常祥太

（山西焦煤霍州煤電集團(tuán) 云廈建筑工程有限公司 白龍礦建分公司,山西 臨汾 031400)

1672-5050（2017)05-0008-04

10.3919/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2017.10.003

2017-06-30

常祥太（1977-),男,河南?？h人,大學(xué)本科,助理工程師,從事煤礦裝備自動(dòng)化控制研究工作。

液壓支架電液控制單元測試系統(tǒng)研究設(shè)計(jì)

常祥太

（山西焦煤霍州煤電集團(tuán) 云廈建筑工程有限公司 白龍礦建分公司,山西 臨汾 031400)

針對目前電液控制測試系統(tǒng)存在很多局限性以及運(yùn)行維護(hù)成本高等問題,研究設(shè)計(jì)了液壓支架電液控制單元測試系統(tǒng)。對電液控制系統(tǒng)測試平臺(tái)進(jìn)行了需求分析,然后設(shè)計(jì)了測試平臺(tái)整體框架,包含液壓支架模擬及測控兩個(gè)部分。最后對其進(jìn)行了性能測試,其結(jié)果表明其具有很好的調(diào)壓性能,同時(shí)其穩(wěn)態(tài)誤差相對很小,所以液壓支架電液控制測試系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)為以后的進(jìn)一步研究奠定了科學(xué)的理論基礎(chǔ)。

液壓支架;電液控制;測試系統(tǒng)

針對煤礦井下綜采自動(dòng)控制系統(tǒng),其核心就是液壓支架電液控制,隨著其逐步運(yùn)用至煤礦開采中完成了綜采的機(jī)械自動(dòng)化控制[1-3],在很大程度上改善了工作人員的井下環(huán)境及提升了生產(chǎn)效率,在完成液壓支架電液控制系統(tǒng)后要實(shí)現(xiàn)其功能測試,然而目前大部分測試平臺(tái)考慮到經(jīng)濟(jì)性,其設(shè)計(jì)局限于電液控制系統(tǒng)單動(dòng)作功能的測試,而無法完成其聯(lián)動(dòng)等功能測試,另外還存在程自動(dòng)化程度低及運(yùn)行維護(hù)成本高等問題,因此本文研究設(shè)計(jì)了液壓支架電液控制單元測試系統(tǒng)。

1 測試平臺(tái)需求分析

液壓支架電液控制系統(tǒng)測試平臺(tái)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是給電液控制系統(tǒng)供給相對比較真實(shí)的模擬工作狀況,以完成各個(gè)功能及性能參數(shù)的測試,因此其功能需求分析如表1所示。

2 測試平臺(tái)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)液壓支架電液控制系統(tǒng)測試平臺(tái)整體結(jié)構(gòu),見圖1。

表1 功能需求分析

圖1 測試平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖Fig.1 Structural Design of Testing Platform

由圖1可知,測試平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)中包含液壓支架模擬及測控兩部分,中央控制主機(jī)經(jīng)過TCP/IP協(xié)議完成和支架控制器通訊,得到支架控制器傳感器數(shù)據(jù),同時(shí)能夠發(fā)送控制命令,遠(yuǎn)程控制液壓支架模擬系統(tǒng)完成各種動(dòng)作;液壓支架模擬系統(tǒng)完成和支架控制器的信息及命令的相互傳遞,完成各種工作情況的模擬;測控系統(tǒng)完成支架控制器輸出端口的輸出電壓檢測,得到各種參數(shù)數(shù)據(jù)以調(diào)整立柱壓力及推移千斤頂伸縮速度。

3 模塊設(shè)計(jì)

液壓支架模擬系統(tǒng)模塊主要包含液壓、電氣及比例模擬三個(gè)部分,測控系統(tǒng)模塊主要包含測控裝置及上位機(jī)兩部分,其各模塊設(shè)計(jì),如表2所示。

表2 模塊設(shè)計(jì)

4 測試平臺(tái)性能實(shí)驗(yàn)

設(shè)置測試平臺(tái)的整體功能參數(shù),如表3所示。

表3 參數(shù)設(shè)置

測試程序,見圖2。

圖2 測試程序Fig.2 Testing procedure

升柱前提下,經(jīng)過連續(xù)變化目標(biāo)壓力致使其與實(shí)際壓力產(chǎn)生偏差,然后利用調(diào)節(jié)比例放大器以調(diào)節(jié)立柱的實(shí)際壓力,致使其能夠隨目標(biāo)壓力改變而改變,其實(shí)驗(yàn)結(jié)果,見圖3。

圖3 測試平臺(tái)立柱壓力控制性能曲線Fig.3 Pressure control performance curve of vertical columns of the testing platform

由圖3可知,測試平臺(tái)擁有相對很好的調(diào)壓性能,其穩(wěn)態(tài)誤差相對也非常小,魯棒特性相對非常強(qiáng),其壓力達(dá)到10 MPa之后稍微出現(xiàn)波動(dòng),但是還是可以符合測試平臺(tái)控制需求;動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度非?？?從17 MPa至10 MPa、10 MPa至16 MPa、16 MPa至6 MPa及6 MPa至17 MPa的響應(yīng)時(shí)間分別是0.6 s、0.5 s、0.8 s及1 s,其平均響應(yīng)速度是11.7 MPa/s,完全符合設(shè)置目標(biāo)響應(yīng)速度10 MPa/s的需求。

5 結(jié)束語

本文設(shè)計(jì)了電液控制系統(tǒng)測試平臺(tái)的整體架構(gòu),對電液控制系統(tǒng)測試平臺(tái)進(jìn)行了需求分析,對液壓支架模擬系統(tǒng)和測控系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)說明。最后對該測試平臺(tái)進(jìn)行了性能測試,其結(jié)果表明其具有很好的調(diào)壓性能,同時(shí)其穩(wěn)態(tài)誤差相對很小。

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TestingSystemDesignofElectro-hydraulicControlUnitinHydraulicSupport

CHANGXiangtai

（BailongMineConstructionBranch,YunshaConstructionCo.,Ltd.,HuozhouCoal&ElectricityGroup,ShanxiCokingCoalGroup,Linfen031400,China)

To solve the limitations and expensive maintenance of the current electro-hydraulic control and testing system,the study proposes a new electro-hydraulic control unit for the hydraulic support.Firstly,on the requirement analysis of the testing platform,we designed the overall framework of the platform, including the simulation and monitoring part of the hydraulic support.Finally,we conducted the performance test.The results show ideal pressure-regulating effects,with relatively small steady state error.The design of the testing system could lay a theoretical foundation for the future research.

hydraulic support; electro-hydraulic control; testing system

TD355

A

（編輯:薄小玲)