矿业工程论文煤矿开采液压支架控制系统研究
随着现在科技的发展，我国在矿业资源的开采方面也有了很大的进展，很多工程师也针对煤矿开采进行过研究。本文是一篇矿业工程论文范文，主要论述了煤矿开采液压支架控制系统研究。
摘要:近年来，随着煤矿资源的需求逐渐提升，煤矿开采备受关注。现今的煤矿开采早已摆脱传统的开采模式，引入很多专业化、智能化的开采设备，这些设备的应用提升了煤矿开采效率。液压支架电液控制系统是一种新型的采煤设备，对于其系统的研究，能够推动煤矿开采的发展。
关键词:煤矿开采,液压支架,电液控制系统,研究
一般的煤矿开采在实际操作环节中存在着很多问题，施工环节中的问题，增加了煤矿开采的难度，同时也严重影响煤矿企业的经济效益。液压支架电液控制系统在煤矿开采环节中的应用，能够将传统的采煤中所涉及的机械技术、液压技术、计算机技术结合起来，创建出一种特殊化的开采模式，保障煤矿开采的高质量、现代化。
1电液控制系统功能分析
1.1自动控制传统的采煤系统中，人工操作部分占据着主导地位，人工控制方式工作效率比较低，同时受到不同的自然因素、人为因素的影响。电液控制系统的应用，其与传统的采煤系统相比，最为突出的功能就是采煤控制自动化。在自动化控制基础上，能够实现支架顺利安装，降低工作人员的工作压力。该电液控制系统中，自动化控制设备主要包含了PM31控制器、压力传感器、行程传感器等装置，这些装置在该电控系统中的作用不同，但是缺一不可。实现科学化、自动化的采煤，需要这些装置之间相互配合[1]。1.2顺槽控制在采煤井下的作业中，也需要进行施工控制。顺槽控制功能主要体现在井下。在计算机操作下，能够加快各个部件之间的监控与调试。井下自动控制系统与顺槽设备之间相互衔接，对每一个环节的控制作业进行全面的调整，保障各个工艺流程顺利完成。1.3设备控制设备控制功能实际上来源于远程设备控制，由于煤矿开采与其他类型的作业不同，其作用环境十分的恶劣，并且在井下的难以掌握作业情况。设备控制主要借助地面监控主机光纤MODEM与井下中心控制主机通信。在这样的方式下，能够保障设备控制人员不需要下井就能够实现对工作环境设备的控制。远程设备控制在提升采煤效率的基础上，促进了生产线能够流畅运行[2]。
2煤矿开采液压支架电液控制系统硬件分析
2.1输入信号的硬件电路设计在液压支架电液控制系统的硬件设计中，输入信号的硬件电路设计是重点内容。只有输入信号的电路系统功能完好，控制系统才能够在对最短时间内接收到作业信息，并且做出相应反映。在本文中煤矿开采液压支架电液控制系统中，输入信号的电路中，主要包含了急停信号、闭锁信号、接近开关和是保护4种开关量输入信号。这些不同的开关量的功能不同，急停和闭锁主要是由控制器前面板上的按钮进行控制，当按钮按下时，输出0V的低电平。当采煤工作面出现故障时，或者是处于紧急情况时，系统中的急停后者是闭锁将会自动被激活。2.2输出信号的设计在输出信号端的设计中，控制设备CPU输出信号，该信号被传输到电平转换电路上。接下来系统中的上拉电路将会驱动控制电路输出信号，进而电磁先导阀开启。一般情况下，电磁先导阀开始工作时，瞬间电流能够达到160mA，当电流稳定之后，实际电流就会下降到65mA左右，而CPU的实际输出信号高电平则被设置为3.3V。为了保障系统的电磁先导阀组能够实现稳定且可靠的工作，其主控CPU采用电平控制方式[3]。2.3通信接口的硬件设计电液控制系统硬件系统中，通信接口的硬件设计中，采用两种不同的接口形式，分别为SPI和RS485两种。一般情况下，支架控制器内部中，为了保障系统的安全，需要采用SPI通信接口方式。然而在液压支架控制器之间，或者是在支架控制器与端头控制器之间，需要采用RS485通信接口方式，经过实验证明，这两种不同的接口通信方式在实际应用中能够保障电液支架动作控制及时准确。
3煤矿开采液压支架电液控制系统软件分析
3.1输入输出开关量的软件设计在本文所研究的液压支架电液控制系统软件分析中，涉及了四个开关输入信号，分别为:急停、闭锁、接近开关、保护。在C51单片机的中断系统设计中，存在着这样的一个规律，那就是单片机的外部中断系统中断信号的优先级最高，对于信号所做出来的响应速度最快。基于这样的道理，在煤矿开采液压支架电液控制系统软件设计环节中，为了保障系统能够在设备出现故障的第一时间做出反应，在本设计中，也将该四个开关量输入信号分配到外部中断口当中，并且将系统按钮设置在控制器的前面板上。假设系统中出现紧急情况时，操作人员就可以及时按下按钮，控制器发出紧急信号时，那么整个工作面的控制器将会迅速的停止作业[4]。3.2A/D信号转换软件设计以STC12C56系列的单片机为例进行分析，该类型的单片机自带A/D转换、EEPRON功能。一般情况下AD精度位数为10，带有8个通道，在实际的速度转换上比较迅速，都能够实现100kHz以上。在这样性能下的AD，其自带功能比较多，具有系统温度检测、电池电压检测、光线检测以及频谱检测等诸多功能。良好的AD功能能够对实际照明环节中的温度进行检测，通过光敏效应分析出系统温度情况。当温度过高时，能够直接向系统发出警报。在井下作业的视频信息和音频信息被采集到之后，需要根据音频信息和视频信息进行井下环境分析。在井下环境分析中，能够利用井下红外视频影像分析出井下温度，并且从音频信息的数据分析中，得出井下深度、巷道的粗糙程度等。在环境数据采集系统中，放置温度传感器以及多种气体的传感器，经过放大电路，将这些信号AD转换电路中进行信号转换[5]。
4结论
传统的采煤系统中，人工操作部分占据着主导地位，人工控制方式工作效率比较低，同时能够受到不同的自然因素、人为因素的影响。电液控制系统的应用，其与传统的采煤系统相比具有自动控制、顺槽控制、设备控制等功能。在本文中对煤矿开采液压支架电液控制系统的硬件系统和软件系统设计进行研究，分析系统的各个组成部分和具体功能。
参考文献:
[1]王宝琴.谈煤矿开采液压支架电液控制系统[J].煤炭技术，2011，08:13-15.
[2]郭科伟.液压支架电液控制系统的研究与实现[D].重庆大学，2012.
[3]蒋春悦.煤矿自动化工作面液压支架电液控制系统支架控制器的优化设计[D].太原理工大学，2014.
[4]马建保.自动化工作面液压支架电液控制系统隔爆兼本安型集控计算机的开发[D].太原理工大学，2014.
[5]牛晓明.薄煤层液压支架电液控制系统的研究与设计[D].河北工程大学，2014.个位移监测点。
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