智能工作面液压支架电液控制系统端头控制器设计

随着无人值守智能化综采工作面建设的不断推进,对液压支架电液控制系统的自动化控制功能提出了更高的技术要求。基于目前国内开发的电液控制技术在满足智能化生产技术要求方面,存在通信速率低、响应不及时和可靠性差等问题,开发了一种基于32位处理器的液压支架电液控制系统端头控制器,设计了基于工业以太网和CAN总线的端头控制器通信架构。根据无人值守智能化综采工作面具有智能感知、智能决策和自动控制的技术要求,在端头控制器中设计了参数巡检、参数修改、在线升级和跟机自动控制功能。为了应对智能化综采工作面对液压支架电液控制系统数据标准化、规范化的要求,端头控制器可以对液压支架电液控制系统产生的数据按照基于位号的数据编码标准进行编码。通过综采工作面“三机”实验平台进行实验,结果表明：端头控制器从发出巡检指令到接收到实验平台27台支架控制器的数据,整个过程用时1.8 s,比使用RS485通信实现参数巡检快1.5 s;端头控制器发送的升级程序大小为38 KiB,传输时间为1.2 s。经过测试,综采工作面所有支架控制器从接收升级命令到一起升级成功用时为4～6 s,达到了预期目标;端头控制器可以根据采煤机位置控制相应液...     

基于IAP的支架控制系统程序在线升级方案

为了解决液压支架电液控制系统控制程序现场升级不便、操作复杂的问题,提出了一种基于IAP技术的系统程序在线升级方案,建立了基于三级网络通信结构的程序在线下载模式,由防爆计算机提取程序代码,并发送至端头控制器,再由端头控制器对每一台支架控制器进行程序升级。针对煤矿井下复杂的电磁环境,在IAP技术的基础上增加了XRAM存储环节和数据校验环节,避免了由于数据通信错误而造成软件升级失败的问题,提高了程序在线升级的可靠性,并基于PowerBuilder开发平台开发了一套HEX文件代码处理软件,实现了程序代码的自动提取。     

液压支架电液控制系统急停控制方案研究

针对现有液压支架电液控制设备在急停控制方面存在的可靠性低、解停不方便等问题,提出了一种基于C8051F020单片机的液压支架电液控制系统急停控制方案,制定了以专用RS485总线为急停通信通道的传输方式以及急停与复位功能互锁的具体实施方案,并采用软件方式实现了支架控制器急停故障定位与诊断以及断电时的急停状态记忆功能。基于该急停控制方案的液压支架电液控制系统已应用于某煤矿,取得了良好的效果。     

液压支架控制器自动化检测装置研究

针对煤矿液压支架控制器检测过程中存在测试效率较低的问题,设计了一种液压支架控制器自动化检测装置。该装置实现了液压支架控制器功能、性能和可靠性的自动检测,提高了液压支架控制器的检测效率、软件适应性能和产品质量,对液压支架电液控制系统的发展起到了积极的促进作用。     

基于PM31系统的液压支架成组多架同步自动控制的研究

针对PM31液压支架电液控制系统存在单个支架的非自动控制效率低、成组单架的顺序自动控制速度滞后于割煤速度的问题,提出了一种利用该系统中液压支架控制器的固有程序来实现成组多架同步自动控制的方案,即通过干线电缆及终端器将每个支架的控制器互联,控制器根据采集到的支架推移行程传感器和立柱压力传感器中的数据控制电磁、电液驱动装置执行成组支架同步动作。实践表明,该方案应用效果良好,大大提高了综采工作面的回采效率。     

自动化采煤控制系统设计

针对目前国内综采工作面自动化程度低的问题,提出了一种自动化采煤控制系统总体设计方案,重点阐述了该系统自动化采煤控制工艺及其实现方案。该系统采用RS485双总线通信模式,通过支架控制器将采煤机位置、液压支架状态等参数实时上传至端头服务器,端头服务器将参数上传至集控计算机进行显示,集控计算机通过端头服务器向支架控制器发送控制命令,完成对液压支架动作的双闭环控制,同时集控计算机向采煤机控制器发送控制命令,自动控制采煤机摇臂高度,从而实现工作面自动化采煤。     

CAN总线在液压支架控制器的应用

针对煤矿综采工作面电液控制系统中液压支架多而分散、系统信息量大、调试不方便等特点,介绍了一种基于CAN总线的液压支架控制器的设计方案.通过CAN总线,服务器和液压支架控制器节点可直接进行通信,形成分布式网络,简化了系统结构,实现多液压支架的分散安装和集中控制功能.本文介绍了系统的整体结构、工作原理、液压支架控制器节点的硬件设计和CAN应用层协议以及软件通信设计..     

液压支架电液控制系统自动化测试平台研制

针对现有液压支架电液控制系统功能测试方法存在实现成本高、测试效率低、无法自动记录测试数据的问题,同时为了便捷验证液压支架电液控制系统的控制逻辑对综采工作面工况的适应性,以SAC型液压支架电液控制系统为研究对象,研制了一种液压支架电液控制系统自动化测试平台。该测试平台采用测试管理平台协调多个检测装置协同执行测试用例,利用仿真技术模拟各种传感器数据的变化过程,利用多路通信网络实现测试数据的实时汇总,利用多路继电器切换实现多功能的复用,可以根据具体的综采工作面应用配套实现检测装置端口功能自动化配置和管理,实现了液压支架电液控制系统的单动功能测试、成组功能测试、自动跟机功能测试及综采工作面工况适应性测试的自动化,提高了测试效率和测试准确性,为研究综采工作面顶板垮落、底板凹凸等复杂工况下电液控制系统的自适应性提供了有效手段。     

综采工作面液压支架集中控制系统设计

针对现有液压支架电液控制系统存在自动化程度低等问题,设计了一种综采工作面液压支架集中控制系统,详细介绍了该系统的硬件组成和软件设计,阐述了液压支架集中控制的实现过程。试验结果表明,该系统可实现液压支架的集中控制,通信稳定,实时性高,能满足煤矿生产实际需求。     

液压支架精确推移控制方案研究与应用

针对液压支架液压系统存在控制精度差、支架推移步距不一致等问题,提出了一种液压支架精确推移控制方案。该方案通过引入推移控制逻辑阀,并优化电液控制系统自动推移控制流程,实现移架、推溜动作精确控制及销轴间隙自动消除功能。实验及现场应用结果表明,该方案提高了综采工作面液压支架自动推移控制精度,保证了支架推移步距的统一。     

基于GD32的网络在线烧写技术研究

针对国产微控制器终端设备程序升级需要拆卸设备问题,提出了基于GD32网络在线烧写固件的方案,通过手持控制器实现对终端设备的应用程序软件升级,达到无须仿真器更新固件程序目的。该方案详细论述了在线烧写系统的组成,在应用编程技术的工作原理,以及上位机程序、手持控制器和终端设备模块各功能设计与实现,并给出了各个模块的使用步骤和方法。终端设备采用多分区操作,保证系统在升级过程中即使发生异常,也不会导致产品变砖,充分提高了系统的可维护性与容错性,手持控制器在外场升级携带方便,维护简单、方便、快捷,实验测试表明,在线更新后的固件程序能够正确运行,从而解决外场拆卸产品和挂载仿真器更新程序的困难。     

一种星载软件重构系统的设计与实现

针对航天器寿命延长与功能复杂度提升带来的对软件在轨重构和升级的迫切需求,基于SpaceWire设计了一种对星载软件升级与重构进行统一管理的网络,并设计实现了一款通用的软件维护控制器;星载软件重构网络通过SpaceWire路由器连接大容量存储模块以及星载计算机、载荷处理器等需要进行软件重构的终端设备,大容量存储器作为共享的存储资源池,用于接收各类星载设备的重构和升级软件程序,直接将软件程序通过SpaceWire分发到相应的设备,软件维护控制器位于终端设备内部,对软件重构数据进行统一格式封装,支持软件升级数据的片段化更新、软件ECC编码存储、软件APP切换控制等功能,解决星载软件升级缺乏统一操作流程、缺乏通用通信协议、缺乏高可靠设计支持的困境,并且该控制器采用抗辐射加固ASIC设计,满足宇航使用环境要求,为实现星载软件的灵活、便捷在轨重构奠定基础。     

自动化工作面液压支架控制器设计

针对目前大多数煤矿仍采用手动方式操控液压支架控制器而导致作业效率低、操作安全性差等问题,介绍了一种自动化工作面液压支架控制器的硬件设计方案,重点阐述了该控制器集控功能及自诊断功能的实现方案。该控制器采用双控制核心结构及双RS485总线通信模式,可对液压支架顶板压力、推溜位移、采煤机位置等信息进行实时监测、处理及上传;可根据端头控制器发来的工艺指令自动跟踪采煤机,完成自动拉架、自动推溜等自动化采煤作业流程;采用I2C总线通信方式实现了自诊断功能,可实时监测并修正液压支架的故障动作信号。地面工业性试验及故障模拟实验验证了该控制器设计方案的正确性。     

刨煤机工作面液压支架电液控制系统

主要介绍了刨煤机工作面液压支架电液控制系统的工作原理及其特点,子控机和主控机的硬件组成及其功能,和采用CAN总线的系统通信。     

基于双CAN总线的液压支架控制系统的设计

针对矿井综采工作面环境恶劣及液压支架节点数量较多的问题,文章提出了一种基于双CAN总线的液压支架控制系统的设计方案,分析了系统工作环境,给出了系统结构,详细介绍了控制器节点的硬件及软件设计,并阐述了双CAN总线通信的实现。该系统根据系统的工作要求将总线上的数据分为邻架操作和支架状态2种数据,并且分2个不同的通道传递数据,在总线出现故障时实现通道的自动切换功能。实际应用表明,在总线和所有节点工作正常的情况下,该系统的实时性比采用单个CAN总线有较大提高;在1条总线中断的情况下,基于单CAN总线的通信系统将瘫痪,而基于双CAN总线的通信系统仍可正常工作,且实时性能与基于单CAN总线的通信系统相比没有下降。该方案为双CAN总线的应用和提高液压支架控制系统通信网络的性能提供了一个新的设计思想。     

MIMO adaptive fuzzy terminal sliding-mode controller for robotic manipulators

A new design approach of a multiple-input-multiple-output (MIMO) adaptive fuzzy terminal sliding-mode controller (AFTSMC) for robotic manipulators is described in this article. A terminal sliding-mode controller (TSMC) can drive system tracking error to converge to zero in finite time. The AFTSMC, incorporating the fuzzy logic controller (FLC), the TSMC, and an adaptive scheme, is designed to retain the advantages of the TSMC while reducing the chattering. The adaptive law is designed on the basis of the Lyapunov stability criterion. The self-tuning parameters are adapted online to improve the performance of the fuzzy terminal sliding-mode controller (FTSMC). Thus, it does not require detailed system parameters for the presented AFTSMC. The simulation results demonstrate that the MIMO AFTSMC can provide a reasonable tracking performance.     

酒钢老原料控制系统升级改造与实施

介绍了酒钢储运部老料场控制系统由原美国罗克韦尔公司PLC5系列可编程控制器,上位监控软件采用Rsview32,各系统之间以DH+方式实现通讯,处理器之间以MSG指令进行数据传输,首次使用在线改造将美国罗可韦尔公司PLC5系列产品升级至ControlLogix系统。     

面向电压监测终端的远程升级加密通讯方法

随着智能终端应用的日益增长和对其功能需求的不断提高,需要对嵌入式软件进行远程在应用升级。针对电压监测终端远程在线升级的安全性,从前的升级只考虑实现升级功能,而忽视升级效率和安全性,造成升级软件易被第三方窃取等问题,提出了一种在线升级加密通讯方法,通过对电压监测系统的架构、通讯规约、文件结构及加密方法等进行了分析和研究,采用断点续传、Fibonacci矩阵和Diffie-Hellman密钥交换等方法,既保证了升级操作的升级效率,又实现了安全性,容错性。实践结果表明,此种升级加密通讯方法,提高了终端的升级效率和安全。     

液压抓斗控制器在环仿真系统设计与测试

摘要：为了解决液压抓斗控制器在实际工作应用中出现的故障问题,也为了更好的对液压抓斗控制器进行检测,基于有线通信、无线通信知识研究和设计了液压抓斗控制器在环仿真与测试系统,解决了工程应用中对液压抓斗控制器工作参数的检测,系统实现了在线模拟液压抓斗控制器工作状态的目的。系统由PC端上位机、USB-CAN、模拟量输出模块、电磁阀、单片机数据处理模块五部分组成。系统综合运用了有线通信和无线通信的知识进行了研究设计。通过实际验证,研究和设计的液压抓斗控制器在环仿真与测试系统能够有效且准确的对液压抓斗控制器的工作参数进行实时检测,工作稳定,使用方便。