液压支架电液控制系统简介(中国矿业大学)

中国矿业大学
总线、架间通讯系统
RS422架间通讯传输 口：
a) 传输口数量：2路； b) 传输 方式：异步，全双工，RS422； c) 传输 速率：38.4kbps； d) 传输距离： 200m(其截面积为0.5mm2)； e) 传输信号 工作电压峰峰值：2.0V ～ 8.0V。 CAN 总线通讯传输口：
实现远程控制工作面液压支架动作和启停及跟机控制功能。 主控制计算机具备与地面计算机联网通信的功能，将数据传输到地面，并通过计 算机网络实现共享，实现生产管理的信息化。 主控计算机有数据分析的功能，能够分析工作面的矿压分布情况、采煤机的运行 轨迹、支架的动作信息、液压问题、自动化的状态效果等。 具有故障诊断能力，能够诊断支架电液控制系统的网络状态、传感器故障等。 通过井下主控制计算机可向支架控制器传输程序，修改控制器程序参数，并能上 传、下载。
二、ZE07-01电液控制系统构成
工作面液压支架电液控制系统由支架控制器、电液主 控阀组、隔爆兼本安型稳压电源、位移传感器、压力 传感器、红外线发射和接收器、隔离耦合器、各种电 缆等元件组成，各部分通过电缆及其它电控辅助配套 部件联接（见下图）。 利用本系统将能够完成液压支架单架单动作、单架自 动动作、成组单动作、成组自动动作、工作面系统自 动斜切、红外线自动跟机控制等功能，另外配备顺槽 工作站（井下中央主控系统）及地面中央主控系统后， 可以实现地面通讯和远程控制功能 。
中国矿业大学
2009年4月份: 于平煤集团六 矿启动电液控制系 统井下工业性试验 项目。经过多次跳 眼与工作面搬家， 运行正常。目前仍 在井下运行。
右图：首批下井试验 项目正在参加地面联 调，将伴随液压支架 到井下进行工业性试 验。 ZE07-01液压支架电液控制系统简介
6
WWW. CUMT.EDU.CN
井下主控计算机 ZE07-01液压支架电液控制系统简介 11
WWW. CUMT.EDU.CN
中国矿业大学 井下主控计算机主要功能
a) 显示工作面支架控制器的数据信息
井下主控制计算机屏幕上可显示包括工作面支架工况，有图形或文字显示并可调 出历史状况，能以图形或数字方式显示工作面推进度。
b) 控制工作面支架实现跟机自动化 c)与井上主控计算机实现数据传输 d)数据分析 e)故障诊断 f)参数配置
WWW. CUMT.EDU.CN
中国矿业大学
液压支架 电液控制 系统简介
ZE07-01液压支架电液控制系统简介
WWW. CUMT.EDU.CN
中国矿业大学 一、系统简介
胡锦涛总书记在2007 年5月1日视察郑煤机时指 出：“以兼并国外拥有该 类技术的企业或自主研发 等形式，一定要将电液控 制技术攻下来，有了自主 知识产权才能放手参与国 际竞争” 。2007年8月郑 煤机来中国矿业大学调研 ，并于9月30号签署技术 开发合作合同。
主控阀组 ZE07-01液压支架电液控制系统简介
22
WWW. CUMT.EDU.CN
中国矿业大学 9、各种电缆系列、各种附件
液压支架电液控制系统有 多种电缆组成（图片为部 分电缆）
位移传感器电 缆转换接插件 控制器架 间电缆
电磁阀电缆 顺 槽 主 机 电 缆
稳压电 源电缆
压力、红外 传感器电缆 电缆及附件 ZE07-01液压支架电液控制系统简介
a) 传输口数量：1路； b) 传输方式：异步，半 双工，CAN； c) 传 输速率：9.6kbps； d) 传输距离：400m(其 截面积为0.5mm2)； e) 传输信号工作电压峰峰值： 1.2V～5.0V。 ZE07-01液压支架电液控制系统简介支架控制器
14
WWW. CUMT.EDU.CN
井下主控计算机 ZE07-01液压支架电液控制系统简介
10
WWW. CUMT.EDU.CN
中国矿业大学 系统主要配置
处理器：1GHZ 内存：512MB
显示器：17’1024×768
硬盘：双80G 工业级 具备以下各种接口： a) CAN bus (本安) b) RS485/422 （本安） c) RS232(本安) d) USB(内置) e) 10/100Mbps工业以太网 (本安) f) 光口(本安)
井下主控计算机 ZE07-01液压支架电液控制系统简介 12
WWW. CUMT.EDU.CN
中国矿业大学 2、支架控制器
防护标准:本安型。。。。。。。 防爆 等级：Ex [ib]I。。。。。。。。。 防护等 级：IP65。。。。。。。。。。。 工作电 压：DC 12V。。。。。。。。。。 工作电 流：不大于100mA（静态）。。。。 模拟 量输入：5路模拟量输入口 。。 0.5V～ 4.5V 0.2mA～1.0mA。。。。。 开关量输入：1路开关量输入口 。。 制量输出：20路开关量输出口 。 控
ZE07-01液压支架电液控制系统简介
8
WWW. CUMT.EDU.CN
中国矿业大学
ZE07-01电液控系统图 ZE07-01液压支架电液控制系统简介
9
WWW. CUMT.EDU.CN
中国矿业大学 1、井下主控计算机
防爆型式：矿用隔爆兼本安型 防爆标志：Exd[ib] I 该主控计算机，是适合在井下爆炸 性气体环境中使用的隔爆兼本安型微机。 该机采用工业级加强型主板、17液晶 显示器、防震硬盘、本安型防水键盘和 鼠标、linux 操作系统、自主研发应用软 件。 在 linux开发平台下开发的应用软件、 管理软件、分析软件，能满足电液控系 统的信息采集、诊断、显示、储存、分 析、远程控制等功能要求，在爆炸性气 体环境中能完成工业控制微机的一切功 能。
23
WWW. CUMT.EDU.CN
中国矿业大学
三、ZE07-01电液控制系统主要功能
ZE07-01型电液控制系统为 液压支架分布式控制系统，它 采用智能型电液控制系统通过
控制器、电磁先导阀、传感器
等对液压支架各种动作进行手 动和自动控制，完成工作面支
ZE07-01液压支架电液控制系统简介
2
Fra Baidu bibliotek
WWW. CUMT.EDU.CN
中国矿业大学
2007年11月份开发出 第一代样机1台，12月份 试制样机3台，2008年2月 份试制样机5台。
郑州组装工作现场 ZE07-01液压支架电液控制系统简介
3
WWW. CUMT.EDU.CN
中国矿业大学
2008年9月份由 中国矿业大学与郑煤 机集团联合研制和开 发的液压支架电液控 制系统随参展样机一 起到美国参加采掘设 备博览会。
急停开关
15
WWW. CUMT.EDU.CN
中国矿业大学
控制器输入、输出接口系统
开关量输出口：共10路20功能； 模拟量输入口：共5路； 开关量输入口：共1路； 能 源 接 口：共1路； 架 间电缆系统：CAN共2线 、RS422共 4线、DC12V电源共2线，总计8线 能源接入口 共6路模拟量、 开关量输入口 共10路20功能输 出控制口 12芯架间电缆 接插件、 蜂鸣器 ZE07-01液压支架电液控制系统简介支架控制器
中国矿业大学
2009年６月份: 19日下午，李 克强副总理到郑煤 机视察。专程参观 支架电液控系统。 2009年11月份: 通过了河南省重 大科技专项的鉴定 暨验收，并得到专 家的认可：”整体 技术达到国际先进 水平”。
ZE07-01液压支架电液控制系统简介
7
WWW. CUMT.EDU.CN
中国矿业大学
a)具有采集并显示模拟量、开关量信号功能。 b)具有系统菜单的显示功能，蜂鸣器警示、LED状态指示、系统参数设定。 c)能够通过RS422总线接收控制命令、发送控制命令。 d) 能够通过CAN总线接收系统参数和控制命令；发送系统参数和控制命令。 ZE07-01液压支架电液控制系统简介支架控制器
13
WWW. CUMT.EDU.CN
本安压力传感器 20 ZE07-01液压支架电液控制系统简介
WWW. CUMT.EDU.CN
中国矿业大学 7、本安型位移传感器
位移传感器为干簧管式（磁致式），安装在推移千 斤顶活塞杆内。 输入电压：DC12V。 模拟量输出：0.5—4.5V（0.02-1mA） 行程范围：0-960mm（长度可选）。 分辨率：（3mm）。 温度范围：-20℃—60℃。 防爆等级：Ex ia I。 保护类型：矿用本质安全型。 外壳防护等级：IP58。 壳体材料：304（不锈钢）。 用4芯电缆连接控制器，用快速插头连接转换插座。
ZE07-01液压支架电液控制系统简介本安电源
17
WWW. CUMT.EDU.CN
中国矿业大学 4、本安型隔离耦合器 功能实现由不同电源供电的液压支架
控制器间传输信号的电气隔离和耦合。 防爆标志：Ex [ib] I 防护等级: IP58 A组供电：工作电压：DC 12V 工作电流：小于100mA B组供电：工作电压：DC 12V 工作电流：小于100mA。 传 输 口：（同控制器架间、总线通讯 方式）
中国矿业大学
控制器人机界面系统
架间电 缆接口
输入按键30个（带指示灯）、功能快捷键18个； 128×64点阵LCD液晶显示屏，中文显示； 急停、闭 控制器壳体 锁开关各一个；警示灯一个； 壳体母材 为全不锈钢（304）。
闭锁开关
警示灯 控制器安装螺母 操作按键、功能 指示灯 显示屏 ZE07-01液压支架电液控制系统简介支架控制器
本安位移传感器 21 ZE07-01液压支架电液控制系统简介
WWW. CUMT.EDU.CN
中国矿业大学 8、主控阀组
电磁先导阀部分指标和参数
防爆等级：Ex（ia）I 保护等级：IP54 环境温度：-20℃～+60℃； 相对湿度：≤95%（25℃）； 大气压力：86kPa～106kP； 工作介质：乳化液（95%中性水+5%乳化油） 额定工作压力：31.5MPa； 额定工作流量：1.2L/min； 额定工作电压：DC 12V； 额定工作电流：100mA； 寿命测试：大于30000次；
本安红外收发器 19 ZE07-01液压支架电液控制系统简介
WWW. CUMT.EDU.CN
中国矿业大学 6、本安型压力传感器
传感器内带温度补偿的低漂移放大器。 输入电压：DC 12V。 输出信号：0.5—4.5V。 压力范围：0—60Mpa。 精度：+/-1.5%。 环境温度：-20℃—60℃。 相对湿度：不大于95%（25℃） 保护类型：矿用本质安全型。 防爆等级：Ex [ib]I。 防护等级：IP54。 壳体材料：H62（黄铜或不锈钢）。 连接电缆：用4芯电缆连接控制器，用快速 插头连接在立柱下腔。
ZE07-01液压支架电液控制系统简介本安隔离器
18
WWW. CUMT.EDU.CN
中国矿业大学 5、本安型红外线发射、接收器
红外线发射器：在采煤机上红外线发射器连续 发射红外线信号以便前方支架接收,告知系统采 煤机位置以便系统识别、执行程序。 红外线接收器：接收支架前方采煤机发出的红 外线信号。用于远距离控制监视井下支架、以 及采煤机定位、系统联动等。 防护标准：矿用本质安全型； 防爆等级：Ex （ib）I； 防护等级：IP58； 输入电压：DC12V ； 发射器：发射连续标准红外线信号； 接收器：根据接受信号的角度、转化为三种信 号区间、判断出采煤机位置； 有效距离：3-5m。
ZE07-01液压支架电液控制系统简介
4
WWW. CUMT.EDU.CN
中国矿业大学
2008年10月份: 30架液压支架电液控制 系统在郑煤机总装分厂完成 地面工业性试验.不久接受国 家副总理张德江同志的视察。
30架电液控系统在郑州 进行地面工业性试验
ZE07-01液压支架电液控制系统简介
5
WWW. CUMT.EDU.CN
16
WWW. CUMT.EDU.CN
中国矿业大学 3、隔爆兼本安型稳压电源
a、输入电压范围：AC95～245V、 50～60Hz。 b、额定输出电压：DC12V 。 c、额定输出电流：1.5A。 d、输出电源：1路。 e、控制支架台数：3-6架。 f、防爆标准：隔爆兼本安 g、防爆等级：Exd[ib]I 。 h、采用模式：电源内部具有短路保护、双重过流 保护、双重过压保护功能、自动恢复等功能。 i、环境温度：-20℃～+60℃。 应用环境：含有瓦斯及煤尘爆炸危险场所。 j、装置内含有一个控制下个电源装置动力线开关。 k、输出电缆：4芯。