和制造能力，促进重大装备制造国产化，尽快达到世界先进水平。

按照这一目标要求，各煤炭装备制造企业必须建设高产、高效、安全的现代化矿井技术，建成一批以国产化设备为主的采、掘、运、提机电一体化的高效、安全、集约化、现代化生产矿井。同时不断攻克自动化采煤工作面关键技术，重点研究液压支架的程序控制功能，使液压支架能够与采煤机、刮板运输机等相关设备协调动作。

液压支架控制装置是实现矿井综采工作面生产自动化的关键设备，利用液压支架控制装置可实现综采工作面生产设备的自动控制，提高工作面生产效率，改善工作面生产条件，达到安全生产的目的。随着我国煤炭工业结构升级步伐的加快，国家关于煤炭工业的宏观调控及重大设备国产化政策的进一步推进，以前国内大量生产的液压支架不带控制装置或控制功能较弱，实现不了综合机械化自动化采煤，“十一五”期间国内重点研制高端液压支架，其核心是控制装置。工作面液压支架控制器自动编址是控制装置的关键技术，是实现综合机械化自动采煤不可缺少的组成部分。

一个工作面有数百台液压支架，每台支架上安装有一台控制器，如何快速、简便地对液压支架(也即是控制器)进行编址，是综合机械自动化采煤的关键。工作面液压支架控制系统在任何时候接入新控制器时，必需对新控制器和以前的控制器进行统一编址，一方面用于确定每台液压支架(也即是控制器)的地址，另一方面用于确定工作面液压支架总数。只有确定了每台液压支架(也即是控制器)的地址和支架总数，而且地址不能重复，且必需顺序和连续，工作面液压支架才能进行邻架、隔架、成组和联动控制。在液压支架电液控制领域，支架控制器自动编址尚无该技术，对于实现液压支架的邻架、隔架、成组和联动控制形成了阻碍。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于液压支架控制器的自动编址系统，使井下工作面液压支架控制器编址自动化、操作简单化，不需任何外部附加装置，在工作面任意一台支架上均可对系统所有支架控制器进行自动编址，使工作面每台支架控制器都有一个唯一的设备地址与其相对应，同时计算出工作面支架总数，把支架号和支架总数存储在对应的各液压支架控制器中，实现液压支架的邻架、隔架、成组和联动控制。

实现上述目的的技术方案如下：

用于液压支架控制器的自动编址系统，包括：第一总线收发器，用于在自动编址过程中产生脉冲信号，检测现场总线，确定始端控制器；以及

第二总线收发器，在自动编址的全过程中以及正常工作时用于数据接收和发送；以及

单片机，接收来自于第一总线收发器的输出信号，确定始端控制器的地址，并根据始端控制器的地址对后续的各个控制器进行连续编址。

采用了上述方案，本实用新型具有先进的首支架控制器查找电路和相应的软件，可根据工作面现场总线的连接和工作面类型自动寻找工作面首支架控制器，首支架可以是端头支架控制器，也可以是端尾支架控制器，然后系统自动从首支架控制器开始，按连接顺序依次给支架控制器进行顺序和连续编址。自动编址成功后，系统根据本次编址检测到的支架控制器数自动计算出工作面液压支架控制器的总数量。如系统某部分有故障，自动编址也能成功进行，但支架控制器总数低于实际的支架数量，这时必需就由现场操作人员进行故障排除，然后再进行自动编址，直到全工作面所有控制器均编址成功为止。自动编址成功后，把本架控制器地址和支架控制器总数存储在对应的各液压支架控制器中，当工作面进行邻架、隔架、成组和联动控制时，便以该地址作为控制的基础，在总线上进行命令的传送，实现数据的接收和发送。

综上所述，本实用新型工作面液压支架控制器编址系统具有快速、简便、自动化、操作简单化的特点，不需任何外部附加装置，在工作面任意一台支架上均可对系统所有支架控制器进行自动地顺序和连续编址，使工作面每台支架控制器都有一个唯一的设备地址与其相对应，同时计算出工作面支架总数，把支架号和支架总数存储在对应的各液压支架控制器中，以便实现液压支架的邻架、隔架、成组和联动控制。

附图说明

图1为本实用新型全工作面液压支架控制器自动编址原理框图；

图2为本实用新型单架控制器自动编址原理框图；

图3表示本实用新型全工作面液压支架控制器自动编址流程图；

具体实施方式

参照1，本实用新型的用于液压支架控制器的自动编址系统，全工作面液压支架控制装置由数百台液压支架组成，每台液压支架上安装有一台支架控制器，各控制器采用CAN现场总线连接在一起，利用各支架控制器内部的单片机、总线收发器和CAN现场总线实现全工作面液压支架控制装置的自动编址。

参照2，本实用新型的用于液压支架控制器的自动编址系统，包括：第一总线收发器1，该第一总线收发器1仅用于在自动编址过程中产生脉冲信号，检测现场总线，确定始端控制器。以及第二总线收发器2，在自动编址的全过程中以及正常工作时用于数据接收和发送，第一总线收发器1和第二总线收发器2均为TJA1050T型的总线收发器。当自动编址时，第一总线收发器1和第二总线收发器2均要使用，而正常工作是仅使用总线收发器2。第一总线收发器和第二总线收发器作为总线控制的接口芯片，另一目的是为了增大通信距离，增强系统的瞬间抗干扰能力，提高系统总线的传输能力。以及单片机3，接收来自于第一总线收发器的输出信号，确定始端控制器的地址，并根据始端控制器的地址对后续的各个控制器进行连续编址，单片机3为PIC4685型的单片机。针对现场总线在煤矿这一特殊环境下容易受到外界干扰的弱点，系统采用光电耦合器4进行信号隔离，使系统具有较强的抗干扰能力，同时由于电路隔离，使系统具有隔离防爆功能，并采用本质安全技术，通过抑制电火花和热效应能量，使系统达到了本质安全型标准。光电耦合器4连接在第一总线收发器1和单片机之间，以及连接在第二总线收发器2和单片机3之间，光电耦合器4为6N137型光电耦合器，也可采用其它类型的高速光电耦合器。以及主电源模块5，用于为单片机3和光电耦合器4提供电源，主电源模块5为K7805-500型主电源模块。以及隔离电源模块6，用于为第一总线收发器和第二总线收发器提供电源，隔离电源模块6为IB1205LS-W75型的隔离电源模块。以及安装在现场总线上的总线中继器7，该总线中继器用于编址过程中对信号进行隔离或耦合，以及延长通信距离，增加总线上的通信连接设备。

图3表示本实用新型全工作面液压支架控制器自动编址流程图，当需要自动编址时，工作面支架控制器首先启动“寻首架”检测程序，寻找工作面始端控制器，当始端控制器查找成功后，启动自动编址功能，系统由始端控制器开始，按连接顺序依次向后编址，其编址过程如下：

①当在任意一台控制器上启动自动编址时，该控制器向工作面所有控制器发“自动编址启动”命令，系统中每台控制器收到该命令后，延时一段时间T1后，阻断总线中继器，延时一段时间T2后，各自发送始端控制器检测命令，延时一段时间T3后，检测总线收发器1上的总线信号，对收到了总线信号的控制器便是中间或终端控制器，未收到总线信号的便是始端控制器。

②系统从始端控制器开始进行连续编址，始端控制器的地址编为1。

③始端控制器发“自动编址”命令，邻近控制器收到了总线信号后延时T4，开通总线中继器，当接收完整的命令数据后自动编址，编址完成后阻断总线中继器，发“自动编址”命令，启动下一台邻近控制器的编址。当某台控制器正在接收完整的命令数据时，下一台与其邻近的控制器同时接收到总线信号，延时T4后，开通总线中继器，准备接收完整的命令数据并进行自动编址，如此依次逐级进行下去。

④系统任意控制器发“自动编址”命令后启动定时T5，如时间到时发数成功，则该控制器为中间或终端控制器，然后开通总线中继器，等待其余的控制器继续编址。如时间到时发数未成功，则为终端控制器，通过总线发自动编址成功命令，同时根据本次自动编址检测到的支架数计算出工作面支架总数，并把支架号和支架总数存储在对应的各液压支架控制器中，本次自动编址工作结束。

对于专业技术人员来说由以上描述可得出一系列的改进，这些改进应纳入诸从属权利要求的保护范围内。单片机、光电耦合器、总线收发器型号的改变，并不脱离从属权利要求的保护范围。总线类型的改变，并不脱离从属权利要求的保护范围。总线中继器两端控制器数量的改变，并不脱离从属权利要求的保护范围。定时器T1、T2、T3、T4、T5数量的改变以及每个定时器的定时时间长短的改变，并不脱离从属权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于液压支架控制器的自动编址系统，其特征在于，包括：

第一总线收发器，用于在自动编址过程中产生脉冲信号，检测现场总线，确定始端控制器；以及

第二总线收发器，在自动编址的全过程中以及正常工作时用于数据接收和发送；以及

单片机，接收来自于第一总线收发器的输出信号，确定始端控制器的地址，并根据始端控制器的地址对后续的各个控制器进行连续编址。

2.根据权利要求1所述的用于液压支架控制器的自动编址系统，其特征在于，还包括安装在现场总线上的总线中继器，该总线中继器用于编址过程中对信号进行隔离和耦合。

3.根据权利要求1所述的用于液压支架控制器的自动编址系统，其特征在于，还包括进行信号隔离的光电耦合器，该光电耦合器连接在第一总线收发器和单片机之间，以及连接在第二总线收发器和单片机之间。

4.根据权利要求3所述的用于液压支架控制器的自动编址系统，其特征在于，还包括主电源模块，用于为单片机和光电耦合器提供电源。

5.根据权利要求1或3所述的用于液压支架控制器的自动编址系统，其特征在于，还包括隔离电源模块，用于为第一总线收发器和第二总线收发器提供电源。

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