薄煤层液压支架电液控制系统的研究与设计

摘要

薄煤层开采高度较低，行人困难，人员操作不便，开采难度大。煤矿渴望在薄煤层实际开采中液压支架能够实现自动控制来方便开采、提高生产率，从而实现开采工作面无人操作，减少井下工人数量，改善工人的工作环境，减少事故的发生。 液压支架的电液控制系统性能好坏，是制约液压支架可靠性和实用性的关键部分。自从电液控制液压支架问世以来，用户一直想得到高可靠性、操作方便的电液控制系统。本论文以ZY3200/08/18D液压支架为载体，利用高可靠性的PLC进行控制，不仅可以提高可靠性，而且还能降低成本。PLC可以用多种语言进行编程，其中梯形图语言类似于“继电器—接触器”的控制电路图，很容易掌握，使编程、维护和调试工作变得更容易，降低了对维护人员的知识水平要求，同时降低了软件成本，具有较高的实用性和推广价值。本论文主要做了以下设计工作: 1、电液控制系统的整体设计。包括电液控制系统的硬件构成，PLC控制器的程序设计和支架间的通讯等几方面。在对国内外液压支架电液控制系统分析的基础上，以西门子S7-200PLC为控制器，利用Profibus总线作为通讯总线，来完成液压支架电液控制系统的各项功能。 2、电液控制系统的软件设计。根据煤矿生产的需要，液压支架要实现以下功能:自动跟机功能，左右相邻支架的单独动作、成组动作、紧急停止。利用STEP7-MicroWINSMART完成了PLC的编程工作。液压支架各控制器之间采用Profibus总线的方式进行通讯，采用主站向从站轮询的方式进行通讯，以完成液压支架的各个功能。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 液压支架电液控制系统在国外的发展历程

1．3 液压支架电液控制系统在国内的发展历程

1．4 主要研究对象和研究任务

1．5 本章小结

第2章 薄煤层液压支架电液控制系统方案设计

2．1 引言

2．2 主流液压支架电液控制系统的研究分析

2．2．1 PM31电液控制系统

2．2．2 PM4液压支架电液控制系统

2．2．3 Pra_matic液压支架电液控制系统

2．2．4 三种控制系统使用中不足之处

2．3 液压支架电液控制系统方案设计

2．3．1 液压支架电液控制系统的控制对象及其参数

2．3．2 乳化液泵站参数

2．3．3 采煤机参数

2．3．4 刮板输送机

2．4 手控液压支架功能分析

2．4．1 升架

2．4．2 降架

2．4．3 移架

2．4．4 推溜

2．5 所要实现的基本功能

2．6 主要控制功能分析

2．6．1 自动跟机控制

2．6．2 对相邻支架的单个动作的控制

2．6．3 对相邻支架的复合操作

2．6．4 就地闭锁及紧急停止操作

2．7 总体方案的确定

2．8 本章小结

第3章 电液控制系统的硬件设计

3．1 电液控制系统的硬件设计

3．1．1 控制器的对比选择

3．1．2 位移传感器

3．1．3 压力传感器

3．1．4 电液换向阀

3．1．5 红外线传感器

3．1．6 中央处理器

3．1．7 总线通讯

3．2 硬件在液压支架上的布局图

3．3 控制器至电液换向阀导线的配线设计

3．4 印制电路板上的印制线设计

3．5 人机界面操作面板的设计

3．6 本章小结

第4章 电液控制系统软件程序设计

4．1 电液控制系统的控制程序流程图设计

4．1．1 液压支架的自动控制程序流程图设计

4．1．2 相邻支架的单架单动作控制

4．1．3 邻架的联动与成组操作

4．1．4 本架推溜

4．2 程序设计

4．3 本章小结

结论

参考文献

致谢

作者简介

攻读硕士期间发表的论文和科研成果