综采工作面液压支架电液控制系统的设计

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综采工作面液压支架电液控制系统的设计The Blasting and Suppor ting Techniques Adopted in the Construction of Luojiang Tunnel
LIN Peng-ding
( 3) 施工过程中应通过监控量测了解各施工阶段地层与支护结构的
动态变化， 把握施工过程中结构所处的安全状态， 判断围岩稳定性、 支护
的可靠性。并把监测结果及时反馈， 指导设计变更及施工， 为修改施工方
法、 调整围岩级别、 变更支护设计参数提供依据。
参考文献
[ 1] 王鸿渠.多边界石方爆破工程 [ M] .北京: 人民交通出版社， 1994: 10.
[ 2] 郑道访.复杂地质条件下的公路隧道建设 [ J] .世界隧道， 1992， 12
( 5) : 5- 8. ( 责任编辑: 刘翠玲)
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第-作者简介: 林鹏顶， 男， 1980 年 2 月生， 2003 年毕业于中南林业
科技大学生物工程系， 助理工程师， 武警水电部队三峡指挥部第六支队
实验室， 广东省茂名市人民南路 268 号蓝天大厦， 523000.
1 液压支架电液控制系统简介
液压支架是煤矿综合机械化采煤工作面的支护设备， 是综采的关键
设备。随着近年来电子计算机和自动控制技术的发展， 采煤技术设备的自
动化也日趋成熟， 液压支架的电液控制也随之发展起来。液压支架电液控
制系统是目前液压支架最先进的控制方式， 是集机械、 液压、 电子、 计算机
和通信网络等技术于-身， 技术含量高、 难度大， 应用于煤矿井下的-项高
新技术产品。液压支架电液控制系统不但可以自动控制液压支架的动作，
而且可以实现邻架或远程控制液压支架， 此外还可以对工作面液压支架进
行监控， 使液压支架与其他采煤设备相配合， 实现高效采煤。其优点是:
( 1) 实现液压支架的自动循环控制， 提高了移架速度， 特别适用于大
功率、 高速度机采设备的高产高效工作面。
( 2) 系统能够实现自动控制， 减少支架操作人员， 降低劳动强度， 提
高安全性， 改善工作环境。
( 3) 实现初撑力自保、 擦顶移架、 及时支护， 保证了支架对顶板的最
佳支护。
( 4) 实时对支架、 采煤机运行状态进行检测， 便于实现整个矿井的自
动化管理。
( 5) 可根据顶板条件和支架结构设定多种自动控制模式。
( 6) 可实现工作面无人化操作， 特别适合薄煤层工作面的开采。
2 系统原理
计算机分布式控制系统的通信结构大多数为主从结构。如果系统中
的子控机没有相互控制和相互通信的要求， 采用主从通信结构是合理
的。但是如果有要求， 采用主从通信结构来设计系统虽然也能实现子控
机之间相互控制和相互通信， 但并不是子控机之间直接通信的， 而是通
过与主控机之间间接通信实现的， 主控机起到通信 二传手” 的作用。显
然， 与子控机之间能直接通信的控制系统相比， 其响应速度至少慢了-
半， 势必影响到整个系统的性能。从这-观点出发， 采用主从通信结构来
设计要求子控机之间能够相互控制和相互通信的计算机分布式控制系
统是不合理的。根据液压支架在综采工作面中的实际工况以及液压支架
之间相互控制的要求， 采用 CAN总线结构设计了多节点互控型的液压
支架计算机分布式控制系统， 综采工作面液压支架电液控制系统原理见
图 1， 每架液压支架由-台子控机进行检测和控制， 构成-个电液控制子
系统， 主控机和所有子控机的串行通信接口均挂接在单根通信总线 CAN
总线上， 构成刨煤机综采工作面液压支架计算机分布式控制系统。
从系统的结构上可以看出该系统具有以下特点:
( 1) 系统的响应速度快。由于主控机和所有的子控机都挂接在通信
总线上。主控机与子控机之间、 子控机与子控机之间的通信都是直接进
行的， 中间没有 二传手” ， 提高了子系统之间相互控制的响应速度。
( 2) 系统的可靠性高。在主从通信结构的系统中， 主控机出现故障
时， 整个系统将处于瘫痪状态， 不能正常工作♀决此问题的-般方法是
再增加-台主控机作为备份， 当-台主控机出现故障时， 用另-台主控
机替换。在 CAN通信总线系统中， 不论是主控机还是子控机出现故障
时， 都不会影响整个系统的正常工作， 仅仅影响出故障的主控机或子控
机， 影响范围校CAN通信总线结构的系统具有良好的可靠性。
( 3) 系统的可维护性好。 将需要维护的主控机或子控机的电源切断后，
就可以进行主控机或子控机的维修工作， 或维修子系统中的液压系统， 更
换其零部件等工作， 不影响系统的正常工作， 给系统的维护带来了方便。
3 子控机的硬件设计和功能
所有子控机的硬件组成都-样， 由单片机扩展控制通道、 信号检测通
综采工作面液压支架电液控制系统的设计
韩素媛
( 西山煤电集团公司技工学校， 山西太原， 030053)
摘 要: 介绍了综采工作面液压支架电液控制系统的原理， 探讨了子控机和主控机的
主要功能及其 CAN节点的设计。
关键词:电液控制系统;液压支架; 子控机; 主控机; CAN总线
中图分类号: TD354 文献标识码: A