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(cè)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(duì)目前電液控制測(cè)試系統(tǒng)存在很多局限性以及運(yùn)行維護(hù)成本高等問(wèn)題,研究設(shè)計(jì)了液壓支架電液控制單元測(cè)試系統(tǒng)。對(duì)電液控制系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行了需求分析,然后設(shè)計(jì)了測(cè)試平臺(tái)整體框架,包含液壓支架模擬及測(cè)控兩個(gè)部分。最后對(duì)其進(jìn)行了性能測(cè)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(duì)很小,所以液壓支架電液控制測(cè)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(cè)試系統(tǒng)

針對(duì)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(kāi)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(cè)試,然而目前大部分測(cè)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(cè)試,而無(wú)法完成其聯(lián)動(dòng)等功能測(cè)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(wèn)題,因此本文研究設(shè)計(jì)了液壓支架電液控制單元測(cè)試系統(tǒng)。

1 測(cè)試平臺(tái)需求分析

液壓支架電液控制系統(tǒng)測(cè)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(duì)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(cè)試,因此其功能需求分析如表1所示。

2 測(cè)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(cè)試平臺(tái)整體結(jié)構(gòu),見(jiàn)圖1。

表1 功能需求分析

圖1 測(cè)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(cè)試平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)中包含液壓支架模擬及測(cè)控兩部分,中央控制主機(jī)經(jīng)過(guò)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(cè)控系統(tǒng)完成支架控制器輸出端口的輸出電壓檢測(cè),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(cè)控系統(tǒng)模塊主要包含測(cè)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(cè)試平臺(tái)性能實(shí)驗(yàn)

設(shè)置測(cè)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(cè)試程序,見(jiàn)圖2。

圖2 測(cè)試程序Fig.2 Testing procedure

升柱前提下,經(jīng)過(guò)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(jiàn)圖3。

圖3 測(cè)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(cè)試平臺(tái)擁有相對(duì)很好的調(diào)壓性能,其穩(wěn)態(tài)誤差相對(duì)也非常小,魯棒特性相對(duì)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(cè)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(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了電液控制系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)的整體架構(gòu),對(duì)電液控制系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行了需求分析,對(duì)液壓支架模擬系統(tǒng)和測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)說(shuō)明。最后對(duì)該測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行了性能測(cè)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(duì)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)