PM31型液压支架电液控制系统
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PM31型液压支架电液控制系统是实现综采工作面生产自动化的主要装置之一,主要由控制器、传感器、高强度专用电缆和主控计算机组成。
利用本系统可实现综采工作面生产设备的自动控制,提高工作面生产效率,改善工作面生产条件,达到安全生产的目的。
由北京天地玛珂电液控制系统有限公司开发的PM31液压支架电液控制具有技术先进、安全可靠、适用条件广的特点。
The control system is one of the main equipment to fulfil automatic production in fully mechanized coal mining face. The control system mainly consists of a controller, electro-hydraulic control valves, sensors, special high strength electric cables and mainly-controlled computer. With the application of the control system, the production equipment of the fully mechanized coal mining face can fulfil automatic control. The production efficiency and conditions can be improved, and safety production can be obtained. PM31 elector-hydraulic control system of hydraulic powered support developed by Beijing Tiandi-Marco Electro-Hydraulic Control System Company, is advanced in technology and safety reliability, meanwhile, it has a feature to be applied in different conditions.
系统部分配件对照表(各种电缆长度可根据现场具体条件修改)
PM31型液压支架电液控制系统通讯故障处理
德国Marco公司PM31型液压支架电液控制系统经过在兖州矿业(集团)公司济宁二号煤矿23上01工作面的试验以后,又在93上05工作面及93上08工作面推广应用。
为了在日常工作中做好此系统的维护,并对出现的故障进行及时维修,他们首先对在运转中出现的通讯故障现象及处理方法进行了总结,对于该设备的国内其他用户有着明显的参考价值。
①现象:在控制台的控制器显示“com.error250”;原因:工作面断电、工作面与外部相连的耦合器损坏、主控机与工作面的连接电缆断开;处理方法:先确定工作面是否断电,然后确定耦合器是否损坏,最后再排查主控机与工作面的连接电缆。
②现象:工作面的控制器显示“com.error250”;原因:工作面到控制台的耦合器损坏、最后一个控制器的通讯口损坏、最后一个控制器与耦合器的电缆断开、控制台的耦合器到工作面的电缆断开;处理方法:首先确定故障点,再确定更换耦合器、控制器或者电缆。
③现象:工作面的控制器显示“com.error255”;原因:控制台的主控机断电、控制台的控制器闭锁;处理方法:先供电,然后检查电缆是否有问题。
④现象:工作面的控制器显示“com.error***”;原因:此液压支架附近的控制器没有固定好或者电缆没有插好、控制器或者电缆损坏、TBUS电压太低致使控制器未能启动;处理方法:固定好控制器、电缆或者更换控制器、电缆,更换总线提升器或检查是哪根电缆漏电。
⑤现象:工作面的控制器显示“E-STOP***”;原因:在第***号液压支架的控制器按下急停旋钮;处理方法:拔出旋钮。
⑥现象:工作面的控制器显示“TB CUT﹤/﹥***”或者“TB DEFECT﹤/﹥***”;原因:TBUS信号中断或者失效、电缆或者控制器损坏,如果指向耦合器则可能是耦合器坏;处理方法:更换控制器、电缆或耦合器。
5 支架电液控制系统传感器故障处理
德国Marco公司PM31型液压支架电液控制系统已在兖州矿业(集团)公司济宁二号煤矿应用。
最近,他们对在运转中出现的推溜行程传感器、尾梁与插板传感器和压力传感器的故障现象及处理方法进行了总结,对于该设备国内其他用户有一定参考价值。
①现象:显示???、传感器测量值超出量程或明显与实际不符或损坏。
其原因与处理方法如下:传感器插座与传感器线连接处接线端子被压坏,产生漏电,应换接线端子;个别传感器下井前测试不完全、方法不正确或测量用电池电压低造成测量结果不真实,应换千斤顶并到地面更换传感器;传感器下井后没有及时安装,导致千斤顶进水或千斤顶有裂隙造成进水,发生漏电,应换千斤顶到地面调试;本液压支架或同一个电源组内其它传感器或电缆的损伤导致漏电、短路电流干扰对本传感器测量值产生干扰,先找出漏电处再换有关设备;由于传感器干簧管位置差异导致过推现象产生,即千斤顶推出位置导致小磁环超出传感器电路测量范围,这种情况不用处理;传感器连接线损伤或未接线导致线头外露,从而与千斤顶外壳或大地直通短路、漏电,应更换接线;传感器本身出现故障时,应更换千斤顶并到地面更换传感器。
②现象:显示***、传感器无测量值、与压力传感器实际明显不符的值或随支架升降保持恒值。
其原因与处理方法如下:传感器插座与传感器线连接的接线端子处断开或接触不良,应换接线端子;控制器
检测口或护套电缆损坏,应换控制器或电缆;传感器接线断开或传感器本身出现故障,应更换千斤顶并到地面换传感器;部分传感器插座未连接传感器线,应连接好;压力传感器、控制器检测口坏或控制器与传感器的连接电缆坏,应更换传感器、控制器或电缆。
6 支架电液控制系统尾梁与插板传感器故障处理
兖州矿业(集团)公司济宁二号煤矿对PM31型液压支架电液控制系统推溜行程传感器故障现象及处理方法进行了总结。
①现象:显示???、传感器测量值超出量程或明显与实际不符。
原因与处理方法:个别传感器在下井前测试不完全、方法不正确或测量用电池电压低造成测量结果不真实,应换千斤顶并到地面调试;千斤顶本身有裂隙造成进水,发生漏电,应换千斤顶;本支架或同一电源组内其它传感器或电缆损伤导致漏电、短路电流干扰对本传感器量值产生干扰,找出漏电处换有关设备;传感器插座与传感器线连接处损伤或未接线导致线头外露,从而与千斤顶外壳或大地直通短路、漏电,应换接线;传感器本身故障,应换千斤顶并到地面换传感器。
②现象:显示***、传感器无测量值。
原因与处理方法:传感器插座与传感器线接线端子处断开或接触不良,应换接线端子;控制器检测口或护套电缆坏,应换控制器或电缆;传感器接线断开或传感器出现故障,应换千斤顶并到地面换传感器。
7 液压支架电液控制系统电气故障处理
兖州矿业(集团)公司济宁二号煤矿对PM31型液压支架电液控制系统在几个工作面运转中出现的控制器故障、驱动器故障和耦合器故障现象及处理方法进行了总结,对于国内其他用户可以起到参考作用。
⑴控制器。
①现象:控制器黑屏、连续复位、KB ERROR;原因:控制器损坏;处理方法:更换控制器。
②现象:接口损坏(控制器后面的10个接口都有可能发生这种情况),在更换了与接口相连的新电缆和设备以后仍然显示不正常;处理方法:更换控制器。
③现象:只在本控制器上显示“VTBUS LOW!!!”;原因:TBUS电压偏低;处理方法:更换控制器。
④现象:只在本控制器显示“WRONG NETADR”;原因:网络地址错误;处理方法:按下“K”键复位后,进入引导程序(BOOTER),手动设置网络地址,按“M”键复位后自动从邻架得到应用程序。
⑤现象:只在本控制器显示“comm.Error》”;原因:产生通讯故障;处理方法:在确定电缆是完好的以后更换控制器。
⑵驱动器。
现象:在SERVICE列显示ERROR、COM、LL、STOP、V十六进制码、AMP;处理方法:对于显示ERROR的换驱动器,对于显示COM的在排除是控制器接口的故障以后更换控制器与驱动器的连接电缆,对显示LL的打开控制器的闭锁,对于显示STOP的打开邻架控制器的闭锁,对于显示V十六进制码的检查是哪一根或者哪几根驱动器与电磁阀连接的电缆产生故障并且更换损坏的电缆,对于显示AMP的则不用加以处理。
⑶耦合器。
现象:TBUS信号在此耦合器处中断,而且相连的电缆完好;处理方法:更换耦合器。
要保证工作面液压支架自动化,就必须保证每一个支架上的设备如控制器、相关电缆、驱动器、耦合器等完好无损。
当有异常情况出现的时候,首先根据其故障现象判断可能存在的故障点,然后进行逐一排除,最后对确定的故障点进行处理。
8 液压支架PM31电液控制系统安装调试
兖州矿业(集团)公司济宁二号煤矿从PM31电液控制系统技术要求入手,结合综采工作面液压支架数量,优化系统安装设计,确定主要部件数量,提高了系统安装质量和效率,降低了系统故障发生率,对今后PM31电液控制系统安装具有重要的借鉴价值。
①配置设计。
该矿93上10综采工作面切眼安装液压支架87组,正常支架为ZY4000/10/23型,端头支架为ZYG4300/13/26型,操纵方式为电液控制。
根据PM31电液控制系统配置原则和要求,要形成完整的控制系统,实现支架降柱、移架、推溜单动作及成组自动控制,87架液压支架需安装87个控制器。
由于在设计系统允许范围内可让部分电源箱为13个或者14个控制箱提供电源,所以让1#~5#电源箱分别为12个控制器提供电源,6#、7#电源箱分别为13个和14个控制器提供电源,共需电源箱7个、耦合器13个、TBUS总线提升器14个,使用设备少且能满足系统运行需要。
②通电调试。
PM31电液控制系统能实现支架控制、操作和监测是基于控制器内部的应用软件平台,在该系统物理结构形成后需进行程序传输及调试,使之能实现软件赋予的功能。
系统通电后,在各个部件连接正常的情况下,控制器内存在着有无程序的问题。
现场应用中,有三种情况为控制器传输程序:用专用的程序存储器FEP向单个控制器传程序;由一个控制器向其它控制器传程序;某个控制器从邻架控制器传入程序。
前两种情况传输程序都需进入控制器引导程序,其方法是在控制器上电或者对控制器复位以后长按启动键,输入控制器密码,进入引导程序后设置控制器号码、程序传输方向和需传输个数。
第三种情况是本架控制器内部没有程序,邻架控制器已存储程序,则不含程序的控制器上电后自动从邻架获得程序。
程序传输完成后,控制器正常显示支柱当时压力值、采煤机所在液压支架号码、采煤机行进方向和推移千斤顶当时行程值。
调试完成后,PM31电液控制系统就能实现液压支架降柱、推溜、升柱及成组自动控制。
9 PM31型液压支架电液控制系统故障处理
为了在日常工作中做好PM31型液压支架电液控制系统的维护,并对出现的故障进行及时维修,兖州矿业(集团)公司济宁二号煤矿对该系统在运转中出现的电源故障以及总线提升器和网络终端故障现象及处理方法进行了总结。
⑴电源故障。
①现象:电源提供的一路12V直流电不正常,使本电源组内的控制器不能启动;原因:电源模块或电源线坏;处理方法:换电源模块或电源线。
②现象:电源提供的二路12V直流电不正常,使本电源的控制器不能启动;原因:电源或电源线坏;处理方法:换电源或电源线。
③现象:电源提供的直流电是正常的,但本电源组内的控制器不能启动或反复复位,同时电源的指示灯变红而不是正常时的绿色;原因:本电源组内存在漏电地方;处理方法:先使电源只接一个控制器,观察控制器能否启动。
若不能正常启动,此控制器或它的电缆存在漏电地方。
如能正常启动,则再接一个控制器观看效果。
通过这种方法判断漏电是在哪一个控制器。
接下来只插上该控制器架间电缆观察结果,然后一根一根插上其余电缆,以确定是哪一根电缆的故障,最终可找到故障点。
⑵总线提升器和网络终端故障。
总线提升器是保证TBUS总线正常信号传输的设备。
如果总线提升器发生故障,则该电源组内的控制器不能够正常启动,只有更换新的提升器才能够排除故障。
网络终端是保证整个系统正常通讯的重要设备。
由于全工作面只有两个,如果发生故障,则系统显示通讯故障点在系统的一端。
处理方法是更换部件。
要保证工作面液压支架自动化,就必须保证每一个支架上的设备如相关电缆、总线提升器等完好无损。
当有异常情况出现的时候,首先根据其故障现象判断故障点,然
后进行逐一排除。
PM31型液压支架电液控制系统
由中德合资天玛电液系统有限责任公司生产的电液控制系统是在德国Marco公司的PM31型液压支架电液控制系统(具有技术先进、功能完善、性能可靠、价格适中的特点,在德国占有70%以上的市场)基础上,结合我国的具体技术和生产条件进行改进和国产化而成。
整个系统为本质安全型,可实现三个级别的控制。
(1)支架控制:主要由支架控制器、压力传感器、千斤顶行程传感器、电磁阀驱动器、电磁阀组、高强度专用电缆等组成,可实现支架的自动移架、自动推溜、自动放煤、自动喷雾等单架或成组自动控制功能并可对支架的所有动作进行单独控制。
(2)工作面巷道级控制:在工作面巷道内的井下主控计算机上,可实现根据采煤工艺要求的跟机自动化和其他控制功能。
(3)地面级监测控制:地面监控主机通过光纤或MODEM与井下中心控制机通讯,实现在地面对支架的监测与控制。
电液控制系统集监测与控制于一体,保证了工作面液压支架的初撑力、带压擦顶移架等问题,合理地解决了在工作面支护中,液压支架初撑力达不到额定阻力和带压移架问题,防止了支架前方片帮冒顶的问题,为改善工作面顶板的维护提供了有利条件,可减少顶板事故的发生。
同时,由于操作人员可邻架控制、远离工作面控制,故可避免遭受冲击地压、粉尘等矿井灾害的袭扰,保证了人员的安全。
电液控制系统的采用,取消了人工控制过程中的辅助时间,反应速度快,同时可对多个支架进行成组操作。
同时在工作面巷道的远程控制,以及与其它设备的协调动作,为工作面自动化提供了可能。
技术指标:(1)井下主控制器型号:PM3.1/ZE;操作系统:Linux,Win98,Win NT;微处理器:NS Geode 300MHZ;主存储器:64Mbyte DRAM;硬盘:2×12GByte;电源:AC127 V;外壳防护等级:IP65;(2)支架控制器型号:PM3.1/SG/C;微处理器:64180;存储器容量:EPROM 32K,RAM96K;工作电压:DC12;工作电流35~60 mA;外壳防护等级:IP68.(3)电液阀组型号:OHE-210351;工作电压:DC12 V;工作电流:110 mA。
(4)电磁阀驱动器型号:MCV/8/D;驱动的电磁阀数:8个单元(16个线圈);工作电压:DC12 V;(5)电源箱型号:NTZ/D/2×1.5;额定负载电流:1.5 A;整定电流:1.4 A.(6)电源隔离信号耦合器型号:PM3/PA/11;工作电压:DC12 V.(7)网络终端器型号:PM3/ACK;工作电压:DC6~30 V;工作电流:3.5 mA.(8)TBUS总线提升器型号:PM3/PA/TPU;工作电压:DC12 V;工作电流:5 mA.(9)压力传感器型号:SNS/DMD;工作电压:DC12 V。
(10)行程传感器型号:SNS/RS;分辨度:3 mm;工作电压:12 V ;使用条件:在煤矿综采工作面、综采放顶煤工作面、刨煤机工作面均可使用。