液压支架电液控制系统简介(中国矿业大学).ppt

液压支架,2,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。,一、系统简介,3,2007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,4,2008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。,5,2008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,城市规划面临的挑战（1）面临取消城乡户籍二元制的冲击；（2）面临土地所有制多样化的冲击（城市乡村部分土地实行私有化趋势）；（3）面临人口数量素质巨大压力,城市化压力；（4）面临资源短缺冲击（水、土地资源）；（5）面临生态安全及环境污染加大压力；（6）面临开发区热到硅谷热、光谷热的冲击、大学园区热（高科技与高新技术）；,（7）面临旅游产业高速发展的巨大冲击；（8）面临高新技术农业（生态农业、观光农业）的冲击；（9）面临经济全球化、加入WTO、市场经济的冲击；（10）面临人们思维多元化、追求个性化，多元文化、消费超前化的巨大冲击。(11)汽车进入家庭的影响；（12）信息革命的巨大影响。（生产方式、生活方式以及社会变革对城市规划的压力）,8,2009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。,9,2009年月份: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”。,10,二、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。,11,ZE07-01电液控系统图,12,1、井下主控计算机,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。,防爆型式：矿用隔爆兼本安型防爆标志：Exdib I,井下主控计算机,13,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),处理器：1GHZ 内存：512MB 显示器：171024768硬盘：双80G 工业级,系统主要配置,井下主控计算机,14,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。c)与井上主控计算机实现数据传输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。d)数据分析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。e)故障诊断具有故障诊断能力，能够诊断支架电液控制系统的网络状态、传感器故障等。f)参数配置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。,井下主控计算机主要功能,井下主控计算机,15,2、支架控制器,支架控制器,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。,防护标准:本安型。防爆等级：Ex ibI。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。0.5V4.5V 0.2mA1.0mA。开关量输入：1路开关量输入口。控制量输出：20路开关量输出口。,16,支架控制器,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：2.0V8.0V。,CAN总线通讯传输口：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：1.2V5.0V。,17,架间电缆接口,控制器安装螺母,控制器壳体,闭锁开关,急停开关,警示灯,操作按键、功能指示灯,显示屏,支架控制器,控制器人机界面系统,输入按键30个（带指示灯）、功能快捷键18个；12864点阵LCD液晶显示屏，中文显示；急停、闭锁开关各一个；警示灯一个；壳体母材为全不锈钢（304）。,18,控制器输入、输出接口系统,支架控制器,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,共6路模拟量、开关量输入口,共10路20功能输出控制口,能源接入口,12芯架间电缆接插件、,蜂鸣器,19,3、隔爆兼本安型稳压电源,a、输入电压范围：AC95245V、5060Hz。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：ExdibI。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。,本安电源,20,4、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:IP58A组供电：工作电压：DC 12V工作电流：小于100mAB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）,本安隔离器,21,5、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。,本安红外收发器,22,6、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：0.54.5V。压力范围：060Mpa。精度：+/-1.5%。环境温度：-2060。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 ibI。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。,本安压力传感器,23,7、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：0.54.5V（0.02-1mA）行程范围：0-960mm（长度可选）。分辨率：（3mm）。温度范围：-2060。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。,本安位移传感器,24,8、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：86kPa106kP；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；,主控阀组,25,9、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,压力、红外传感器电缆,电磁阀电缆,控制器架间电缆,稳压电源电缆,顺槽主机电缆,电缆及附件,26,三、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，完成工作面支架系统在采煤过程中所例行的各种功能。,27,ZE07-01型电液控制系统由地面中央控制器、井下顺槽主机、工作面支架控制系统、采煤机位置传感器等通过系统通讯总线组成网络，具备控制工作面上20-300架液压支架完成各种功能的能力。总线电缆从首架控制器开始顺序的将全部支架控制器联接起来。每个支架控制器都有自己的地址编号，地址号是按顺序连续的。总线电缆包含：工作面通讯总线、邻架间通讯线、系统电源线。,1、网络系统,网络系统,28,每一支架控制单元系统以一台支架控制器为核心，还包括作为控制器外围设备的压力传感器、位移传感器、红外线接收器、电液阀组、稳压电源、各种配套电缆等组成。工作面的支架控制器因供电关系而被分组，相邻的36个控制器由一路独立的直流电源供电，成为一个控制器组。每架间通讯通过控制器光电耦合沟通数据信号，系统总线通讯符合本质安全标准。,网络系统,29,三.二 急停、闭锁开关,急停开关紧急状态可按下急停开关、系统自动功能停止、左右若干架闭锁，此时工作面系统禁止运行自动程序。,闭锁开关本架处于故障或维护状态时，为防止误操作或发生危险可按下闭锁开关，此时本架硬件闭锁、左右邻家软件闭锁，三架禁止操作。,2、电液控制系统的主要功能-1,主要功能,30,2、电液控制系统的主要功能-2,A 本架控制：本架推溜；本架自动保压；,本架推溜：直接按N键Start本架自动推溜、自动停止，按Stop可根据需要停止！,本架自动保压：当系统启动自动保压功能时、若多次保压失败可按0键重新启动，指示灯显示状态。,主要功能,31,2、电液控制系统的主要功能-3,B 左、右邻架单架手动控制（20功能）：当按1、2选择左右邻架功能键后，再按单动作快捷键、则系统执行邻架单动作，松开按键邻架动作停止！降柱；升柱；移架；推溜；抬底；喷雾;伸平衡；收平衡；伸侧护帮；收侧护帮；伸二级护帮；收二级护帮；伸一级护帮；收一级护帮；,升柱,移架,。,主要功能,32,2、电液控制系统的主要功能-4,当按1、2选择左右邻架功能键后，菜单按顺序显视所有单动作功能，此时可用J、M键选择动作，用Enter执行！伸伸缩梁（菜单）；收伸缩梁（菜单）;伸备用1（菜单）；收备用1（菜单）；伸备用2（菜单）；收备用2（菜单）。,伸伸缩梁收伸缩梁伸备用一收备用一,伸伸缩梁收伸缩梁伸备用一收备用一伸备用一收备用一升柱 降柱-,菜单操作,执行键,选择功能键,主要功能,33,A 本架控制：本架推溜、本架自动保压；B 左、右邻架单架手动控制（20功能）：降柱；升柱；移架；推溜；抬底；喷雾;伸平衡；收平衡；伸侧护帮；收侧护帮；伸二级护帮；收二级护帮；伸一级护帮；收一级护帮；伸伸缩梁（菜单）；收伸缩梁（菜单）;伸备用1（菜单）；收备用1（菜单）；伸备用2（菜单）；收备用2（菜单）。,2、电液控制系统的主要功能,主要功能,34,C 左、右邻架单架自动顺序联动控制单架降柱（抬底）移架等联动单架自动降柱（抬底）移架升柱联动（含辅助功能）。D 左、右成组单动作自动顺序控制 成组伸一级护帮；成组收一级护帮；成组伸二级护帮；成组收二级护帮；成组伸伸缩梁；成组收伸缩梁；成组推溜；成组拉溜；成组喷雾。,E左、右成组复合动作自动顺序控制成组自动降柱（抬底）移架升柱联动（含辅助功能）；成组自动降柱（抬底）移架升柱推溜联动（含辅助功能）；成组伸二、一级护帮板；成组收一、二级护帮板。,主要功能,35,F 自动跟机功能a、根据采煤机位置检测信号执行自动喷雾功能。b、降-（抬底）-移-升-推溜（可增辅助功能）,主要功能,36,谢 谢！,