煤矿综采工作面液压支架电液控制系统
煤矿液压支架电液控制系统研究
煤矿液压支架电液控制系统研究摘要：煤矿生产中需要使用各种设备，积极对各类设备进行优化有利于提高整体的开采效果。
为了解决液压支架电液控制系统调控速度慢、调节精度差的问题，提出了一种新的煤矿井下液压支架电液控制装置。
通过采用闭环反馈控制的模式，提高了液压支架调控的精确性，通过高精度电磁反馈控制，实现了对电磁先导阀的快速调整，提升了对支架的调节灵敏性。
基于此，本文主要分析了煤矿液压支架电液控制系统。
关键词：煤矿；液压支架；电液控制系统中图分类号：TD672文献标识码：A引言随着煤矿井下智能化和自动化的推进，矿井电液控制系统未来的发展方向为智能化、自动化。
通过利用电液控制技术对综采工作面液压支架进行远程控制系统设计，依据传统人工移架存在安全隐患以及移架效率较低的现状提出智能化移架控制方案，实现了综采工作面液压支架的跟机自移以及单架、成组控制效果。
1液压支架的结构组成根据煤矿液压支架各部分结构在支撑承载过程中所发挥作用的不同，可将煤矿液压支架划分为以下结构：顶梁。
用于支撑顶板，是液压支架主要承载部件。
同时，顶梁还会在反复顶煤过程对顶板煤层进行破碎，提高工作面生产效率；前梁。
用于保障液压支架四根立柱受力均匀性，增强支架顶梁支顶性能，必要时可用于吊装采煤设备；掩护梁。
用于承受液压支架的水平力和侧向力，在顶板岩石垮落时还可以承接垮落岩石压力，为工作面营造安全空间；底座。
用于为立柱、推移等辅助装置形成安全空间，保障液压支架整体稳定性；四连杆机构。
用于调节顶梁与煤壁之间的距离和支护顶板，并在此过程中承受顶板的水平分力和侧向力；推移机构。
用于推动刮板运输机、液压支架向工作面煤壁方向移动；护帮装置。
用于实现护帮板的挑起和收平运动；尾梁。
用于支撑松动顶板，维护工作空间。
上下摆动可控制支架后部放顶煤[1]。
2电液控制系统组成液压支架主要由液压件(立柱、千斤顶)，承载结构件(顶梁、掩护梁和底座等)，推移装置，控制系统和其他辅助装置组成，往往工作环境极其恶劣复杂。
煤矿综采液压支架中电液控制系统应用分析
煤矿综采液压支架中电液控制系统应用分析发布时间：2022-03-11T08:15:51.997Z 来源：《科技新时代》2022年1期作者：李磊[导读] 为了研究煤矿综采液压支架中电液控制系统的设计构成与运用反馈。
淮北矿业集团有限责任公司双龙公司安徽淮北 235000摘要：为了研究煤矿综采液压支架中电液控制系统的设计构成与运用反馈。
本文基于笔者某矿业公司多年相关工作经验，在系统工程原理指引下进行了系统数据采集端、现场执行端、效果反馈端的全过程阐述。
并依据技术发展现状对系统未来发展趋势进行了预估评判。
关键词：煤矿；综采；液压支架；电液控制1引言社会的进步与技术的发展带来了多维导向的机械化替代人工，同时先进的机械化设备也给工作带来了更好的效率指标和安全受控。
以煤矿机械化开采为例，传统的硬连接支架单一应力支护已经不能满足深层煤矿开采带来的复杂应力损害。
而现代综合机械化采煤技术运用的人工智能算法和更加齐全的变应力液压支架中更加适应于非均质性较强的软弱围岩。
加之自动化交变一次表能准确进行不同区域的应力反馈式回传，将数据进行及时的计算融合。
在有限元分析基础上实现实时交互反馈、动态调节以及液压支架电液控制系统的主动介入。
在人机力学、机械防护和安全稳定上都得到了最大化平衡，确保了井下施工人员的本质安全，同时降低了相应岗位的劳动强度，避免了误操作带来的多维安全不受控。
本文基于笔者某矿业公司多年相关工作经验，在系统工程原理指引下进行煤矿综采液压支架中电液控制系统研究，为煤矿本质安全生产提供智能化设备建议和进展描述。
2液压支架中电液控制系统的基本组成由单片机PLC就地远传、现场一次表信号记录和终端控制器分析指挥为代表的计算机自动控制系统能以单线传输、组网运行和数据就地记录3种方式进行自动化鲁棒性的全面保障（图1）。
而依托稳定性较好的网络传输系统、传感系统、控制系统等元器件进行设备保障的液压支架电液控制系统更能适应复杂的煤矿生产环境。
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。
简析煤矿综采液压支架电液控制系统的应用(一)
简析煤矿综采液压支架电液控制系统的应用(一)摘要：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一身，技术含量高、难度大，应用于煤矿井下的一项高新技术产品。
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。
关键词：综采液压支架电液控制系统0引言液压支架的使用是煤矿井下采煤由人工劳动到机械化生产的根本性转变。
综合机械化采煤在煤矿的推广应用，使我国煤矿生产的技术和生产效率达到世界先进水平。
计算机技术和自动化技术的发展，为煤矿生产自动化和高效生产提供了新的出路。
电液控制系统的应用使井下采煤实现了由机械化向自动化的变革，是煤矿21世纪的高新技术。
电液控制系统集监测与控制于一体，可实现在地面、在顺槽对工作面设备的运作与工况的自动控制与监测，使煤矿井下工作面的生产和管理产生根本性的变化。
1电液控制系统的发展概况自电液控制系统20世纪80年代问世以来，受到各国煤矿的关注。
目前，德国多数综采工作面已经使用了电液控制系统。
在美国、英国、澳大利亚、波兰也得到广泛应用。
20世纪90年代末期在我国神华集团大柳塔矿采用第1套德国DBT生产的电液控制系统以来，先后有5套系统在我国投入使用。
由煤炭科学研究总院(天地科技股份有限公司)与德国玛珂系统分析与开发公司共同提供的第1套综采放顶煤液压支架电液控制系统，代表了当前电液控制系统发展的最新水平。
该系统在兖州兴隆庄煤矿井下正式运行，成为我国及世界综采放顶煤第1套利用电液控制系统的工作面。
多年来困扰综采液压支架电液控制系统在中国推广使用的一个主要问题就是价格问题。
为进一步降低成本，煤炭科学研究总院(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在北京成立了合资经营公司，即天地玛珂电液控制系统有限公司。
该公司采用德国玛珂公司电液控制系统的关键技术，大部分元件在中国生产，由德中双方技术人员提供高质量的技术服务。
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
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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。
液压支架电液控系统智能化方面研究
液压支架电液控系统智能化方面研究摘要：液压支架液电液控制技术是机械领域的重要技术突破。
这是现代高科技发展的重要成果，但在发展这些技术方面仍然存在许多挑战。
许多决策者和技术人员仍然不了解他们的技术内函。
液压支架电液系统的智能化研究分析。
关键词：电液控制系统；液压支架；应用随着技术的进步，煤炭开采的全面机械化已被煤矿企业广泛应用。
采煤不再依赖于劳动力，而是依赖于机械化，使我们的煤矿企业能够达到世界最高的生产力和生产力水平。
其原因是信息技术的自动化和进一步发展与整合。
为煤矿企业高效生产和生产自动化开辟了一条新途径，是综采自动化控制系统的核心和枢纽，也是实现生产管理自动化、提高总体生产力、改善生产条件和实现安全生产目标的重要工具。
一、液压支架电液控制系统的优越性液压支架电液系统不仅能自动控制液压支架的动作，还能实现遥控液压支架，此外还能监控工作面液压支架，使液压支架与其他采煤设备相匹配，实现高效采煤。
其优点包括:1.实现液压支架的控制自动循环，支架的移动速度提高，尤其适用于大功率高速机械提取设备的高效工作面。
2.系统可以实现自动控制，减少操作员，降低工作强度，提高安全性，改善工作环境。
3.初撑力实现自保，确保顶板支架的最佳支撑。
4.实现煤矿整体自动化管理的支架与煤机运行状态实时检测。
二、煤矿液压支架电液控制系统1.液压支架液电液控制系统提供自动控制、易用性和可靠性，旨在通过通信网络有效地控制底座控制器，并通过嵌入式操作系统，根据实际生产情况，有针对性地实时监控气体千斤顶的运行状态，实现对液压支架的自动控制。
采用基于网络的液压控制系统功能，不仅提高液压支架的性能，还能有效地将桌面上的数据转发给主机进行进一步分析，实现对整个系统的集中监控，实现实时采集、合理化分析、高效监控和源下数据的网络开发。
2.液压支架电控系统的主要特点。
电液控系统的主体是计算机是主要组成部分，数据处理能力良好，能够同时分析和处理大量数据。
煤矿电液控制系统分析
煤矿电液控制系统分析摘要在进行煤炭资源开采过程中，液压支架电液控制系统的应用是煤矿综采工作面自动化生产管理及自动化控制的主要手段。
液压支架电液控制系统不仅能够提高支架的移动速度和操作灵活性，而且还可以实现综采工作面无人或少人操作及支架远程控制，从而有效地确保了操作人员的生命财产安全。
关键词煤矿；液压支架电液控制系统；探究随着科学技术的快速发展，为了更好的提升煤炭资源的开采效率，在综合机械化开采中引入了液压支架电液控制系统，其为煤矿企业的生产自动化和高效生产提出了新的技术理念，是实现煤矿综采工作自动化控制的枢纽和核心，有效地改善了生产条件，提高了煤矿的生产效率。
液压支架电液控制系统是集控制与监测于一体的新型技术，可以对综采工作面设备的运行情况进行有效的检测，以保证煤矿开采工作的顺利进行。
1 煤矿液压支架电液控制系统的概述1．1 液压支架电液控制系统的基本组成。
液压支架电液控制系统一般是由主控计算机、地面计算机、网络交换器、数据转换器、井下交换机、红外传感器、支架控制器、角度传感器、压力传感器、行程传感器、耦合器、电源箱、电磁换向阀组等组成。
支架控制器是其核心部分，传感器是其中比较关键的检测环节，液控主阀和电磁先导阀组成了动作执行环节。
在具体工作过程中，液压支架电液控制系统具有自动化控制、操作灵活、安全可靠等优势，其主要的工作原理是所有支架控制器都是借助通信网络系统，来实现对各项任务的管理，并对内嵌操作系统进行实施调度，借助检测装置可以对采煤机的工作状况进行有效的定位，从而更好的实现自动化控制。
液压支架电液控制系统一般是借助网络变换器来实现的，不仅能够对工作面数据进行有效的管理，而且还能够把工作面数据传输到主控计算机之中，从而实现对整个系统的集中监测监控，完成对对井下数据的实施收集、分析、监测和网络发布。
液压支架电液控制系统中的电液控制阀、31／控制器、行程传感器等能够完成对液压支架的自动推溜、放煤、移架、喷雾等控制，实现对工作面工作状况进行有效的控制和监测，实现跟机自动控制，并且能够与其它设备实现联合控制［1］。
综采(放)最终工作面供液系统及液压支架管理规定2(1)
公司各矿井：为进一步加强综采工作面供液系统管理，确保矿井安全生产，公司根据《煤矿安全嵋八《机电设备检修使规范》、《煤矿安全生产标准化管理体系基本要求及评分方法》、《煤矿用液压支架第4部分：电液控制系统技术条件》、《液压支架用乳化油、浓缩液及其高含水液压液》、及相关规定重新修订了《综采（放）工作面供液系统及液压支架管理规定》，现印发给你们，请遵照执行。
特此通知综采（放）工作面供液系统及液压支架管理规定第一条综采工作面供液系统包含乳化液泵站、主供液管路、主回液管路、液压支架内供、回液管路、电液控系统、安全阀、各类胶管、立柱、各类千斤顶、液压元件等。
第二条乳化液泵站相关要求1.乳化液泵站设备完好，乳化液泵站压力不小于30MPa,乳化油（浓缩液）浓度符合产品技术标准要求，并在作业规程中明确规定。
2,液压系统无漏、窜液，部件无缺损，管路无挤压，连接销使用规范。
3.采用电液阀控制时，净化水处理装置运行正常，水质、水量满足要求。
4.各种液压设备及附件合格、齐全、完好，控制阀有效，耐压等级符合要求，操作阀手把有限位装置。
第三条乳化液管理规定（一）乳化液用水应采用反渗透处理工艺处理，PH值6-9。
（二）乳化液浓度配比必须使用自动配比仪，使用浓缩液产品的浓度配比要达到10%—2.0%,使用乳化油产品的浓度配比要达到3%—5%。
（三）乳化液泵箱要求每周清洗一次。
（四）电液控支架乳化液泵站按照以下要求进行管理：1.智能高压反冲洗过滤站过滤精度不大于25um,进出口压力压差大于IMPa必须进行反冲洗，压差大于2MPa时必须更换滤芯。
2.反渗透水处理设备自清洗过滤器、纤维过滤、精过滤器每班最少反冲洗一次，一级过滤精度不大于300Unb二级过滤精度不大于200Unb三级过滤精度不大于80Unb四级过滤精度不大于5um,反渗透过滤精度不大于0.OO1um；每级过滤压差大于0.5MPa时必须进行反冲洗。
3.回液反冲洗过滤站一级过滤精度不大于180um,二级过滤精度不大于60um,进口压力和出口压力压差大于0.3MPa必须进行反冲洗，压差大于0.5MPa时必须更换滤芯。
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。
煤矿液压支架电液控制系统检测修理工艺
煤矿液压支架电液控制系统检测修理工艺1. 引言1.1 煤矿液压支架电液控制系统检测修理工艺概述在煤矿生产中，液压支架是一种非常重要的设备，用于支撑和保护煤矿工作面。
而液压支架的电液控制系统则是支架正常运行的关键。
由于液压支架工作环境恶劣，长时间运行容易引起系统故障。
对液压支架电液控制系统的检测和修理工艺显得尤为重要。
液压支架电液控制系统的故障可能包括液压元件漏油、泄漏、压力不稳定等问题，也可能包括控制回路故障、传感器故障等电气问题。
为了确保煤矿安全生产，必须及时检测和修理这些故障。
在本文中，我们将重点介绍液压系统故障的检测与分析、电气控制系统故障的检测与分析、液压支架修理工艺、电液控制系统维护流程以及安全措施与注意事项。
通过对这些内容的深入探讨，我们可以更好地了解煤矿液压支架电液控制系统的检测修理工艺，保障煤矿生产的顺利进行。
通过对煤矿液压支架电液控制系统检测修理工艺的探讨和总结，我们可以更好地完善相关技术，提高系统的稳定性和可靠性，为煤矿生产安全和高效提供技术支持。
2. 正文2.1 液压系统故障检测与分析液压系统故障检测与分析是煤矿液压支架电液控制系统检测修理工艺中非常重要的一环。
液压系统的故障会直接影响到支架的正常运行，因此及时发现并解决问题至关重要。
液压系统的常见故障包括泄漏、压力不稳定、液压油温过高等。
当出现液压系统故障时，首先要检查液压油的油质、油位和油压是否正常。
如果发现液压油有异常情况，需要及时更换新的液压油并清洗系统。
检查液压泵、液压缸、液压阀等部件是否正常工作。
可以通过观察液压泵的运转声音、液压缸的活塞运动是否顺畅以及液压阀的开关是否灵活来判断是否存在故障。
如果发现部件故障，及时修理或更换是必要的。
还需要检查液压系统的管路连接是否紧密，液压系统的滤芯是否干净等。
这些细节问题也可能导致液压系统故障，因此不能忽视。
液压系统故障检测与分析需要综合考虑液压系统各部件的工作情况，及时发现问题并进行维修，确保支架的正常运行。
液压支架电液控制系统培训课件(综采工区)
个电源箱只能带4-6个支架控制单元，
隔 而一个工作面一般都有好几十个支
离 架控制单元，因此，在工作面上应
耦 有多个电源箱，分别给所在区域的
合 器
支架控制单元供电。为了防止控制 信号的干扰，必须使用隔离耦合器
对电信号进行隔离。
（三）压力传感器
压力传感器是电液控制系统中
用于反馈支架压力工作状态的元部
压 件。其安装在煤矿井下采煤工作面
液压支架电液 控制系统培训
主讲人：时永康
一、支架电液控制技术的定义
支架电液控制技术是将电子技
术、计算机控制技术和液压技术结
定 合为一体的新技术。 核心是通过计算机程序控制的
义
电子信号来驱动电磁阀动作，将手 动操作变为计算机控制的电子信号
操作。
二、支架电液控制技术的目的
通过改变支架的传统操作控 目 制模式，实现对支架的智能化操
置 传 感
采煤机机身上，红外线接收器安装 在液压支架上。
器
（五）采煤机红外位置发射器
红
外
位
置
发
射
器
固定在采煤机上
6301现场实物图
（五）采煤机红外位置接收器
红 外 位 置 接 收 器
一个支架连接一个，一般固定在支架的立柱上， 和发射器处在同一水平高度。
（五）采煤机红外位置传感器
3、工作原理：红外线发送器不
（二）隔离耦合器
1、用途：用来实现支架控制器
的电源组隔离和信号耦合。
隔
离
2、工作原理：利用光电隔离技
耦 合 器
术，使数字信号得到传输而对电气 信号进行隔离，从而能够实现信号
在整个系统中传输。
（二）隔离耦合器 隔 离 耦 合 器
综采工作面液压支架电液控制系统的设计
由于液压支架电液控制系统是一种计算机分布式控制系统， 并且 ＣＡＮ 总线能够有效地支持分布式控制系统， 所以采用 ＣＡＮ 总线作为此 系统的通信总线。ＣＡＮ（ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ） 即控制器局域网络， 是一 种标准的现场总线。由于其高可靠性、灵活性以及独特的设计， ＣＡＮ 总 线越来越受到人们的重视并被广泛地应用于各个领域。ＣＡＮ 总线的特点 可以概括如下：
（ 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。
半， 势必影响到整个系统的性能。从这一观点出发， 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， 每架液压支架由一台子控机进行检测和控制， 构成一个电液控制子 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：
（ ７） 通信网络布线简单， 通信介质无特殊要求， 采用双绞线即可。 基于 ＣＡＮ 总线的液压支架电液控制系统中， 每个子控机都 是 一 个 ＣＡＮ 节点， 以 ＣＡＮ 总线为纽带， 采用总线式拓扑结构连接成可以相互沟 通信息控制系统， 从而实现了子控机之间可以相互控制的要求。 节点电路原理见图 ３， 总线驱动器选用 Ｐｈｉｌｉｐｓ 的 ＰＣＡ８２Ｃ２５０， 通信控 制器选用 ＳＪＡ１０００， 微控制器选用单片机 ＡＴ８９Ｃ５５。 ＡＴ８９Ｃ５５ 是节点中 的核心部分， 负责控制及通信部分的核心， 不仅完成节点前端的控制功 能， 而且负责 ＣＡＮ 通信控制器 ＳＪＡ１０００ 设置及报文的收发。独立 ＣＡＮ 通 信控制器 ＳＪＡ１０００ 负责完成 ＣＡＮ 协议的物理层及数据层的主要功能。
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。
煤矿液压支架电液控制系统检测修理工艺
煤矿液压支架电液控制系统检测修理工艺【摘要】煤矿液压支架电液控制系统是煤矿生产中重要的设备，其检测修理工艺至关重要。
本文从液压支架电液控制系统组成及工作原理、检测工艺流程及方法、故障诊断与修理技术、安全事项以及实际案例分析与解决方案等方面进行了深入探讨。
通过本文的研究，可以有效提升煤矿液压支架电液控制系统的运行稳定性和安全性，减少事故发生的概率。
研究对于煤矿生产具有重要意义，对未来发展方向和应用前景也进行了展望，为煤矿液压支架电液控制系统的维护与保养提供了有效的参考依据。
本文旨在强调煤矿液压支架电液控制系统检测修理工艺的重要性，为煤矿生产安全和稳定做出贡献。
【关键词】煤矿液压支架、电液控制系统、检测、修理、工艺、组成、工作原理、流程、方法、故障诊断、安全事项、案例分析、解决方案、重要性、稳定性、安全性、发展方向、应用前景。
1. 引言1.1 煤矿液压支架电液控制系统检测修理工艺概述煤矿液压支架是煤矿生产中重要的设备，其电液控制系统是支架的核心部件之一，负责支架的升降、支架适应性调整等功能。
由于煤矿液压支架长期在恶劣的工作环境中运行，电液控制系统往往面临各种故障和问题。
对煤矿液压支架的电液控制系统进行定期的检测和维护十分重要。
本文将对煤矿液压支架电液控制系统检测修理工艺进行详细介绍，旨在提高支架设备的运行效率和安全性。
在本文中，将首先介绍液压支架电液控制系统的组成和工作原理，帮助读者了解支架控制系统的基本结构和工作方式。
接着，将详细介绍检测工艺流程及方法，包括检测所需的工具和设备，以及检测方法的步骤和注意事项。
将重点讨论电液控制系统常见的故障诊断与修理技术，帮助读者快速准确地解决支架控制系统的故障。
还将探讨在检测与修理过程中应注意的安全事项，以确保维修人员和设备的安全。
通过实际案例分析与解决方案，进一步帮助读者加深对煤矿液压支架电液控制系统检测修理工艺的理解和应用。
结合实际案例，总结煤矿液压支架电液控制系统检测修理工艺的重要性，对系统运行稳定性和安全性的提升意义进行深入探讨。
综采液压支架安装电液控制系统技术
自动化控制• Automatic Control126 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】综采液压支架 电液控制 系统技术液压支架安装移动中基本移架速度对综合工作面生产具有较大限制作用，液压支架电液控制系统应用能全面提升煤矿生产效率。
支架电液控制系统就是将计算机控制技术、电子技术、液压技术进行融合，逐步形成综合性应用技术。
在新时期煤矿生产开发过程中支架电液控制系统是重要应用标志，我国自主研发的综采液压支架安装电液控制系统技术文/王思威支架电液控制系统近年来发展较快，电液控制系统开始发展完善。
1 综采液压支架电液控制系统组成与运行原理在支架电液控制系统组成中，构成内容较多，主要有人机操作界面、行程传感器、压力传感器、支架控制器、红外传感器、电源箱、连接器、主阀、网络变化器、计算机、数据转换器、地面计算机等，如图1所示。
在支架电液控制系统中最小组成单元就是支架控制单元，主要是以支架控制器为基本组成核心，其中主要是融入了自动控制装置中重要应用环节，分别是传感器检测以及动作执行环节。
支架控制器中装有相应软件以及操作系统，技术人员通过按键实施相应命令，通过此支架动作以及相应工况监控采集。
工作面支架属于一个完整整体，通过电液控制能提升其应用功能，比如操作更为便捷，能确保支架控制实现自动化运转，提升安全保障作用，促使各个支架之间进行有效协调运转，发挥出支架控制器互联作用。
将工作面中各个支架控制器进行连接，组成更为完整的通信网络系统。
发挥总线技术应用价值，对控制器之间数据有效传递。
发挥嵌入式操作系统任务管理作用与实时调度作用，促使电液控制系统应用功能可以全面提升。
建立采煤机位置检测应用装置，对采煤机进行精确化定位，保障工作面支架能稳定跟随，实施自动化控制。
在综采支架电液控制系统网络管理中发挥出网络变换器应用作用，对工作面中相应数据进行管理，数据转换器将工作面中具体情况传递到巷道主控计算机中，能实现综合监控管理。
关于综采面液压支架电液控制系统的研究
行监 控 ．使 液 压 支 架 与 其他 采煤 设 备 相 配合 ， 实现 高 效 采 煤 。
关键词 ：综采 ：液压支架；电液控 制系统
等矿井灾害的袭扰 ， 保证人员的安全 ， 同时 ，
电液控制 系统 的使用 为实现 井下无 人工作 面提供 了可能性 ， 使我国煤矿生产 的 自动化
提高到一个新的水平 ，进一步保 证了人员的 安全 。
压支架 电液控制 系统 已经达到 在工作 面实 行 自动控制 、 在工作面顺槽进行控制及在地 面实 现对工作 面设备 的控制等 三种控 制功
行， 成为我 国及世界综采放顶煤第 １ 套利用 电液控制系统 的工作面 。 多 年来 困扰综 采 液压 支架 电液控 制系 统 在中 国推广 使用 的一个 主要 问题就 是价 格 问题 。为进一步降低成本 ，煤 炭科学研究 总院（ 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 司在北 京成立 了合资 经 营公 司 ， 即天地玛珂电液控制系统有 限公 司。该公司采用德 国玛珂公司电液控制系统 的关键技术 ，大部分元 件在 中国生产 ， 由德 中双方技术人员提供高质量的技术服务。天 地科 技股 份有 限公 司是煤 炭科学 研究 总院
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。目前综采液
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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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。
但是它增加了总线提升器和网终终端器两个小设备。
为了减少液压支架电液控系统的维护难度，方便煤矿维护工的维护，提高综合采煤的效率，降低劳动强度，设计一种全新的液压支架电液控制系统，要求组成主干网络的设备种类少、数量少，连接电缆芯数少，连接电缆种类少，电缆的两个端口统一。
2 新型液压支架电液控制系统
新型液压支架电液控制系统的组网图如下图所示，控制系统的主干网络只有
防爆电源和支架控制器，设备之间的连接电缆采用统一的4芯电缆，其中两芯传输电能，两芯传输控制信号。
控制系统的供电方式采用集中与分布相结合，每台电源有两路独立的电源输出，每路电源可给4台支架控制器供电。
每组电源之间实行电气隔离，同时还要满足信息的互联互通。
一个煤矿综采工作面上常有200多台支架控制器连接成一个线性网络。
控制系统的主干网络采用非主从式的总线组网结构，每台支架控制器把自己的状态信息和控制信息传输到总线上，其它支架控制器均从总线上接收信息。
每台支架控制器配置有三个总线接口，比其它电液控系统的支架控制器多了一个，一个为“右邻架接口”，一个为“左邻架接口”，一个为“隔离左邻架接口”。
其连接方式有“隔离连接”和“非隔离连接”，在同一个供电组中采用“非隔离连接”方式，支架控制器的“右邻架接口”通过4芯电缆连接到其右边相邻支架控制器的“左邻架接口”。
在不同的供电组之间采用“隔离连接”方式，支架控制器的“右邻架接口”通过4芯电缆连接到其右边相邻支架控制器的“隔离左邻架接口”，如此连接方式，在把控制信号连通的同时，断开了不同供电组的电气连接，比如，图中的控制器5与控制器6之间的连接。
另外，防爆电源的两个输出口分连接到相邻的两个支架控制器的“左邻架接口”或“右邻架接口”。
每台支架控制器另外再配接有红外接收器、压力传感器、行程传感器、驱动器、换向阀组等，就可以组成一个完整的电液控制系统。
3 新型液压支架电液控制系统的主要产品介绍
3.1 支架控制器
控制器的背部有12个电缆接口。
如图2所示。
其中6个模拟传感器信号输入接口，可连接行程传感器、压力传感器和红外接收器等；3个总线连接口，分别是“左邻架接口”、“右邻架接口”和“隔离右邻架接口”；1个驱动器接口，它连接支架控制器和电液控换向阀组，把支架控制器传来的串行控制信号进行解码后，控制相应的换向动作；2个数字通讯口，用于连接具有数字接口的附属设备。
控制器的正面布局有25个按键，2个急停装锁按钮，1个警示灯和1 个两行16个汉字的LCD显示器。
按键板结构上采用防破坏的多层设计，外层面膜与内层密封层隔离。
控制器的面板布局如图3所示。
控制器壳体采用不锈钢材料制作，达到IP67的防护等级，内部电路采用本安设计，进行高度集成的模块化设计，支架控制器由主板、按键板和显示板三块板组成，电路板之间的采用串行通信进行连接。
3.2 防爆电源
防爆电源采用隔爆兼本安设计，防护等级为IP65。
有4个外接口，两个
127V AC交流电输入/输出口，两个本安的12VDC直流电源输出。
这两个直流电源输出口的接触芯均为4芯，两芯为电源的正极与负极，另两芯为平衡方式的通信线，两个接口的通信线在电气上是隔离的，在信息流上是通过光耦方式连通的。
4 结论
本方案的液压支架电液控制系统与市场上现有的控制系统具有以下的优点：
1）组成系统的产品精简到只有电源和控制器，没有其它电液控制系统所配置的耦合器、终端器、提升器、主机等，系统设备之间的相互连接电缆统一为4芯电缆。
产品种类和产品数量的减少，增强了系统的可靠性，方便了系统的维护。
2）本方案采用了总线的组网方式，其中一台控制器故障后，自动脱离本系统，系统中的其它设备仍可以工作。
本系统用于煤矿采工作面，能大大提高采煤的效率、降低维护的难度，提高煤矿生产安全。