礦業(yè)工程論文煤礦開采液壓支架控制系統(tǒng)研究

　　隨著現(xiàn)在科技的發(fā)展，我國在礦業(yè)資源的開采方面也有了很大的進展，很多工程師也針對煤礦開采進行過研究。本文是一篇礦業(yè)工程論文范文，主要論述了煤礦開采液壓支架控制系統(tǒng)研究。

　　摘要:近年來，隨著煤礦資源的需求逐漸提升，煤礦開采備受關注。現(xiàn)今的煤礦開采早已擺脫傳統(tǒng)的開采模式，引入很多專業(yè)化、智能化的開采設備，這些設備的應用提升了煤礦開采效率。液壓支架電液控制系統(tǒng)是一種新型的采煤設備，對于其系統(tǒng)的研究，能夠推動煤礦開采的發(fā)展。

　　關鍵詞:煤礦開采,液壓支架,電液控制系統(tǒng),研究

　　一般的煤礦開采在實際操作環(huán)節(jié)中存在著很多問題，施工環(huán)節(jié)中的問題，增加了煤礦開采的難度，同時也嚴重影響煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益。液壓支架電液控制系統(tǒng)在煤礦開采環(huán)節(jié)中的應用，能夠將傳統(tǒng)的采煤中所涉及的機械技術、液壓技術、計算機技術結合起來，創(chuàng)建出一種特殊化的開采模式，保障煤礦開采的高質(zhì)量、現(xiàn)代化。

　　1電液控制系統(tǒng)功能分析

　　1.1自動控制傳統(tǒng)的采煤系統(tǒng)中，人工操作部分占據(jù)著主導地位，人工控制方式工作效率比較低，同時受到不同的自然因素、人為因素的影響。電液控制系統(tǒng)的應用，其與傳統(tǒng)的采煤系統(tǒng)相比，最為突出的功能就是采煤控制自動化。在自動化控制基礎上，能夠實現(xiàn)支架順利安裝，降低工作人員的工作壓力。該電液控制系統(tǒng)中，自動化控制設備主要包含了PM31控制器、壓力傳感器、行程傳感器等裝置，這些裝置在該電控系統(tǒng)中的作用不同，但是缺一不可。實現(xiàn)科學化、自動化的采煤，需要這些裝置之間相互配合[1]。1.2順槽控制在采煤井下的作業(yè)中，也需要進行施工控制。順槽控制功能主要體現(xiàn)在井下。在計算機操作下，能夠加快各個部件之間的監(jiān)控與調(diào)試。井下自動控制系統(tǒng)與順槽設備之間相互銜接，對每一個環(huán)節(jié)的控制作業(yè)進行全面的調(diào)整，保障各個工藝流程順利完成。1.3設備控制設備控制功能實際上來源于遠程設備控制，由于煤礦開采與其他類型的作業(yè)不同，其作用環(huán)境十分的惡劣，并且在井下的難以掌握作業(yè)情況。設備控制主要借助地面監(jiān)控主機光纖MODEM與井下中心控制主機通信。在這樣的方式下，能夠保障設備控制人員不需要下井就能夠實現(xiàn)對工作環(huán)境設備的控制。遠程設備控制在提升采煤效率的基礎上，促進了生產(chǎn)線能夠流暢運行[2]。

　　2煤礦開采液壓支架電液控制系統(tǒng)硬件分析

　　2.1輸入信號的硬件電路設計在液壓支架電液控制系統(tǒng)的硬件設計中，輸入信號的硬件電路設計是重點內(nèi)容。只有輸入信號的電路系統(tǒng)功能完好，控制系統(tǒng)才能夠在對最短時間內(nèi)接收到作業(yè)信息，并且做出相應反映。在本文中煤礦開采液壓支架電液控制系統(tǒng)中，輸入信號的電路中，主要包含了急停信號、閉鎖信號、接近開關和是保護4種開關量輸入信號。這些不同的開關量的功能不同，急停和閉鎖主要是由控制器前面板上的按鈕進行控制，當按鈕按下時，輸出0V的低電平。當采煤工作面出現(xiàn)故障時，或者是處于緊急情況時，系統(tǒng)中的急停后者是閉鎖將會自動被激活。2.2輸出信號的設計在輸出信號端的設計中，控制設備CPU輸出信號，該信號被傳輸?shù)诫娖睫D換電路上。接下來系統(tǒng)中的上拉電路將會驅動控制電路輸出信號，進而電磁先導閥開啟。一般情況下，電磁先導閥開始工作時，瞬間電流能夠達到160mA，當電流穩(wěn)定之后，實際電流就會下降到65mA左右，而CPU的實際輸出信號高電平則被設置為3.3V。為了保障系統(tǒng)的電磁先導閥組能夠實現(xiàn)穩(wěn)定且可靠的工作，其主控CPU采用電平控制方式[3]。2.3通信接口的硬件設計電液控制系統(tǒng)硬件系統(tǒng)中，通信接口的硬件設計中，采用兩種不同的接口形式，分別為SPI和RS485兩種。一般情況下，支架控制器內(nèi)部中，為了保障系統(tǒng)的安全，需要采用SPI通信接口方式。然而在液壓支架控制器之間，或者是在支架控制器與端頭控制器之間，需要采用RS485通信接口方式，經(jīng)過實驗證明，這兩種不同的接口通信方式在實際應用中能夠保障電液支架動作控制及時準確。

　　3煤礦開采液壓支架電液控制系統(tǒng)軟件分析

　　3.1輸入輸出開關量的軟件設計在本文所研究的液壓支架電液控制系統(tǒng)軟件分析中，涉及了四個開關輸入信號，分別為:急停、閉鎖、接近開關、保護。在C51單片機的中斷系統(tǒng)設計中，存在著這樣的一個規(guī)律，那就是單片機的外部中斷系統(tǒng)中斷信號的優(yōu)先級最高，對于信號所做出來的響應速度最快?；谶@樣的道理，在煤礦開采液壓支架電液控制系統(tǒng)軟件設計環(huán)節(jié)中，為了保障系統(tǒng)能夠在設備出現(xiàn)故障的第一時間做出反應，在本設計中，也將該四個開關量輸入信號分配到外部中斷口當中，并且將系統(tǒng)按鈕設置在控制器的前面板上。假設系統(tǒng)中出現(xiàn)緊急情況時，操作人員就可以及時按下按鈕，控制器發(fā)出緊急信號時，那么整個工作面的控制器將會迅速的停止作業(yè)[4]。3.2A/D信號轉換軟件設計以STC12C56系列的單片機為例進行分析，該類型的單片機自帶A/D轉換、EEPRON功能。一般情況下AD精度位數(shù)為10，帶有8個通道，在實際的速度轉換上比較迅速，都能夠實現(xiàn)100kHz以上。在這樣性能下的AD，其自帶功能比較多，具有系統(tǒng)溫度檢測、電池電壓檢測、光線檢測以及頻譜檢測等諸多功能。良好的AD功能能夠對實際照明環(huán)節(jié)中的溫度進行檢測，通過光敏效應分析出系統(tǒng)溫度情況。當溫度過高時，能夠直接向系統(tǒng)發(fā)出警報。在井下作業(yè)的視頻信息和音頻信息被采集到之后，需要根據(jù)音頻信息和視頻信息進行井下環(huán)境分析。在井下環(huán)境分析中，能夠利用井下紅外視頻影像分析出井下溫度，并且從音頻信息的數(shù)據(jù)分析中，得出井下深度、巷道的粗糙程度等。在環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，放置溫度傳感器以及多種氣體的傳感器，經(jīng)過放大電路，將這些信號AD轉換電路中進行信號轉換[5]。

　　4結論

　　傳統(tǒng)的采煤系統(tǒng)中，人工操作部分占據(jù)著主導地位，人工控制方式工作效率比較低，同時能夠受到不同的自然因素、人為因素的影響。電液控制系統(tǒng)的應用，其與傳統(tǒng)的采煤系統(tǒng)相比具有自動控制、順槽控制、設備控制等功能。在本文中對煤礦開采液壓支架電液控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)設計進行研究，分析系統(tǒng)的各個組成部分和具體功能。

　　參考文獻:

　　[1]王寶琴.談煤礦開采液壓支架電液控制系統(tǒng)[J].煤炭技術，2011，08:13-15.

　　[2]郭科偉.液壓支架電液控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D].重慶大學，2012.

　　[3]蔣春悅.煤礦自動化工作面液壓支架電液控制系統(tǒng)支架控制器的優(yōu)化設計[D].太原理工大學，2014.

　　[4]馬建保.自動化工作面液壓支架電液控制系統(tǒng)隔爆兼本安型集控計算機的開發(fā)[D].太原理工大學，2014.

　　[5]牛曉明.薄煤層液壓支架電液控制系統(tǒng)的研究與設計[D].河北工程大學，2014.個位移監(jiān)測點。
　　礦業(yè)工程論文發(fā)表期刊推薦：《中國礦業(yè)》辦刊宗旨：根據(jù)國家產(chǎn)業(yè)政策，圍繞有關資源的基本國策，為各級礦業(yè)行政管理部門，中礦聯(lián)會員單位以及勘探、煤炭、冶金、石油、化工、建材、有色、核工業(yè)、非金屬、輕工等礦業(yè)企事業(yè)單位服務?！吨袊V業(yè)》雜志作為中國礦業(yè)行業(yè)的一個窗口，是發(fā)布國家礦業(yè)產(chǎn)業(yè)政策的重要載體，在礦山企業(yè)與國家部委之間起到橋梁作用，重點報道我國礦業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略與礦產(chǎn)資源開發(fā)保護方針，反映礦業(yè)經(jīng)濟趨勢與礦產(chǎn)品市場動態(tài)，展示礦業(yè)尖端應用技術與當代生產(chǎn)管理科學。