液压支架电液控制系统软件在线升级方案设计

针对现有液压支架间架控制器与端头控制器的软件升级需要技术人员在井下对控制器逐一拆装操作,且耗时长、效率低的问题,提出了一种液压支架电液控制系统软件在线升级方案,详细介绍了液压支架电液控制系统组成、代码存储空间变化及在线升级的相关程序流程,并给出了实验数据及分析。该方案实现了对间架控制器和端头控制器的远程在线升级,升级过程简单方便,且升级速度快。     

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。     

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。     

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。     

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总线通信故障检测与诊断方法

通信系统是综采工作面液压支架电液控制系统信息传递的通道与桥梁,目前多采用CAN总线作为通信总线,易受井下复杂电磁环境的干扰,导致支架控制器内部通信硬件出现故障,造成控制器“失联”现象,且CAN总线通信系统采用多主通信模式,单台控制器“失联”将导致整个电液控制系统无法正常工作,造成安全隐患。设计了CAN通信保护电路,可使通信系统在较大负载情况下稳定运行,在复杂环境中具有较强的抗干扰性。基于CAN总线通信协议,结合令牌环网思想,提出了CAN总线通信故障检测与诊断方法,通过合理设计数据的帧结构与故障检测方式,弥补了CAN总线通信模式下节点丢失时难以定位的缺陷,并将增加数据长度对传输负载的影响降到最低,确保良好的通信性能。以2台端头控制器配合6台液压支架控制器组成环网,通过上位机不定时下发命令模拟井下实际操作时总线真实的负载情况,对液压支架电液控制系统总线通信故障检测与诊断方法进行实验验证,结果表明：该方法对系统负载率的影响较低,不会影响系统的正常运行;当出现故障节点时,可在300 ms内检测出故障控制器并向全工作面报警,故障排除率达100%。     

综采工作面刮板输送机的自动化、智能化控制技术

从综采工作面刮板输送机的电动机软启动控制和机电设备工况监测两个方面,综述了刮板输送机的自动化、智能化控制技术,指出综采工作面刮板输送机的自动化、智能化必将推动刮板输送机无人值守的实现,进而推动采煤机、液压支架和刮板输送机联动作业的、无人的和全自动工作面的实现。     

液压支架远程监控平台的设计与实现

为提升煤矿井下综采工作面液压支架工作效率、保证工作面安全生产,设计并实现液压支架远程监控平台。根据液压支架工艺流程,设计监控平台总体架构,采用CAN总线通信与TCP/IP通信相结合的方式实现工作面所有液压支架数据的实时、准确传送。详细分析了基于远程监控平台的动作、控制以及通信方案,最后给出液压支架远程监控平台界面设计步骤,为实现综采工作面的智能化、少人化提供一种解决方案。     

液压支架运行状态分级监测系统研制

针对现有液压支架状态监测系统参数监测集中程度低,不能同时为就地控制和集中控制提供实时数据的问题,研制了一种基于RS485通信网络的液压支架运行状态分级监测系统。该系统通过支架控制器实时采集各个传感器的运行参数,通过架间RS485通信将运行参数传输至工作面相邻支架控制器,为就地控制提供实时数据;同时,通过RS485通信将运行参数传输至端头控制器和集控计算机,为集中控制提供实时数据依据。井下工业性试验结果表明,该系统可实现液压支架运行参数的连续采集、实时上传、集中管理等功能,满足井下实际生产的需要。     

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。     

基于CAN总线的液压支架电液控制系统的开发

针对煤层智能化开采程度低的问题,提出一种基于CAN总线的液压支架电液控制系统。在分析煤层采煤工艺的基础上设计了电液控制系统的硬件结构,并根据实际控制需求进行了软件设计。通过双CAN总线通信实验发现,控制系统可以实现远程对通信功能的控制,可提高液压支架电液控制的效率。     

基于LoRaWAN的液压支架状态监测系统

针对现有液压支架状态监测系统通信不稳定、抗干扰能力差等问题,设计了一种基于LoRaWAN的液压支架状态监测系统。传感器节点采用速率自适应技术周期性上传数据,出现异常状态时可主动上传数据,并采用顺序轮询方式降低传输误差率;网关通过独立的上下行信道同时传输上下行指令,降低了上下行指令碰撞概率,提高了数据转发效率。为保证综采工作面信号覆盖,在巷道转角处安装网关,通过一次跳传将综采工作面LoRa无线信号转发至应用平台。实验结果表明,该系统可有效覆盖整个综采工作面,实现了液压支架状态信息监测,通信距离为150m时,数据传输丢包率为0,单个传感器节点数据传输时间约为0.29s,系统采集周期在200s内,满足应用需求。     

综采工作面自动化控制系统设计

为了实现综采工作面设备的协同自动化运行,设计了一种综采工作面自动化控制系统,介绍了工作面"三机"控制系统、带式输送机控制系统、采煤机控制系统、液压支架电液控制系统、泵站控制系统的构成和功能实现。该综采工作面自动化控制系统的应用实现了工作面各子系统内部全面的信息集成,通过工作面集控系统可有效对综采工作面设备进行集中控制。     

液压支架电液控制系统的急停功能设计

针对现有电液控制系统抗干扰性能较差的问题,结合煤矿井下综采工作面特点,提出了一种基于C8051F020单片机的液压支架电液控制系统急停功能的设计方案,介绍了急停功能的实现过程。该方案在采煤工作面出现紧急情况时,操作急停按钮可使整个工作面上的所有液压支架立即停止动作,并不再响应任何操作指令;在危险情况排除后,操作解停按钮就可以使采煤工作面恢复正常工作。功能调试结果验证了该方案的可行性。     

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。     

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。     

薄煤层综采工作面自动化技术综述

分析了国内外薄煤层综采工作面自动化技术的发展现状,介绍了薄煤层综采工作面自动化系统结构、采煤机自动化控制技术、液压支架电液控制技术、刮板输送机自动化控制技术及采场空间环境可视化监测技术,指出了薄煤层综采工作面自动化技术的发展趋势:采用先进工艺提高采煤机、液压支架等设备的工作可靠性;提高薄煤层综采工作面自动化系统的自动化程度,完善控制系统与故障诊断系统,提高对各种采煤环境的适应能力;从有链牵引向无链牵引及电牵引方向发展;进一步研究综采工作面可视化监测系统。     

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。     

大采高智能化综采装备关键技术研究

为了保障智能化综采装备安全高效运行和智能化综采技术常态化应用,以陕西黄陵二号煤矿有限公司大采高综采工作面为例,针对采煤机、液压支架、视频系统等智能化综采装备,重点研究了采煤机精准调高传感器及其保护装置、机械和液压系统可靠性、CAN总线通信隔离、远程启停控制、外喷雾装置,液压支架压力及行程传感器、推溜控制,视频系统高性能广角摄像仪和多角度调节安装架等关键技术,从而不断提升大采高智能化综采装备的可靠性和监控精准度。