液压支架电液控制系统概述
矿用液压支架电液控制系统
E V 3/E V 4
E V 5/E V 6
E V 7/E V 8
E V 9/E V 10
DATA
iA GS 1 DATA
AGS
i KM
Po wer
Be di e nte il
E V 1/E V 2
E V 3/E V 4
E V 5/E V 6
E V 7/E V 8
E V 9/E V 10
DATA
iA GS 1 DATA
远程控制辅助工作面自动化
地面监控中心提供实时数据人机界面，并进行分析，提供预警信息。 建立数据库，可随时以图形或数据表形式调阅或打印。
遥控控制
遥控器采用碳纤维制成。其质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并 且具有耐腐蚀、高模量的特性。
另外，控制器等很多井下产品也在进行轻量化设计。这可能将形成趋 势。
遥控控制
遥控器可在工作面任意位置和网络进行连接，控制全面动作。因此： 1、可由操作人员在工作面上跟机操作，在可视范围内独立完成或协助完成 采煤作业； 2、可由操作人员在端头，通过观察摄像及图形监控系统独立或协助完成采 煤作业。
基于物联网的无人工作面
物联网：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫 描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信 息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概 念。
主阀阀芯
• 主控换向阀芯 螺堵与阀芯采用滚珠轴承方式连接，能够有效的防止阀芯旋进时，损坏 阀体。
阀芯： 9Cr18 阀壳： 1Cr17Ni2 密封圈：斯凯孚HPU
主阀阀芯
传统阀 芯旋出 时对阀 体造成 的损坏 情况。
宁煤定点维修 完全维修
液压支架电液控制系统简介(中国矿业大学)
本安压力传感器 20 ZE07-01液压支架电液控制系统简介
WWW.
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
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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）
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 。
ZE07-01液压支架电液控制系统简介
2
WWW.
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。
液压支架电液控制系统概述
美国JOY公司 RS20型 控制器
德国 EEP公司 PR116型
蒂芬巴赫 ASG5型
精选PPT
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PM31电液控制系统
127V
电源箱
12V
井下主控 计算机
NO.1支架 控制箱
NO.1支架 ······ 控制箱
压 力
电液控制阀组
行 程
传
传
感
感
器
器
液压系统
液压支架电液控制系统控制功能
修理状态下 的手动控制
1、液压系统有足够的通流能力。 2、电液控制和数据传输及处理速度能更快。
3、在条件适宜的地方尽量采用支架与采煤机 联动等控制方式并与采煤机的速度相匹配。
4、采用隔架移动多架同时操作。
5、尽可能减少本架各个动作之间，以 及架与架之间的动作接续时间。
精选PPT
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(4)提高对复杂地质条件的适应能力，扩 大适用范围。
根据国外估计，今后主要会发展分散式单架 控制系统，提高适应性，加强编程，数据采 集处理、显示和通讯的能力。例如控制程序 可远距离装入或修改。使电液控制系统的程 序适应不同的地质条。
精选PPT
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请大家提出宝贵意见
优点1---保证额度初撑力
保证液压支架额定初撑力，电液控制系统可 以通过压力传感器反馈信号或通过延长控制 电磁先导阀的供电时间来实现支架初撑力自 保。保证额定初撑力，减少了立柱的增阻所 需时间，提高了支护效率，而且全工作面支 架初撑力均匀一致，改善了顶板的管理。
液压支架及其电液控制系统概 述
报告人：
1
精选PPT
主要内容
液压支架概述 液压支架电液控制系统 电液控制系统发展方向
液压支架概述
煤矿液压支架电液控制系统
系统应用的实际效果
01
02
03
提高生产效率
煤矿液压支架电液控制系 统的自动化程度较高，能 够减少人工操作的时间和 误差，提高生产效率。
降低事故率
通过实时监测和预警功能 ，系统能够及时发现并处 理潜在的安全隐患，有效 降低煤矿事故的发生率。
节能环保
电液控制系统能够精确控 制液压支架的动作和定位 ，减少不必要的能源消耗 ，同时降低环境污染。
与传统方法的比较分析
传统方法
传统的煤矿液压支架控制方法主要依赖人工操作，存在操作不规范、效率低下、 安全隐患大等问题。
电液控制系统
相比传统方法，煤矿液压支架电液控制系统具有自动化程度高、安全性好、生产 效率高等优势。同时，系统能够实时监测和预警，降低事故发生率，提高矿工的 安全保障水平。
04
CATALOGUE
监控与预警
介绍系统具备的实时监控 和预警功能，能够在发现 潜在安全隐患时及时采取 措施，防止事故发生。
数据分析与改进
分析系统收集的数据，找 出生产过程中的安全隐患 和薄弱环节，为安全管理 提供决策支持。
案例三
先进技术介绍
介绍近年来在煤矿液压支架电液 控制系统中应用的先进技术，如 物联网、大数据、人工智能等。
未来研究方向与建议
系统稳定性提升
智能化发展
深入研究如何提高煤矿液压 支架电液控制系统的稳定性 ，防止因干扰或故障导致的
生产事故。
结合人工智能、大数据等技 术，推动煤矿液压支架电液 控制系统的智能化发展，实 现更加精准、高效的控制。
绿色环保
安全防护
在满足功能需求的前提下， 积极采用环保材料和设计， 降低系统的能耗和环境污染
煤矿液压支架电液控制系统面临的挑战与 发展趋势
支架电液控简介
支架电液控简介支架电液控制系统简介煤炭是我国的主要能源，在国民经济建设中,具有重要的战略地位。
在未来新能源大规模利用之前，煤炭是支持我国能源供应的国内重要品种。
据国际能源署预测，从2000年到2020年，一次商品能源需求年增长2.97％，2020年我国煤炭需求量将达到50亿吨，煤炭工业将有一个很大的发展。
目前，煤炭工业面临着历史性的挑战与机遇，经历着关键性的转变。
实现以信息技术和机电一体化技术为核心的综合自动化；以清洁生产和洁净煤技术为基础的洁净化；以大企业集团和多元化经营为特征的集约化，即实现高效、安全、洁净、结构优化，已成为新时期我国煤炭工业发展的方向。
中国煤炭机械设备市场一直处于迅猛上升趋势，综合机械化采煤（简称综采）是煤炭开采技术现代化的重要标志。
目前世界高产、高效综采技术装备的核心是工作面综采设备，工作面综采设备三大主要配套设备包括：采煤机、刮板运输机和液压支架。
其中液压支架作为综采工作面支护设备，其价值约占整个综采设备价值总额的60%～70%，是煤炭企业建设高产、高效、安全采煤矿井不可或缺的关键设备，是与采煤企业、能源产业等高度关联的机械产品。
煤矿井下支护问题始终是困扰煤炭高产高效、安全生产的重要问题。
因此，以液压支架为主要设备的综合机械化开采的诞生和发展是煤矿生产发展史的一次重大革命，不仅从根本上改善劳动和安全条件．也为采煤产量和效率的迅速提高奠定了基础，使煤炭生产面貌彻底改观。
中国的液压支架是在20世纪70年代，通过引进、吸收，逐步发展起来的。
经过30多年的攻关，已研制开发出能满足不同需求的各种类型的液压支架，目前我国的液压支架正向着大型化发展，为矿井集约化生产提供了可靠的技术保障。
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，“十二五”期间国内高端液压支架的需求将急剧增长。
电液控制系统作为液压支架的控制部件，其市场需求量将随支架的增长而增长。
液压支架电液控制系统概述
127V
支架控制单元是由 支架控制器、电磁 驱动器和传感器等 组成 ，这是我国支 架电液控制的主流 产品,市场占有率在 85%以上 。
电源箱
12V
井下主控 计算机
NO.1支架 控制箱
NO制阀组
行 程
传
传
感
感
器
器
液压系统
主流控制器
主流 电液控制器
德国DBT公司 PM4型 控制器
定程度的支撑力。
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推溜过程
液压支架 煤 壁 采煤机 刮板输送机
推溜时，要求输送机按一定的曲线弯曲， 以减小刮板输送机在弯曲段的磨损。
推溜一个行程后，保证刮板输送机处于直
线状态，以减小采煤机的牵引阻力。
a
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换向阀
换向阀是利用阀芯在阀体孔内作相对运动， 使油路接通或切断而改变油流方向的阀。
按阀体连接的主油路数可分为二通、三通、 四通等。
修理状态下 的手动控制
集中 自动化控制
与采煤机联动 的自动化控制
控制 功能
单架/成组支架 自动程序控制
单架单动作 双向邻架控制
液压支架电液控制系统的优点
综采无人工作面
综采三机的“联动”
保证额定初撑力 带压移架
改善采煤机 和刮板及的
工况
自动化管理
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电液控制系统的发展方向
1、降低成本
2、提高可靠性
3、加快动作速度
4、提高对复杂地质条件的适应能力，扩大适 用范围。
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(1)降低成本
目前支架电液控制生产批量不大，标准化程度 低，工艺要求和生产成本较高，影响其大量 推广。 因此降低成本，尤其是传惑器、控制装置和 电磁阀等关键元部件，是今后面临的重要问 题。
矿用液压支架电液控制系统
电液控系统概述
国外发展历程
液压支架电液控制技术最早由装置英国煤炭局在70年代中期提出。80年代初，德 国开始大力发展液压支架电液控制系统。威斯特伐利亚公司与西门子公司于1978～ 1984 年间合作研制出德国第一套支架电子控制—Panermatic2E 系统。1986 年又研制 出Paner2matic2S5 支架电控系统。1987 年威斯特伐利亚公司与MARCO 公司合作研制 出PM2 电液控制系统,1990 年又研制出更为先进的PM3 支架电液控制系统, 技术上已 相当可靠, 在全世界广泛推广应用。90 年代后期威斯特伐利亚公司甩掉MARCO , 自行 改进推出PM4 系统, 而MARCO公司改进推出PM31系统。
电液控系统概述
目录
一、电液控系统发展简历 二、电液控系统功能 三、电液控产品简介
电液控系统功能
支架电液控系统目前的发展方向，是要在确保安全可靠和稳定耐用 的前提下，逐步降低井下操作的强度，进而实现综采工作面的无人 化运行，以物联网的方式形成数字化矿山。 这应该分为几个阶段来实现。包括： 1、工作面运行的安全、简便、高效； 2、远程控制辅助工作面跟机自动化； 3、无人工作面自动运行。
除此之外, 日本三井三池株式会社、英国原米柯公司、德国EEP公司、BOSCH公司、 波兰EMAG、法国、俄罗斯等国家也都先后研制成功支架电液系统并逐步推广使用。
电液控系统概述
电液控系统概述
国内发展历程
我国自80年代中期开始研制液压支架电液控制系统。1991年北京煤机厂研 制出第一套BMJ2Ⅰ型支架电液控制系统,在晋城古书院煤矿进行了井下工业性试 验,并于1992年4月通过初步鉴定,在此基础上改进的第二代BMJ2Ⅱ型支架电液控 制系统(20架),于1992年12月至1995年5月在井下进行工业性试验,但从此即被撂置 一边。
煤矿液压支架电液控制系统
系统软件设计
操作系统
采用嵌入式操作系统，如Linux 或RTOS，实现多任务管理和调
度。
编程语言
采用C或C语言进行编程，实现控 制算法和逻辑运算。
人机界面
采用触摸屏或上位机界面，实现 用户与系统的交互。
系统实现的关键技术
实时性
系统需要实时响应液压支架的状态变化，因此需要采用实时操作 系统和优化算法。
煤矿液压支架电液控制系统
汇报人： 日期:
目录
• 煤矿液压支架电液控制系统概述 • 煤矿液压支架电液控制系统的组成与工作原理 • 煤矿液压支架电液控制系统的功能与优点 • 煤矿液压支架电液控制系统的设计与实现 • 煤矿液压支架电液控制系统的调试与测试 • 煤矿液压支架电液控制系统的应用实例与效果分
析
对系统的各项性能指标进行测试，如响应时间、精度等；
测试方法与数据分析
对系统的稳定性和可靠性进行测试。 对测试数据进行记录和分析，评估系统性能；
数据分析 对测试结果进行总结和评价，提出改进意见。
系统优化建议与改进方向
系统优化建议 根据实际需求调整控制逻辑，优化系统性能；
采用更先进的传感器、执行器等部件，提高系统性能；
传感器
04
电液阀组
由多个液压阀组成，用于控制支架的升降、 推拉等动作。其中，主控阀是核心元件，根 据电信号控制阀门的开启和关闭；单向阀用 于保持液压缸内的压力；安全阀用于防止过 载和溢流。
监测支架的状态和位置，将信号反馈给控制 器。例如，压力传感器监测液压缸内的压力 ；位置传感器监测支架的位置。
泵站
初始阶段
早期的煤矿液压支架电液控制 系统主要依赖于进口设备，国
内研发能力较弱。
发展阶段
液压支架电液控制系统的发展及简介
液压支架电液控制系统的发展及简介[摘要]液压支架是煤矿开采的重要设备之一。
液压支架在煤矿开采过程中负责煤层的支撑和控制工作面的顶板，将采空区与作业区相隔离，避免矸石进入回采工作面。
液压支架电液控制系统是目前煤矿支护设备的先进控制方式，是集机械、液压、电子、计算机和通信网络等技术于一身，科技含量高，是煤矿综采的一项高科技产品。
液压支架电液控制系统不仅可以自动控制液压支架的动作，而且可以实现邻架及异地控制液压支架，降低开采一线工人的劳动强度，大大提高一线工人的工作环境，保证煤矿企业的安全生产。
【关键词】煤矿液压支架；电液控制系统随着科学技术的发展，液压支架电液控制系统正逐步应用到我国煤矿企业中。
电液控制系统的推广，使煤矿生产由机械化生产向自动化控制生产迈进。
不仅提高了煤矿生产效率，而且改善了煤矿生产的工作环境及安全条件。
1.电液控制系统的发展概况1.1国外电液控制系统发展为了便于井下开采实现自动化，改善工作环境，美国、德国等国家于20世纪70年代最先开始研制、开发液压支架电液控制系统。
电液控制系统在国外，80年代进入试运行阶段，90年代技术基本成熟，逐步应用于煤矿综采。
国外应用电液控制系统较多的有德国、美国、英国、澳大利亚、波兰等。
其中尤以德国、美国应用最为普及化，其各项技术指标也属领先地位。
德国采矿技术有限公司(DBT)生产的PM4控制器，德国玛坷公司(MARCO)生产的PM31、PM32控制器，美国JOY公司的RS20控制器装配了故障诊断预警装置，通过刮板输送机、采煤机等进行联动、实现远程操控。
1.2国内电液控制系统发展在我国，1991年北京煤机厂和郑州煤机厂首次研发液压支架电液控制系统，在井下工作面进行工业试验，但由于各种原因未能大批量生产。
1996年，煤炭科学研究总院太原分院试制电液控制系统，进行了我国首家整套工作面生产实验。
2001年7月，北京天地玛珂电液控制系统有限公司成立，北京天地玛珂电液控制系统有限公司注册于北京市中关村科技园区昌平科技园，由央企中国煤炭科工集团下属上市公司天地科技股份有限公司与德国玛珂系统分析与开发有限公司合资成立。
液压支架电液控制系统概述
3、加快动作速度
4、提高对复杂地质条件的适应能力，扩大适 用范围。
BG
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(1)降低成本
目前支架电液控制生产批量不大，标准化程度 低，工艺要求和生产成本较高，影响其大量 推广。 因此降低成本，尤其是传惑器、控制装置和 电磁阀等关键元部件，是今后面临的重要问 题。
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(2)提高可靠性
由于井下作业环境和维修困难，要求发展 可靠性高的元部件。
BG
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操纵阀
带压移架
节 流 孔（立柱上 下腔乳化液压力相等）
立柱
控制阀 推移千斤顶 支撑保持阀
BG
系统自动适应煤层厚度的变化。
如果煤层变薄，顶板压力通 过活塞杆使立柱下腔压力升 高，打开支撑保持阀进行回 液，立柱就降低，直到立柱 下腔压力与支撑保持阀整定 压力相等为止。
如果煤层变厚，立柱 支撑力推活柱上升，高 压乳化液通过节流孔补 入立柱下腔，从而保证 顶梁始终与顶板接触， 移架时，使顶板受到一
按阀芯在阀体内的工作位置可分为二位、 三位、四位等。
按操作阀芯运动的方式可分为手动、机动、 电磁动、液动、电液动等。
利用电磁铁推动阀
芯来控制液流方向
的。操作轻便，容 易实现自动化操作。BG
三位四通阀
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保证初撑力
对于坚硬顶板，①导致顶板下沉 增大，造成煤壁处切顶或漏顶；② 导致顶板来压对支架产生动负荷， 形成冲击压力，恶化了支架的工况。 ③支架与顶、底板ห้องสมุดไป่ตู้摩擦力小，冲 击载荷瞬间作用于推移系统和输送 机上，造成支架推移系统损坏。
例如：
①发展无接触式传感器，装在油缸内，受到 保护免受机械损坏和磨损。
②压力传感器要提高抗干扰能力，过载保护， 阀门和电子元器件要有足够的使用寿命和 抗污染能力。
液压支架电液控制系统在煤矿采煤工作面中的应用
液压支架电液控制系统在煤矿采煤工作面中的应用发布时间：2021-12-08T01:46:38.464Z 来源：《科学与技术》2021年第7月19期作者：刘杰[导读] 随着煤矿行业技术水平的不断提高，液压支架电液控制系统已被广泛应用于实现综采工作面的自动化生产管理和自动控制。
液压支架电液控制系统不仅可以提高支架的移动速度和操作灵活性，刘杰科兴煤炭实业有限责任公司新疆阿克苏地区库车市 842000摘要：随着煤矿行业技术水平的不断提高，液压支架电液控制系统已被广泛应用于实现综采工作面的自动化生产管理和自动控制。
液压支架电液控制系统不仅可以提高支架的移动速度和操作灵活性，还可以实现综采工作面支架的无人或少人操作和远程控制，有效保障操作人员的生命财产安全。
研究表明，液压支架电气工控系统能够取得良好的检测和控制效果，从而保证综采工作面在监督期间的工作状态，进而保证矿山建设的顺利进行。
鉴于此，本文结合作者多年的工作经验，对煤矿液压支架电液控制系统的应用提出了一些建议，仅供参考。
关键词：煤矿；液压支架电液控制系统；应用当前，液压支架电液控制系统是液压支架最先进的控制方式，它集成了机械、液压、电子、计算机、通信网络等技术，是一种技术含量高、难度大，用于煤矿井下的井下高新技术产品。
液压支架电液控制系统不仅能自动控制液压支架的动作，还能实现液压支架的邻架或远程控制。
此外，还可对工作面液压支架进行监控，使液压支架与其他采煤设备配合，实现高效采煤。
一、液压支架电液控制系统的概述液压支架控制的传统方式是用手动操纵阀直接切换被控液压缸的主液路。
手动操纵阀伴随液压支架的发展历程，技术已十分成熟。
但随着综采工作面向高产高效的更高目标迈进，手动操纵阀控制方式的不足之处就愈显突出了。
速度较慢，效率不高，操作劳动量大，支架动作难以规范，安全保障手段欠缺等都是手动液压控制本身的局限。
手动阀的邻架操作会导致管路布置繁乱，手动阀控制更无法实现自动化，要实现进一步高产高效的目标，支架的控制这一环节也必须有新的突破，使支架的动作与工作面装备能力及生产过程的效率相适应。
液压支架电液控制系统概述
液压支架电液控制系统概述液压支架电液控制系统的主要组成部分包括液压系统、执行机构、控制器以及传感器等。
液压系统由液压泵、液压阀、液压缸等部件组成，负责提供液压驱动力，使液压支架能够实现运动。
执行机构是液压支架的核心部分，通过液压油将液压能转换为机械能，实现支架的伸缩、抬升、倾斜等动作。
控制器是液压支架电液控制系统的大脑，负责接收和处理信号，并输出相应的控制指令，实现对液压支架的精确控制。
传感器则用于感知液压支架的姿态、位置和运动等信息，将其反馈给控制器，以实现对支架运动的闭环控制。
液压支架电液控制系统的工作原理是利用控制器和传感器的配合，实现对液压系统的控制。
首先，传感器感知和采集液压支架的姿态、位置和运动等信息，并将这些信息传输给控制器。
控制器根据传感器的反馈信息，通过分析和处理确定液压支架的运动方案，并输出相应的控制指令。
这些控制指令通过电气信号传输到液压系统的控制阀，控制阀根据控制指令的要求调整液压系统的工作状态，实现对液压支架的运动和控制。
液压支架电液控制系统具有多种运动模式，常见的有定速模式、定位模式、示教模式等。
在定速模式下，液压支架以固定的速度运动，用于一些连续工作场合。
在定位模式下，液压支架通过控制阀控制腔的压力，在达到设定的压力上限或下限时停止运动，用于一些精确定位的任务。
在示教模式下，液压支架可以通过人工操作将其运动轨迹记录下来，然后在控制器的指令下，实现对液压支架的模拟运动。
液压支架电液控制系统具有广泛的应用前景。
在工程机械领域，它可以应用于挖掘机、装载机等设备上，实现对斗、臂等部件的运动和控制。
在航空航天领域，它可以应用于飞机机翼的折叠、起落架的伸缩等操作中，提高飞机的机动性能和适应性。
在自动化生产线上，它可以应用于输送带、机械臂等设备，实现对物料的运动和处理。
综上所述，液压支架电液控制系统是一种利用液压系统和电子控制系统实现支架运动和控制的系统。
它具有结构简单、运动平稳、控制精度高等特点，广泛应用于工程机械、航空航天、自动化生产线等领域。
煤矿综采工作面液压支架电液控制系统
煤矿综采工作面液压支架电液控制系统摘要一种新型的煤矿综采工作面液压支架电液控制系统，使液压支架与采煤机、刮板输送机联动，实现综合机械化采煤工作面的高效、安全、自动化生产。
关键词电液控制系统；支架控制器液压支架电液控制系统是煤矿综采机械的关键设备，是综采工作面的支护设备的控制系统，为煤矿综采工作面上的采煤设备和人员支撑一个安全的工作空间，支护设备控制系统的智能性、可靠性、适应性影响着综合采煤的高效、安全。
目前，国内市场上使用的液压支架电液控制系统有：德国DBT公司的PM4电液控系统、德国MACRO公司的PM31电液控系统、德国EEP公司的PR116电液控系统，国内神坤公司的电液控制系统、国内天玛的电液控制系统等。
这些电液控系统产品各有优缺点，相互间兼容性差，对电液控制系统的维护较复杂。
1 各电液控系统的特点EEP公司的PR116电液控制系统只由防爆电源和支架控制器、能量插头组成主干网终络。
架间电缆是10芯电缆，系统供电电源为单路单向供电，支架控制器的电能传递需要能量插头，电缆的种类较多，比如，其行程传感器连接电缆和压力传感器连接电缆就不能互换，增加了系统的维护难度。
DBT公司的PM4电液控系统由防爆电源、支架控制器、隔离耦合器和电源耦合器组成主干网络。
设备间采用 4 芯电缆连接，两根电源线、一根发送线、一根接收线。
相邻支架控制器采用RS232通信方式，为了使4芯的连接电缆的两个端口统一，要求其设备的左右两个通信接口不统一（比如，隔离耦合器的左右两个接口），一个接口的某芯为接收方式，则另一个接口的某芯则为发送方式，此设备连入系统时，其左右方向不能接错，增加了系统的连接复杂性。
MACRO公司的PM31电液控制系统的主干网络由防爆电源、支架控制器、隔离耦合器组成，另外需要总线提升器和网终终端器。
设备间采用 4 芯电缆连接，两根电源线、一根总线、一根级联线。
其两根通信线均为双向传输的，虽然其隔离耦合器的两个通信接口没有方向性，4芯电缆的两端也做成统一的。
液压支架电液控制系统原理及应用
（3）承载恒阻阶段：随着顶板压力的进 一步增加，立柱下腔的液体压力越来越高 。由于安全阀的作用，支架的支撑力维持 在某一恒定数值上.
（4）降柱移架阶段:随工作面的推进，支 架需要前移。移架前 需要将支架的立柱 卸载收缩，使支架撤出支撑状态.
液压支架工作特性曲线 ：横坐标表示时间，纵坐 标 表 示 支 撑 力 。 t0 、 t1 、 t2 、 t3 分 别 表 示 支 架 的 初 撑、增阻、恒阻和卸载降 柱、移架阶段.
电液控制系统的技术核心是，通过电液阀 将过去人工控制操作变为由计算机程序控 制的电子信号操作，液压支架不同位置的 传感器将工作环境和不同状态的信号传输 给计算机，计算机将根据不同的工作状态 和工艺的要求，对电液阀发出控制信号， 达到对工作面设备进行控制的目的。
上个世纪80年代初德国、英国开始研究液压 支架电液控制技术。80年代中期进行了产品的井 下小批量实验。80年代末期开始在全工作面液压 支架上使用，并达到成熟和广泛运用的程度。在 地质条件较优越的美国和澳大利亚，其长壁采煤 工作面的液压支架几乎全部采用电液控制系统。
电液控制系统的功能
(1) 本架单动和降升移组合动作的控制。 (2) 双向单动和降移升组合动作邻架控制； (3) 双向多架单动和降移升组合动作的成组控制； (4) 双向采煤机位置和按键自动控制； (5) 全工作面支架立柱压力的自动检测和初撑力自
保升柱的自动控制； (6) 支架升柱、降柱、推溜、移架动作和系统通信
电液阀市场情况
当今的电液阀市场中，主要以德、美两国为主， 其中DBT、德国MARCO与美国JOY等公司的产 品在市场上有极高的占有率，以及蒂芬巴赫、 OHE 等。主要代表产品有：DBT的直动平面塑 料密封的电磁先导阀，德国MARCO的放大杠杆 推动的陶瓷密封结构电磁先导阀以及美国JOY公 司的直动式陶瓷密封结构电磁先导阀。
中国液压支架电液控制系统行业市场规模、销量、竞争格局、重点企业及趋势分析
中国液压支架电液控制系统行业市场规模、销量、竞争格局、重点企业及趋势分析一、液压支架电液控制系统行业概述液压支架电液控制系统，是对液压支架实施多功能、高效率、自动化控制的成套设备。
该系统控制液压支架形成采煤工作面的安全操作空间，控制液压支架协同采煤机、刮板运输机移动，实现采煤工作面液压支架自动化控制，是实现煤矿综采自动化、智能化的关键技术和装备，是实现少人工作面、无人工作面的关键基础。
液压支架电液控制系统的特点二、液压支架电液控制系统行业现状1、市场规模近年来，随着煤炭开采智能化进程的加快，我国液压支架电液控制系统市场规模由2018年的12.8亿元增至2022年的36.6亿元，2022年的同比增速为27.9%，目前的液压支架电液控制系统在国内主要的大型煤矿企业客户的普及率已达较高水平，市场规模的增长率将逐步放缓。
2018-2022年中国液压支架电液控制系统市场规模2、销量煤矿企业客户对于液压支架电液控制系统产品的需求增加，带动销量增长，2022年的中国液压支架电液控制系统市场销量为549套，较上年增长22.5%；考虑到液压支架电液控制系统的产品寿命5-8年，存量市场仍会为带来稳定的采购与需求。
2018-2022年中国液压支架电液控制系统销量相关报告：产业研究院发布的《2024-2030年中国液压支架电液控制系统行业市场深度研究及投资规划建议报告》三、液压支架电液控制系统行业竞争格局1、竞争格局目前，我国液压支架电液控制系统市场的头部企业优势较大，CR3的2022年市场占有率为78%。
其中，天玛智控市场占有率排名第一，为35%；紧随其后的是郑煤机，市场份额为34%。
2022年中国液压支架电液控制系统市场竞争格局2、重点企业北京天玛智控科技股份有限公司隶属于中国煤炭科工集团，是国家高新技术企业、国家技术创新示范企业、国有重点企业管理标杆创建行动标杆企业，拥有国家认定企业技术中心和国家重点领域创新团队。
液压支架电液控制系统初步调研报告
根据立柱压力和推移行程传感器自动控制支架的降移升动作； 可联动护帮板 、伸缩梁 、侧护板等功能 邻架自动放顶煤自动动作
尾梁及插板行程传感器自动控制支架的放顶煤动作
3 、成组自动功能 成组自动降移升（组内支架依次移架） 成组自动推溜（组内支架依次延时推溜或同时推溜）
电液控制转向阀 ， 根据支架控制器发送的信息 ，对乳化液进行合理分配， 从而实现液压支架的各种操作。
压力传感器 ，测量支架立柱压力；
位移传感器 ， 测量支架油缸行程 ， 通过对支架油缸形成测量 ， 实现对支 架推移过程的自动控制。
红外线发送器 、接收器 ， 测量采煤机与液压支架位置 ， 实现支架的采煤 机跟机自动化 、具体化 、准确化。
根据采煤工艺要求 ，在工作面不同区段实现不同的跟机自动移架 、 自 动推溜 、 自动伸缩护帮板 、 自动伸缩伸缩梁
根据采煤工艺要求 ，在工作面不同区段实现不同的跟机自动放顶煤 ， 跟机自动拉后部溜子 在采煤机上下两个滚筒处2~3架自动跟机喷雾（采用电控喷雾的情况 下：
成组拉后部溜子（组内支架依次延时拉后溜或同时拉后溜） 成组自动伸护帮板（组内支架依次延时伸护帮板） 成组自动收护帮板（组内支架依次延时收护帮板） 成组自动伸伸缩梁（组内支架依次延时伸伸缩梁） 成组自动收伸缩梁（组内支架依次延时收伸缩梁）
可通过参数设定和操作来选择方向 、动作架数 、起始架号 、动作延 迟时间等 4 、跟机自动控制
液压支架电液控制系统初步调研报告
部门： 技术部
研究小组成员：
液压支架电液控制系统系统功能简介：
1 、邻架手动操作 快捷单键操作
移架 、升柱 、 降柱 、伸帮板 、收护帮板 伸尾梁 、收尾梁 、伸插板 、收插板 邻架手动推溜及本架推溜锁定 邻架手动拉后部溜子及本架拉后部溜子 菜单操作 除了快捷方式的动作外 ， 其他动作都采用这种方式操控 。这种 方式动作的维持也必须持续按键。
煤矿液压支架电液控制系统研究
电控系统
包括传感器、控制器、执行器等，实现对 支架的自动化控制。
计算机技术
用于数据采集、处理和控制，提高系统的 可靠性和稳定性。
电液伺服控制技术
实现高精度、高响应速度的控制，提高支 架动作的准确性和稳定性。
液压支架电液控制系统的功能
自动控制
通过计算机技术和电控系统，实现 对支架的自动化控制，提高生产效 率。
高精度控制
采用电液伺服控制技术，实现高精 度、高响应速度的控制，提高支架 动作的准确性和稳定性。
实时监测
通过传感器和计算机技术，实时监 测支架的状态和动作，以及工作面 的生产情况，提高安全性。
液压支架电液控制系统调试与测试技术
总结词
液压支架电液控制系统调试与测试技术是保障系统稳定 运行和性能发挥的重要环节。
详细描述
在系统调试过程中，需要对电液控制元件、传感器、执 行器等部件进行逐一测试，确保各部件的正确性和可靠 性。同时，还需对系统的压力、流量、位移等参数进行 标定，以实现精确控制。测试技术包括仿真测试和实机 测试两种方式，其中仿真测试能够模拟实际工况进行系 统性能评估，实机测试则能够在实际运行环境中对系统 进行验证和优化。
液压支架电液控制系统在某煤矿的应用方案
设备选型
系统设计
根据矿井条件和生产需求，选择合适的液压 支架电液控制系统，包括液压支架、电液控 制器、传感器等设备。
根据矿井实际情况，设计液压支架电液控制 系统的布局和连接方式，确保系统稳定、可 靠、高效。
安装调试
操作培训
在完成系统设计后，进行液压支架的安装和 电液控制系统的调试，确保各设备工作正常 、系统运行平稳。
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(4)提高对复杂地质条件的适应能力，扩 大适用范围。
根据国外估计，今后主要会发展分散式单架 控制系统，提高适应性，加强编程，数据采 集处理、显示和通讯的能力。例如控制程序 可远距离装入或修改。使电液控制系统的程 序适应不同的地质条。
请大家提出宝贵意见
优点1---保证额度初撑力
保证液压支架额定初撑力，电液控制系统可 以通过压力传感器反馈信号或通过延长控制 电磁先导阀的供电时间来实现支架初撑力自 保。保证额定初撑力，减少了立柱的增阻所 需时间，提高了支护效率，而且全工作面支 架初撑力均匀一致，改善了顶板的管理。
手动本架控制
手动邻架液压控制
手动先导邻架液压控制
电液程序控制
电液控制系统
电液控制系统技术的核心： 通过电液阀将过去人工控制操作变为由计算机程序 控制的电子信号操作。液压支架不同位置的传感器 将工作环境和不同状态的信号传输给计算机，计算 机将根据不同的工作状态和工艺的要求，对电液阀 发出控制信号，达到对工作面设备进行控制的目的。
液压支架及其电液控制系统 概 述
报告人：
主要内容
液压支架概述
液压支架电液控制系统
电液控制系统发展方向
液压支架概述
液压支架是以高压液体 为动力，由金属构件和液 压系统以及控制系统组成。 它能实现支撑、切顶、自 移和推溜等工序。 液压支架可与采煤机、 可弯曲刮板运输机组成回 采工作面的综合机械化设 备。
推溜过程
液压支架 煤 壁 采煤机 刮板输送机
推溜时，要求输送机按一定的曲线弯曲， 以减小刮板输送机在弯曲段的磨损。 推溜一个行程后，保证刮板输送机处于直 线状态，以减小采煤机的牵引阻力。
换向阀 换向阀是利用阀芯在阀体孔内作相对运动， 使油路接通或切断而改变油流方向的阀。 按阀体连接的主油路数可分为二通、三通、 四通等。 按阀芯在阀体内的工作位置可分为二位、 三位、四位等。 按操作阀芯运动的方式可分为手动、机动、 电磁动、液动、电液动等。
(3)加快动作速度。随着综采技术的发展， 要求液压支架的控制更快。
1、液压系统有足够的通流能力。 2、电液控制和数据传输及处理速度能更快。 3、在条件适宜的地方尽量采用支架与采煤机 联动等控制方式并与采煤机的速度相匹配。 4、采用隔架移动多架同时操作。 5、尽可能减少本架各个动作之间，以 及架与架之间的动作接续时间。
主 流 电液控制器
德国DBT公司 PM4型 控制器
德国 MARCO公司 PM31型 PM32型 控制器
美国JOY公司 RS20型 控制器
德国 EEP公司 PR116型 蒂芬巴赫 ASG5型
PM31电液控制系统 PM31电液控制系统
液压支架电液控制系统控制功能
修理状态下 的手动控制 单架单动作 双向邻架控制
优点4—自动化管理
电液控制系统可与采煤机和刮板输送机的自 动控制系统配合联动，实现全自动化综采工 作面。 支架与采煤机的运行状态和数据可以传输到 巷道中主控制台和地面中央控制中心，便于 实现整个矿井的自动化管理。
目的
对支架的控制实现了自动化，降低工人的劳 动强度, 改善工人的劳动条件，减少工作 面工人。最终实现无人综采工作面。
对于中等稳定及破碎顶板来说，初 撑力不足时不能有效控制上覆岩层 的离层，使上覆岩石失去了整体承 载能力，当顶板来压时，上覆岩层 逐层断裂而破碎．导致漏顶。
液压系统
立 千 顶 柱 斤 卸 阀 固 溢 阀 刮 输 机 板 送 推 千 顶 移 斤
旁路回液的快 速移架系统， 支架回液不经 过操纵阀而直 接流回主干路， 大大减少了回 液阻力损失， 加快了移架速 度。
电磁先导阀的动作
①系统正常工作——靠 电磁线圈的吸力 ②系统异常——直接按 压推杆的外端，推杆带动 先导阀芯动作
杆外端封有胶护罩，供手动按压。 在停电、电控系统有故 障或其 他临时不使用电控系统的情况下， 作为应急操作，可直接按推杆使 先导阀动作，但不允许经常这样 操作，因为易导致损坏。
跟机自动化（联动自动化） ---支架控制的高级功能
电液控制系统一般模型
127V
电源箱
12V
支架控制单元是由 支架控制器、电磁 驱动器和传感器等 组成 ，这是我国支 架电液控制的主流 产品,市场占有率在 85%以上 。
井下主控 计算机
NO.1支架 控制箱
NO.1支架 控制箱
··· ···
压 力 传 感 器
电液控制阀组
行 程 传 感 器
液压系统
主流控制器
···
···
控制器
根据工作面的作业规程，确定采煤机运行 到某一位置时哪些支架应相应地执行什么 动作，这些操作要求被编成程序存入系统 中，系统根据采煤机位置的信息自动发出 命令指挥相应的支架控制器完成这些操作。 支架的正常动作过程完全自动地进行。
与采煤机联动的自动控制
煤 壁 侧
采煤机位置监测发射机
采煤机位置信息接收机
泵 站 电 机 油 箱
液 单 阀 控 向
操 阀 纵
掩 护 式 液 压 支 架 结 构 图
立柱倾斜布置， 以利于支架承 受水平力。 掩护梁把工作 区与采空区隔 开，并承担采 空区矸石的载 荷。
圆弧式液压支架
掩护梁和底座只有一 个铰接点
支架升架时，顶梁沿 圆弧轨迹运动，梁端 距变化大，不利于靠 煤壁处顶板的支护
注：德国的PM4电液控制系 统初撑力保证功能就是这样实现的
优点2—带压移架
采用电液控制系统，在移架过程中，易于实 现带压移架，减少了工作面顶板对液压支架 产生频繁的冲击载荷，保护顶板围岩的稳定， 延长液压支架的使用寿命。
优点3—改善采煤机与刮板机的工况
移架步距准确，切顶线整齐，改善了支护效 果，并且使刮板输送机和整个工作面直线性 好，采煤机截深准确。改善了刮板输送机和 采煤机的工况。另外多架同时推溜，使刮板 输送机缓慢弯曲，避免溜槽连接处产生过大 的应力。
利用电磁铁推动阀 芯来控制液流方向 的。操作轻便，容 易实现自动化操作。
三位四通阀
保证初撑力
对于坚硬顶板，①导致顶板下沉 增大，造成煤壁处切顶或漏顶；② 导致顶板来压对支架产生动负荷， 形成冲击压力，恶化了支架的工况。 ③支架与顶、底板的摩擦力小，冲 击载荷瞬间作用于推移系统和输送 机上，造成支架推移系统损坏。
双纽线型液压支架
四连杆机构 梁端的轨迹是双纽线，梁 端距变化小，利于煤壁主 顶板的维护 可以克服作用于支架上的 水平力 顶梁与掩护梁之间的三角 区容易填塞矸石，影响顶 梁与顶板的结合。
手动控制液压支架
进液 回液
电液阀工作原理
电液阀组为单元 组合结构。每个 单元包括电磁先 导阀和对应的液 控换向阀。 电磁先导阀是靠 电磁线圈通电产生 的吸力而动作的， 一个单元有两个电 磁线圈，分别控制 两个动作。
带压移架
系统自动适应煤层厚度的变化。
如果煤层变薄，顶板压力通 过活塞杆使立柱下腔压力升 高，打开支撑保持阀进行回 液，立柱就降低，直到立柱 下腔压力与支撑保持阀整定 压力相等为止。
如果煤层变厚，立柱 支撑力推活柱上升，高 压乳化液通过节流孔补 入立柱下腔，从而保证 顶梁始终与顶板接触， 移架时，使顶板受到一 定程度的支撑力。
液压支架的分类
根据支护方式和结构特点，液压支架分类如下：
垛式液压支架 适用于稳 定顶板的 采煤工作 面 适用于不稳定 顶板的采煤工 作面
支撑式液压支架
液 压 支 架
节式液压支架 圆弧式支架 双纽线型支架
掩护式液压支架
支撑掩护式液压支架
液压支架控制系统的发展历程
集 中 自动化控制
控制 功能
单架/ 单架/成组支架 自动程序控制
与采煤机联动 的自动化控制
液压支架电液控制系统的优点
综采无人工作面
综采三机的“联动” 综采三机的“联动”
保证额定初撑力
带压移架
改善采煤机 和刮板及的 工况
自动化管理
电液控制系统的发展方向
1、降低成本 2、提高可靠性 3、加快动作速度 4、提高对复杂地质条件的适应能力，扩大适 用范围。
(1)降低成本
目前支架电液控制生产批量不大，标准化程度 低，工艺要求和生产成本较高，影响其大量 推广。 因此降低成本，尤其是传惑器、控制装置和 电磁阀等关键元部件，是今后面临的重要问 题。
(2)提高可靠性
由于井下作业环境和维修困难，要求发展 可靠性高的元部件。 例如： ①发展无接触式传感器，装在油缸内，受到 保护免受机械损坏和磨损。 ②压力传感器要提高抗干扰能力，过载保护， 阀门和电子元器件要有足够的使用寿命和 抗污染能力。