本课题是国家国际科技合作专项(S2013ZR0493)“无人值守工作面液压支架电液控制系统的研制”的主要内容。立项以来,已开发出基于C8051F020单片机的ZDYZ-JK型液压支架间架控制器,并于2013年7月起,在晋煤集团古书院矿进行了工业性试验,在工业性试验过程中,还存在着系统功能缺少,产品性能稳定性不足等问题。随着技术的进一步发展,国内电液控制技术水平不断进步,功能不断完善,且煤矿自动化生产对液压支架的自动控制要求不断提高。针对上述问题,项目组开展了基于16位单片机的电液控制系统研制,确定了液压支架控制器的总体设计方案,开发了部分软硬件。但与国内外先进的系统相比,结合本项目上一代控制器在井下运行的实际情况,现有设计方案仍存在一定的缺陷。因此,本课题的研究内容就是在现有第二代支架控制器设计方案的基础上,改进各项设计,完善有关功能。并根据项目实际需求,开展液压支架乳化液高压反冲洗过滤站控制器的研究,制定其总体设计方案,开发其硬件软件。本文主要研究内容如下:1、通过借鉴国内外先进的支架控制器,总结已开发成功的支架控制器井下运行经验,分析现有方案的缺陷,提出了基于16位单片机的支架控制器改进设计方案,进行了硬件电路设计、开发了系统应用程序、完善了系统功能。2、依据改进设计方案,在硬件电路方面:重新设计了电磁阀驱动电路,提高了控制器驱动的可靠性;提出了电源电路、通信电路的EMC措施,提高了控制器抗扰性。在系统应用软件方面:开发了液压支架姿态调整程序、液压支架双向排序程序、液压支架控制警示程序、液压支架反冲洗过滤程序、液压支架故障诊断程序等程序;改进了模拟量采集程序、急停程序等,拓展了液压支架控制器的功能,提高了控制器的实用性。在实验室试验平台上反复对改进型液压支架控制器进行试验,验证了设计方案,检验了各项程序运行的稳定性和可靠性。3、研究了液压支架乳化液高压反冲洗过滤站控制技术,提出了控制器的总体方案。通过分析乳化液高压反冲洗过滤站的控制需求,确定其过滤站控制器的硬件架构,制定控制器控制模式及各项功能。4、开发了液压支架乳化液高压反冲洗过滤站控制器,提出了控制器运行的三种操作模式:自动控制、半自动控制、手动控制。开发了过滤站控制器硬件电路,设计了三种操作模式的控制程序以及传感器故障、滤网故障等故障诊断程序及参数设置程序。通过进行实验室调试,检验了各项功能的运行情况,实现了乳化液高压反冲洗过滤站的自动冲洗作业,提高了系统的自动化程度和系统可靠性。