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(jìn)展，很多工程師也針對煤礦開采進(jìn)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(guān)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(shè)備，這些設(shè)備的應(yīng)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(shè)備，對于其系統(tǒng)的研究，能夠推動煤礦開采的發(fā)展。

　　關(guān)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(shí)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(yán)重影響煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)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(yīng)用，能夠?qū)鹘y(tǒng)的采煤中所涉及的機(jī)械技術(shù)、液壓技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)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(dǎo)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(yīng)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(chǔ)上，能夠?qū)崿F(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(shè)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(shí)現(xiàn)科學(xué)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(jìn)行施工控制。順槽控制功能主要體現(xiàn)在井下。在計(jì)算機(jī)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(shè)備之間相互銜接，對每一個環(huán)節(jié)的控制作業(yè)進(jìn)行全面的調(diào)整，保障各個工藝流程順利完成。1.3設(shè)備控制設(shè)備控制功能實(shí)際上來源于遠(yuǎn)程設(shè)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(shè)備控制主要借助地面監(jiān)控主機(jī)光纖MODEM與井下中心控制主機(jī)通信。在這樣的方式下，能夠保障設(shè)備控制人員不需要下井就能夠?qū)崿F(xiàn)對工作環(huán)境設(shè)備的控制。遠(yuǎn)程設(shè)備控制在提升采煤效率的基礎(chǔ)上，促進(jìn)了生產(chǎn)線能夠流暢運(yùn)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(shè)計(jì)在液壓支架電液控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中，輸入信號的硬件電路設(shè)計(jì)是重點(diǎn)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(yīng)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(guān)和是保護(hù)4種開關(guān)量輸入信號。這些不同的開關(guān)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(jìn)行控制，當(dāng)按鈕按下時，輸出0V的低電平。當(dāng)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(shè)計(jì)在輸出信號端的設(shè)計(jì)中，控制設(shè)備CPU輸出信號，該信號被傳輸?shù)诫娖睫D(zhuǎn)換電路上。接下來系統(tǒng)中的上拉電路將會驅(qū)動控制電路輸出信號，進(jìn)而電磁先導(dǎo)閥開啟。一般情況下，電磁先導(dǎo)閥開始工作時，瞬間電流能夠達(dá)到160mA，當(dāng)電流穩(wěn)定之后，實(shí)際電流就會下降到65mA左右，而CPU的實(shí)際輸出信號高電平則被設(shè)置為3.3V。為了保障系統(tǒng)的電磁先導(dǎo)閥組能夠?qū)崿F(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(shè)計(jì)電液控制系統(tǒng)硬件系統(tǒng)中，通信接口的硬件設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)證明，這兩種不同的接口通信方式在實(shí)際應(yīng)用中能夠保障電液支架動作控制及時準(zhǔn)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(guān)量的軟件設(shè)計(jì)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(guān)輸入信號，分別為:急停、閉鎖、接近開關(guān)、保護(hù)。在C51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，存在著這樣的一個規(guī)律，那就是單片機(jī)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(yīng)速度最快。基于這樣的道理，在煤礦開采液壓支架電液控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，為了保障系統(tǒng)能夠在設(shè)備出現(xiàn)故障的第一時間做出反應(yīng)，在本設(shè)計(jì)中，也將該四個開關(guān)量輸入信號分配到外部中斷口當(dāng)中，并且將系統(tǒng)按鈕設(shè)置在控制器的前面板上。假設(shè)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(zhuǎn)換軟件設(shè)計(jì)以STC12C56系列的單片機(jī)為例進(jìn)行分析，該類型的單片機(jī)自帶A/D轉(zhuǎn)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(shí)際的速度轉(zhuǎn)換上比較迅速，都能夠?qū)崿F(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?qū)?shí)際照明環(huán)節(jié)中的溫度進(jìn)行檢測，通過光敏效應(yīng)分析出系統(tǒng)溫度情況。當(dāng)溫度過高時，能夠直接向系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)。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(jìn)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(zhuǎn)換電路中進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換[5]。

　　4結(jié)論

　　傳統(tǒng)的采煤系統(tǒng)中，人工操作部分占據(jù)著主導(dǎo)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(yīng)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(shè)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(shè)計(jì)進(jìn)行研究，分析系統(tǒng)的各個組成部分和具體功能。

　　參考文獻(xiàn):

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　　[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(jì)算機(jī)的開發(fā)[D].太原理工大學(xué)，2014.

　　[5]牛曉明.薄煤層液壓支架電液控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D].河北工程大學(xué)，2014.個位移監(jiān)測點(diǎn)。
　　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(guān)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(wù)。《中國礦業(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(diǎn)報(bào)道我國礦業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略與礦產(chǎn)資源開發(fā)保護(hù)方針，反映礦業(yè)經(jīng)濟(jì)趨勢與礦產(chǎn)品市場動態(tài)，展示礦業(yè)尖端應(yīng)用技術(shù)與當(dāng)代生產(chǎn)管理科學(xué)。