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摘要：本文介绍了液压支架电液控制系统在综放工作面的的应用情况，并对现场使用中存在的问题提出了解决的办法。
主题词：支架 控制 系统 应用
中图分类号：S605+.2
一、概述：
近年来随着煤炭生产的发展，自动化技术、网络技术的推广应用，井下开采设备机械化水平的提高，工作面自动化控制在煤矿生产中的重要性和必要性正在逐漸的被人们认识和接受。龙矿集团根据海底开采高难度、高技术、高效率、必须保证高安全的特点，在北皂海域面建设了工作面自动化控制系统，同时实现了在地面集控中心对井下工作面支架等有关设备的在线检测，达到了国内一流技术水平。
二、电液控制系统的组成及工作原理：
北皂矿海域工作面采用PM31电液控制系统，实现了液压支架根据采煤机位置进行自动升、降、推、移和采煤机的跟机连动等功能。
PM31电液控制系统是一个多层次的计算机集成网络控制系统。由支架控制系统、顺槽主机系统、采煤机位置监测、主控计算机与井下以太网对接系统组成（工作面电控系统见附图），实现对采煤工作面所有液压支架的自动控制、采煤机定位、通过井下以太网将有关检测数据传输至地面网络进行数据共享。
1、支架控制系统：由支架控制器、电磁线圈驱动器、压力传感器、行程传感器、隔离耦合器、网络终端器等组成。
该系统在每架支架上设一个电磁线圈驱动器、两个压力传感器、一个行程传感器，接入支架的控制器以控制支架动作和显示其相关参数，每六个控制器组成一个控制器组，每两个控制器组设一个隔离耦合器，两个控制器组设一个电源箱供电（即给12架支架的控制器供电）支架控制器间有架间电缆相连，机头机尾分别设一个网络终端器，组成整个工作面的电液控制系统。
支架控制器是一台专用的微型工控计算机，各支架动作控制、检测数据的采集、控制命令的输入都由控制器来完成，是控制系统的核心。
电磁线圈驱动器接在控制器和阀组电磁线圈之间，它将控制器对电磁线圈发出的控制信号在内部进行变换处理，向对应的阀组线圈提供驱动电流，是控制器的一个附件。
压力传感器：检测立柱下腔压力。
行程传感器：检测推移千斤顶、尾梁千斤顶、插板千斤顶的行程。
双路电源箱：为电液控制系统供电。
隔离耦合器：转馈、隔离两组控制器电源，通过光电耦合器件使两个通讯通道维持双向数据通讯。
总线提升器：保证通信正常。
网络终端器：采用两个终端器分别发出同步脉冲信号和应答信号，通过检测这些信号，实现监视电控系统通讯总线状态，提供系统自动控制的条件。
2、顺槽主机系统：由井下防爆计算机、网络服务器、通讯电流交换器、限流器等组成。
该系统收集、显示、存储工作面系统的检测信息，通过标准数据通讯接口与采煤机进行通讯，获得采煤机的位置信息，利用保护系统及控制软件对工作面系统实施控制。
3、采煤机位置监测系统：由采煤机位置无线发送装置（安装在采煤机上）、采煤机位置无线接受装置组成，接受装置通过电缆与支架控制器相连。
安装在采煤机行进齿花键轴端部的双感应头磁性齿轮传感器，检测采煤机的运行方向、运行位置及速度，通过无限发射模块发送到接受装置，接受装置将无线信号转化为电信号传送给支架控制器，控制器处理数据并下达自动推溜、移架、伸收护帮板动作等指令。
4、主控机与井下以太网的连接：使用煤矿专用宽带通讯站，通过2对双绞线主控机与井下以太网直接相连。
三、PM31电液控制系统实现的控制功能：
1、单台支架单动作的手动电控：
⑴快捷方式：对一些重要的常用的单动作可直接按控制面板上定义的专用键，动作的维持需持续按键。
⑵菜单方式：通过菜单选项后再行操作键的方式，动作的维持也需持续按键。
⑶按键点触方式：采用点触式直接操作控制面板上定义的专用键，不必持续按键。
2、单台支架多动作自动顺序联动控制：将单台支架的降柱、移架、升柱、伸缩梁、护帮板、侧护板的动作协调、连贯合成为一个大动作，自动按程序执行。动作过程以开关量、时间、传感器检测数值为依据。
3、成组自动控制：以工作面的任何一个支架为发令架，将任一侧6个支架设定为一个动作组，操作者在发令架上进行操作，支架在组内自动动作，可进行成组自动推溜，成组自动移架，成组自动收、伸护帮板，成组自动收、伸伸缩梁。
4、支架跟随采煤机位置和方向自动控制：当采煤机行进时，采煤机前方的支架自动收护帮板；采煤机经过后，自动伸伸缩梁及时支护顶板，伸护帮板；需要移架时支架自动移架，同时自动收伸缩梁，然后推溜。
5、在工作面实现本架闭锁和工作面急停功能：因维修或其它目的为了保证安全不允许某处支架动作时可将本架闭锁，同时也可将左右邻架闭锁；当需要立即停止或禁止支架自动动作时，可操作支架上的紧急停止按钮，全工作面支架自动动作立即停止，并在急停解除前自动控制功能被禁止。
6、支架在工作中发生卸载时自动补压功能：支柱在支撑中发生压力降落，当压力降到某一设定值时，系统会自动执行升柱，补压到初撑压力。
7、具有支架或控制系统的故障诊断、显示和报警功能。
8、在井下随时对控制程序的参数进行修改及程序的上传、下载功能。
9、本系统的数据和图表还可通过网络系统进行远距传输，实行远程监控。
四、取得的效益和应用前景：
1、PM31液压支架电液控制系统功能完善，性能可靠，运行稳定，使用过程部件损坏率极少。
2、实现了自动化控制，邻架操作自动控制系统替代了过去逐架手动操作，减少了工人的劳动强度。
3、移架速度快，工作面的产量和效率进一步得到提高。
4、工作面实现自动化控制，减少了工作面作业工人的数量，对于海底采煤工作面，其安全意义尤其重大。
5、液压支架电液控制系统的应用，加速并推动了井下开采设备的更新换代，为建设现代化矿井奠定了基础。
6、在海域工作面实行自动化控制，通过井下工业以太网实现地面集控中心监测，在国内尚属首例，社会意义极其深远。
作者简介：袁正勇（1980-），男 ，机电专业，大学学历，助理工程师，现在龙口煤电有限公司北皂煤矿从事机电工作。
主题词：支架 控制 系统 应用
中图分类号：S605+.2
一、概述：
近年来随着煤炭生产的发展，自动化技术、网络技术的推广应用，井下开采设备机械化水平的提高，工作面自动化控制在煤矿生产中的重要性和必要性正在逐漸的被人们认识和接受。龙矿集团根据海底开采高难度、高技术、高效率、必须保证高安全的特点，在北皂海域面建设了工作面自动化控制系统，同时实现了在地面集控中心对井下工作面支架等有关设备的在线检测，达到了国内一流技术水平。
二、电液控制系统的组成及工作原理：
北皂矿海域工作面采用PM31电液控制系统，实现了液压支架根据采煤机位置进行自动升、降、推、移和采煤机的跟机连动等功能。
PM31电液控制系统是一个多层次的计算机集成网络控制系统。由支架控制系统、顺槽主机系统、采煤机位置监测、主控计算机与井下以太网对接系统组成（工作面电控系统见附图），实现对采煤工作面所有液压支架的自动控制、采煤机定位、通过井下以太网将有关检测数据传输至地面网络进行数据共享。
1、支架控制系统：由支架控制器、电磁线圈驱动器、压力传感器、行程传感器、隔离耦合器、网络终端器等组成。
该系统在每架支架上设一个电磁线圈驱动器、两个压力传感器、一个行程传感器，接入支架的控制器以控制支架动作和显示其相关参数，每六个控制器组成一个控制器组，每两个控制器组设一个隔离耦合器，两个控制器组设一个电源箱供电（即给12架支架的控制器供电）支架控制器间有架间电缆相连，机头机尾分别设一个网络终端器，组成整个工作面的电液控制系统。
支架控制器是一台专用的微型工控计算机，各支架动作控制、检测数据的采集、控制命令的输入都由控制器来完成，是控制系统的核心。
电磁线圈驱动器接在控制器和阀组电磁线圈之间，它将控制器对电磁线圈发出的控制信号在内部进行变换处理，向对应的阀组线圈提供驱动电流，是控制器的一个附件。
压力传感器：检测立柱下腔压力。
行程传感器：检测推移千斤顶、尾梁千斤顶、插板千斤顶的行程。
双路电源箱：为电液控制系统供电。
隔离耦合器：转馈、隔离两组控制器电源，通过光电耦合器件使两个通讯通道维持双向数据通讯。
总线提升器：保证通信正常。
网络终端器：采用两个终端器分别发出同步脉冲信号和应答信号，通过检测这些信号，实现监视电控系统通讯总线状态，提供系统自动控制的条件。
2、顺槽主机系统：由井下防爆计算机、网络服务器、通讯电流交换器、限流器等组成。
该系统收集、显示、存储工作面系统的检测信息，通过标准数据通讯接口与采煤机进行通讯，获得采煤机的位置信息，利用保护系统及控制软件对工作面系统实施控制。
3、采煤机位置监测系统：由采煤机位置无线发送装置（安装在采煤机上）、采煤机位置无线接受装置组成，接受装置通过电缆与支架控制器相连。
安装在采煤机行进齿花键轴端部的双感应头磁性齿轮传感器，检测采煤机的运行方向、运行位置及速度，通过无限发射模块发送到接受装置，接受装置将无线信号转化为电信号传送给支架控制器，控制器处理数据并下达自动推溜、移架、伸收护帮板动作等指令。
4、主控机与井下以太网的连接：使用煤矿专用宽带通讯站，通过2对双绞线主控机与井下以太网直接相连。
三、PM31电液控制系统实现的控制功能：
1、单台支架单动作的手动电控：
⑴快捷方式：对一些重要的常用的单动作可直接按控制面板上定义的专用键，动作的维持需持续按键。
⑵菜单方式：通过菜单选项后再行操作键的方式，动作的维持也需持续按键。
⑶按键点触方式：采用点触式直接操作控制面板上定义的专用键，不必持续按键。
2、单台支架多动作自动顺序联动控制：将单台支架的降柱、移架、升柱、伸缩梁、护帮板、侧护板的动作协调、连贯合成为一个大动作，自动按程序执行。动作过程以开关量、时间、传感器检测数值为依据。
3、成组自动控制：以工作面的任何一个支架为发令架，将任一侧6个支架设定为一个动作组，操作者在发令架上进行操作，支架在组内自动动作，可进行成组自动推溜，成组自动移架，成组自动收、伸护帮板，成组自动收、伸伸缩梁。
4、支架跟随采煤机位置和方向自动控制：当采煤机行进时，采煤机前方的支架自动收护帮板；采煤机经过后，自动伸伸缩梁及时支护顶板，伸护帮板；需要移架时支架自动移架，同时自动收伸缩梁，然后推溜。
5、在工作面实现本架闭锁和工作面急停功能：因维修或其它目的为了保证安全不允许某处支架动作时可将本架闭锁，同时也可将左右邻架闭锁；当需要立即停止或禁止支架自动动作时，可操作支架上的紧急停止按钮，全工作面支架自动动作立即停止，并在急停解除前自动控制功能被禁止。
6、支架在工作中发生卸载时自动补压功能：支柱在支撑中发生压力降落，当压力降到某一设定值时，系统会自动执行升柱，补压到初撑压力。
7、具有支架或控制系统的故障诊断、显示和报警功能。
8、在井下随时对控制程序的参数进行修改及程序的上传、下载功能。
9、本系统的数据和图表还可通过网络系统进行远距传输，实行远程监控。
四、取得的效益和应用前景：
1、PM31液压支架电液控制系统功能完善，性能可靠，运行稳定，使用过程部件损坏率极少。
2、实现了自动化控制，邻架操作自动控制系统替代了过去逐架手动操作，减少了工人的劳动强度。
3、移架速度快，工作面的产量和效率进一步得到提高。
4、工作面实现自动化控制，减少了工作面作业工人的数量，对于海底采煤工作面，其安全意义尤其重大。
5、液压支架电液控制系统的应用，加速并推动了井下开采设备的更新换代，为建设现代化矿井奠定了基础。
6、在海域工作面实行自动化控制，通过井下工业以太网实现地面集控中心监测，在国内尚属首例，社会意义极其深远。
作者简介：袁正勇（1980-），男 ，机电专业，大学学历，助理工程师，现在龙口煤电有限公司北皂煤矿从事机电工作。