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总第183期机械管理开发Total183
2018年第7期MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENTNo.7，2018
自动化技术与设计
DOI:10.16525/j.cnki.cn14-1134/th.2018.07.086
煤矿综采液压支架电液控制系统研究

金琪
（山西省阳煤集团安监局，山西阳泉045000）

摘要：分析了液压支架电液控制系统的构成与运行原理，从硬件组成与软件监测以及系统功能等方面探讨了
其中各部件的设计过程，包括支架控制器、采煤机位置检测系统与巷道主机。
关键词：液压支架电液控制系统设计
中图分类号：TD355.4文献标识码：A文章编号：1003-773X（2018）07-0197-02

引言组成电液控制系统。从功能层面来看，支架控制器不
液压支架电液控制系统是现阶段煤矿作业中最仅能够控制液压支架动作，亦可用于搜集整理电流
为先进的一种支护设备控制方式，其融合了液压、电传感器、红外、位移、压力或者电压等方面的反馈信
子、网络通信、计算机以及机械等多种技术，既能提息，进一步检测后向巷道主机输送检测结果。采煤机
高开采效率，又能保障作业安全。位置检测系统负责收集相应的定位数据，为支架控
1液压支架电液系统简析制器提供支持，后者子系统在定位数据信息的支持
液压支架电控部分构成如图1所示，主要分为下实现综采工作面的跟机自动化操作。巷道主机主
电源、传感器、支架控制器、监控主机、人机操作界面、要是利用CAN总线网络对目标设备进行实时监控，
电磁先导阀、连接器、过滤元件、辅助器和主阀等多个并可配合目标设备联动[3]。
部分[1]，电源箱均设置电源耦合器，负责向支架单元2.1支架控制器
提供电力支持。在液压支架构成中，每个控制单元都在液压支架电液控制系统中，支架控制器是核
分为传感器、控制电缆、人机操作界面、电磁组阀、辅心部分，在新型电液控制技术以及高端通信技术的
助缆、主控制阀组以及支架控制器等多个部分。支持下，操作人员对液压支架运动有精确的控制，系
系统结构中，支架控制器均经由电缆连接为一统控制器和各支架控制器之间的连接通信也得到良
个整体网络，不同支架器之间的通信模式均为全双好保障。通常情况下控制器采用增强型单片机，性能
工串行通信，通过CAN总线通信确保综采数据信息较高，亦可选用一些高性能微处理器，譬如DSP、
的整理与传递[2]。此外，巷道主机主要用于远程监控ARM等。支架控制器硬件设备通常分为基本配置、
液压支架和综采工作面其他相关设备工况。数据采集、通信模块、人机交互和电磁驱动五个部
地面监控计算机分，如图所示
地面2。
网络
井下防爆计算机矿井自动化网络变换器数据采集单元通信单元

防爆电源箱
防爆电源箱隔离耦合器压力传感器
ARS485/422
/
带位移传感器带位移传感器带位移传感器带位移传感器带位移传感器带位移传感器位移传感器信D
的推移千斤顶的推移千斤顶的推移千斤顶的推移千斤顶的推移千斤顶的推移千斤顶号CAN
采
红外传感器处2
压力压力压力压力压力IC
压力样
传感器传感器传感器传感器传感器电压传感器理
传感器微处理器
电流传感器
支架支架支架支架支架支架（MCU）
控制器控制器控制器控制器控制器控制器电源模块
采煤机位置检采煤机位置检电磁阀驱动电路
采煤机位置检存储模块
测信息接收机测信息接收机
测信息接收机电磁驱动单元看门狗模块
支架人机支架人机支架人机支架人机支架人机支架人机
时钟模块
操作界面操作界面操作界面操作界面操作界面操作界面人机界面人机接口
采煤机采煤机位置检测发射机
人机交互单元基本配置单元
刮板输送机
图2支架控制器硬件组成部分示意
图1液压支架电液控制系统结构示意
其中基本配置单元中，电源模块开关电源芯片
2液压支架电液控制系统设计
能够稳定持续保持的输出电压，采用滤波电路
支架控制器是液压支架电控系统的核心组件，3.3V
可有效保证抗电磁干扰性能，从而达到高精度、低能
与巷道主机、采煤机位置检测系统和通信网络一同
耗以及低噪音的电源性能。存储模块主要用于存储
运行状态下的人机交互命令等系统信息；数据采集
收稿日期：2018-01-02
模块可搜集检测各种信息数据，譬如支架压力移架
作者简介：金琪（1984—），男，本科，毕业于太原理工大学、
安全工程专业，助理工程师，研究方向为采矿工程。行程、采煤机位移以及控制器电流电压等，还可通过
机械管理开发
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多路信号采集器获取采样模式混合信号。通信单元则采用12V直流本安电源模块（5V亦可）；主板和
均利用接口协议来保障控制器通信，其中I2C总线主机显示器配设有12V直流开关电源。巷道主机通
协议能够读取人机交互数据；CAN总线负责机巷集常