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

中图分类号 td355.4 文献标识码 a 文章编号 1673-9671-（2013）012-0100-02

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127vac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。