综采工作面液压支架集中控制系统设计.pdf

第 4 1 卷 第 2期 2 0 1 5年 2月 工矿 自 动化 I ndu s t r y a nd M i ne Au t omat i on Vo 1 ． 4 1 NO ．2 Fe b ． 2 0 1 5 文 章编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 O 1 5 0 2 0 0 0 9 ～ 0 5 DoI 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 - 2 5 1 X ． 2 0 1 5 ． 0 2 ． 0 0 3 赵龙 ， 宋建成， 田慕琴 ， 等． 综采工作面液压支架集 中控制系统设计[ J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 5 ， 4 1 2 9 - 1 3 ． 综采工作面液压文架集中控制系统设计 赵 龙 ， 宋建 成 ， 田慕琴 ， 许春 雨 ， 杨世 华 ， 于亚运 ， 董 光拽 ， 尹卫兵 ， 赵 旭 东 1 ． 太 原理 工 大学 煤 矿 电气设 备 与智 能控 制 山西省 重点 实验 室 ，山西 太 原0 3 0 0 2 4 ； 2 ． 山西 晋城 无 烟煤 矿业 集 团有 限责 任公 司 ，山西 晋 城0 4 8 0 0 0 摘 要 针 对现 有液 压 支架 电液控 制 系统存在 自动化 程度 低等 问题 ， 设 计 了一种 综采 工作 面 液压 支 架集 中 控 制 系统 ， 详 细介 绍 了该 系统 的硬 件 组 成和 软 件 设 计 ， 阐述 了液 压 支架 集 中控 制 的 实现 过 程 。 试验 结果 表 明 ， 该 系统 可 实现 液 压 支架 的集 中控 制 ， 通 信稳 定 ， 实时性 高 ， 能满足 煤矿 生产 实际 需求 。 关键 词 综采 工作 面 ； 液 压 支 架 ；集 中控 制 ；端 头控 制 器 中图分类 号 T D3 5 5 ． 4 文献 标 志码 A 网络 出版 时 间 2 0 1 5 ～ 0 2 0 3 1 5 1 0 网络 出版 地 址 h t t p ／ ／ www． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． t p ． 2 0 1 5 0 2 0 3 ． 1 5 1 0 ． 0 0 3 ． h t ml De s i g n o f c e n t r a l i z e d c o n t r o l s ys t e m f o r hy d r a u l i c s u pp o r t s o n f ul l y me c h a n i z e d c o a l mi n i ng f a c e Z HAO L o n g ， S ONG J i a n c h e n g ，TI AN M u q i n ，XU Ch u n y u ， YANG S h i h u a YU Ya y un ，DONG Gua ng z hua i 。， YI N W e i bi n 一， ZH AO Xu do ng ， 1． Sha nxi Ke y La b o r a t o r y of M i n i ng El e c t r i c a l Eq u i pme nt a n d I nt e l l i ge nt Co nt r ol ， Ta i yu a n U ni ve r s i t y o f Te c hn ol o g y，Ta i y ua n 0 3 0 02 4，Chi na； 2． S h a n x i J i n c h e n g An t h r a c i t e M i n i n g Gr o u p Co ． ，Lt d ． ，J i n c h e n g 0 4 8 0 0 0 ，Ch i n a Abs t r a c t I n v i e w o f pr o bl e m o f l o w a ut oma t i o n de gr e e o f c ur r e nt e l e c t r o hy dr a u l i c c o nt r o l s y s t e m f or hy dr a ul i c s up po r t s，a c e nt r a l i z e d c o nt r o l s ys t e m f or hy dr a ul i c s upp o r t s on f u l l y me c ha n i z e d c o a l m i n i n g f a c e wa s d e s i gne d，d e s i gn s o f h a r d wa r e a nd s o f t wa r e o f t he s ys t e m we r e i nt r o du c e d，a nd r e al i z i ng p r oc e s s o f c e nt r a l i z e d c o n t r o l f or hy dr a u l i c s up po r t s wa s a l s o e xp ou nd e d．The t e s t r e s ul t s s ho w t h a t t he s y s t e m c a n r e a l i z e c e nt r a l i z e d c ont r o l o f hy dr a u l i c s upp o r t s ，a nd ha s pe r f o r m a n c e s o f s t a bl e f i e l d c omm u ni c a t i on a nd 收稿 日期 2 0 1 4 0 6 1 7 ； 修回 日期 2 0 1 4 0 9 2 9 ； 责任编辑 张强 。 基金项 目 国家国际科 技合 作项 目 o S 2 0 1 3 Z R0 4 9 3 ； 山西省科技攻关项 目 2 0 1 1 3 2 1 0 0 5 0 7 。 作者 简介 赵龙 1 9 8 9 一 ， 男 ， 山西长治人 ， 硕士研究 生 ， 研究方向为电力电子与电气传动 ， E ma i l s t a ma s s i n a ． c o rn。 互 兼 容 ， 互 补 不 足 ， 系 统运 行稳 定 ， 功能 完善 ， 操 作简 便 ， 一定 程度 上 提高 了煤 矿 企 业 运 行 数 据 的 获取 速 [ 3 ] 度 和 准确 率 ， 提高 了系统 的运 行效 率 。 参考文献 [ 1 ] 国家安全监管总局 国家煤矿安 监局关于建设完善 煤矿 井 下安全避险“ 六大 系统” 的通 知 安 监总煤 装 2 0 1 0 3 1 4 6号 [ E B ／ O L ] ． 2 0 1 0 0 8 2 6 E 2 O l 4 - 0 6 0 7 ] ． h t t p ／ ／ www．c h i n a s a f e t y ．g o v ．c n ／ n e wp a g e ／ C o n t e n t s ／ C h a n n e l 一 5 3 3 0 ／ 2 O 1 O ／ O 8 2 6 ／ 1 O 5 9 O 7 ／ c o n t e m一 1 0 5 9 0 7 ． h t m． [ 2 ] 杨佳胜． 基于 An d r o i d终端 的视 频通话 系统 设计 与实 E 4 ] E s ] [ 6 ] E 7 ] 现 [ D ] ． 大连 大连理工大学 ， 2 0 1 1 ． 吴亚 峰 ， 索依 娜． An d r o i d核心 技术 与 实例 详解 [ M] ． 北京 电子工业 出版社 ， 2 0 1 0 ． 王超斌 ． 基 于 An d r o i d的移动 点菜 系统 的研 究 与实现 [ D ] ． 昆明 昆 明理工大学 ， 2 0 1 3 ． 谭 翔纬． 利用 J S ON实 现 An d r o i d客户端 与 we b服务 器间的数据交互 [ J ] ． 福建 电脑 ， 2 0 1 3 ， 2 9 2 1 6 6 1 6 7 ． 高静 ， 段会 川． J s 0N数据 传输 效率研究 [ J 2 ． 计算机 工 程与设计 ， 2 O 1 l ， 3 2 7 2 2 6 7 2 2 7 0 ． 边清刚 ， 潘 东华． To mc a t 和 A p a c h e 集成支持 J S P技术 探讨E J ] ． 计算机应 用研究 ， 2 0 0 3 ， 2 O 6 1 2 1 4 ． 1 O 工矿 自动 化 2 0 1 5年 第 4 1卷 hi g h r e a l t i m e，whi c h c a n m e e t a c t u a l r e q u i r e me nt o f c o a l m i ne pr o du c t i on． Ke y wo r d sf u l l y me c ha ni z e d c o a l mi n i n g f a c e； hy dr a u l i c s u pp or t s； c e nt r a l i z e d c o nt r o l ； t e r m i na l c o nt r o l l e r 0 引言 随着 煤 炭 工业 的飞 速 发展 ， 高 产 高 效综 采 工 作 面 自动 化 集 约 生 产 已 经 成 为 我 国 煤 矿 的 发 展 方 向【 。 目前 ， 我 国综 采 工 作 面 液压 支 架 电液 控 制 技 术虽 然 已取得 很大 进 步 ， 但 主 要 集 中 在 液压 支 架 控 制器 手动 和成 组控 制 技 术 的研 究 上 ， 在液 压 支 架 自 动控 制技 术方 面 还 有 待进 行 深 入 的 研 究 。而 且 ， 现 有大多数 国产 液压支架电液控制系统存 在可靠性 低 、 实 时性 差 、 自动 化程 度 低 等 问题 。因此 ， 在 煤 矿 井下没有得到推广应用 ， 更不能满足高产高效综采 工 作面 的生 产要 求 。也 正 是 由于 此 ， 我 国大 多数 综 采 工作 面所用 的液压 支 架 电液 控 制 系统 依 靠 进 口 。 而进 口液压 支架 控 制器 存 在 着 价 格 昂 贵 、 供货 不 及 时 、 通信协 议 不公 开等 问题 ， 严 重制约 着我 国高 产高 效综采工作面的发展 和普及 ， 已成为 限制我国煤炭 工业 发 展 的瓶颈 j 。 我 国煤 炭工业 “ 十二五 ” 发 展规划 将煤 炭 高效 开 采 技术及 配 套装 置列 入研究 主 题n ] 。而液 压支 架 集 中控制 技术 是实 现 综 采 工作 面 无 人 值 守 的关 键 ， 是 实 现高 产高 效集 约 化 采 煤 的核 心技 术 。因此 ， 开 发 具 有 自主知 识产 权 的综采 工作 面液 压支 架集 中控 制 技 术具 有重 要 的现 实意 义 。 本 文设 计 了 一 种 基 于 端 头 控 制 器 和 双 R 4 8 5 总线 的综采 工作 面 液 压 支 架集 中控 制 系 统 ， 该 系 统 可 根 据采煤 机 位置并 结 合采煤 工艺 流程 对液 压 支架 进 行集 中控 制 。经 实 验 室 和地 面现 场 试 验 证 明 ， 该 系统稳定可靠 ， 实时性高， 能够满足煤矿综采工作面 自动化 控制 的需 求 。 1 液压 支架 集 中控 制 系统硬 件设 计 1 ． 1 系 统 结 构 综采工作面液压支架集 中控制系统是一个基于 双 RS 4 8 5总线 的多机通信 网络L 2 ] ， 由间架控制器 、 压力传感器、 位移传感器、 红外接收器 、 端头控制器 和防爆 计 算机 组成 ， 如 图 1所示 。 间架 控制 器是 液压 支架 集 中控制 系统 的基 本单 元 。它一方面通过压力传感器、 位移传感器和红外 传 感 器将 液压 支架 的运 行状 态 和采煤 机 当前 的运行 位 置 采集 回来 并上 传 到 端 头 控 制 器 ； 另 一 方 面实 现 对 液压 支架 的邻 架控 制和成 组 控制 。 双 RS 4 8 5 总 线 图 1 综采工作面液压支架集 中控制系统结构 端 头控 制 器位 于 工 作 面 的两 端 ， 起 着 承 上 启 下 的作用， 采用双 R S 4 8 5总线通信模式进行工作。其 中 ， 一条 RS 4 8 5总线 用于巡 检 综 采工 作 面 液 压支 架 的工 作状 态参 数 和采 煤 机 的位 置 ， 并 实 时将 信 息 传 递 给防爆 计算 机 ， 为 实 现工 作 面 液 压 支 架 的远 程 状 态监 测 提 供 稳 定 的 判 断 依 据 和 数 据 保 障 ； 另 一 条 R S 4 8 5总线用 于集 中控 制 ， 通 过 巡 检 工 作 面参 数 确 定采煤机 的运行位置 ， 进而通过总线 向间架控制器 发送控制命令 ， 控制液压支架做出相应动作， 配合行 进 中 的采 煤 机进 行 自动 化 作 业 ， 实 现 对 液 压 支 架 的 集 中控制 。 防爆计 算 机 安 装在 工 作 面 巷道 控 制 室 ， 用 于 实 时 显示 端 头 控 制 器 采 集 回来 的工 作 面 支 架 状 态 数 据 ， 另外将工作面集控平 台发送过来 的集控命令 和 工 艺段 号下 发至 端头 控制 器 。 1 ． 2端 头 控 制 器 硬 件 结 构 端 头控 制器 硬件 结构 如 图 2所 示 。 N c p u R S 4 8 5 通信 电路 1 通信 电路 2 图 2 端 头 控 制 器 硬 件 结 构 在液 压支 架集 中控 制 中 ， 端 头 控 制 器要 巡 检 大 量液 压支 架状 态参 数 ， 同 时还 要 对 相 应 支 架进 行 多 变量控制 。一 个 C P U 既不能满 足控制要求 ， 也满 足不 了实 时性 要求 ， 因此 ， 系 统 中设 计 了双 C P U 结 构。其中， 巡检 C P U负责巡检整个工作面的参数 ， 并将参数上传至 防爆 计算机 ； 主控 C P U 负责接收 防爆计算机的集控命令并根据巡检 C P U 巡检回来 的工 作 面采 煤 机 位 置参 数 对 液 压 支 架 进 行 集 中控 防爆计算机 2 0 1 5年 第 2期 赵 龙等 综 采 工作 面液压 支架集 中控 制 系统设 计 1 1 制 。2个 C P U 采用 S P I 接 口连 接并 进 行数 据 交换 。 在 同一 时 间 2个 C P U 自行 负 责 与 间架 控 制 器 的 通 信任务 ， 提供 S P I口共享数据， 提高了集 中控制系统 的效 率 和实 时性 。 1 ． 3液压 支架集控 通信 电路 针对 煤 矿综 采 工作 面湿 度 大 、 煤 尘 多 、 电磁干 扰 强 等恶 劣环 境 ， 本 文 设 计 了抗 干 扰 能 力 强 的 RS 4 8 5 通 信 系统 。通信 接 口结 构如 图 3所示 。 C P U _ _ _ 叫光电耦合隔离电路 ． ． 叫MA X 3 0 8 8 ． - 防高压侵入电路 图 3通信 接 12 I 结 构 其 中， 通信芯片采用 MAX 3 0 8 8 。该芯片为 1 ／ 8 负载 ， 能 够驱 动 2 5 6个 通 信 节 点， 通 信 速 率 高达 1 0 Mb i t ／ s 4 ] 。 另外 ， 该 芯片 在 空 闲状 态 时 ， 提 供 失 效 保护 ， 提高 了 R S 4 8 5通信 网络的可靠性 。由于工作 面长 达 1 8 3 1T I ， 通信 节 点个 数 为 1 2 3个 ， R S 4 8 5总线 抗 干扰 能 力会 下 降 。针 对 这个 问题 ， 需 要 在 R S 4 8 5 总线两端匹配终端 电阻， 以提高 R S 4 8 5总线的稳定 性 。考虑到终端电阻阻值和通信信号线 的特征阻抗 应 一 致 ， 因 此 ， 在 本 系 统 中 选 用 1 2 0 Q 的 终 端 电 阻_ 3 ] 。光 电耦合 隔 离 电路用 于通 信 电路 和 C P U 信 号 隔离 ， 在 保 护 C P U 的 同时实 现 C P u 和 RS 4 8 5总 线之 间 的 电平 转 换 。防高 压侵 入 电路 用 于 抑 制 MAX3 0 8 8芯片 的 A， B引 脚 由外 界 干 扰 雷 击 、 浪 涌 产 生 的高 压 ， 使 系统 更 加 可 靠 。另 外 ， 采 用 DC D C电源模 块 将 R S 4 8 5通 信 模 块 电 源 和 C P U 电路 隔离 ， 防止 噪声或 干扰 通过 电源或 地线 相互 影 响 。 系统 采 用 Mo d b u s通信 协 议 ， 端 头 控制 器 和 间 架控制器构成一主多从的多机通信模式。端头控制 器 为主 机 ， 问架 控制 器 为从 机 ， 在通 信过 程 中 ， 只 能 有一 个节 点 处 于发 送 状 态 。在 系统 初 始 化 时 ， 将 端 头控 制器 和 问架 控制 器都 初始 化 为接 收状 态[ 3 ] 。在 集 中控 制 中 ， 间架控 制 器 采 用 单 片 机 内部 的寄 存 器 设置 支架 编 号实 现硬 件地 址识 别 『 2 ] 。只有 当 问架 控 制器多机第 9数据位和集控地址同时满足时， 问架 控 制器 才 响应端 头 控 制 器 的集 控命 令 ， 这 样 可 提 高 集中控制的可靠性。 2 液 压支 架 集 中控 制 策 略 综采工作面的主要设备有采煤机 、 刮板输送机 和液压 支 架_ 8 ] ， 在 采 煤 过 程 中 ， 它 们 相 互 协 调 ， 相 互 制 约 。下 面分 析 液压 支 架 和采 煤 机 、 刮板 输 送 机 之 间的协调关系 ， 建立液压支架集 中控制模型， 介绍液 压 支 架集 中控制 的实 现过 程 。 2 ． 1 液压 支 架集 中控 制模 型建 立 液 压支 架 的集 中控 制是 以采 煤机 中心 位置 红外 线信号为依据 ， 根据综采工作面的采煤工艺 阶段号 和采煤 机运 行方 向 ， 对 和采 煤 机 中心 位 置相 距 固定 距 离 的液压 支 架执行 相 应 的动作 包 括 降 柱一 移 架 ～ 升 柱 、 推溜 、 伸 收 互 帮 板 和 喷 雾 ， 以 配 合 采 煤 机 作 业 。液 压支 架 集 中控 制 模型 如 图 4所 示 。 推溜小循环 采煤机收护帮板 位 置 图 4液 压 支 架 集 中控 制 模 型 设采 煤机 以速度 在 工 作 面 来 回运 动 ， 机 头 与 采煤机 中心位 置 的距 离 为 s ， 则 s和 口的关系 如 式 1 所示 。为 了在集 控 中方便 描述 采煤 机 的位置 ， 将以米为单位表示 的采煤机 中心位置 s换成 以支 架 编号表 示 的采煤 机 位置 K ， 如 式 2 所示 。 s 一 件s 。 1 K in t 吾 2 式中 s 。为采煤机行走 的位移 ； i n t 为取整 函数 ； D 为液 压支 架 的宽度 。 根 据采 煤机 位置 可 以得 到关 于被控 支架 的动 作 函数 F i 一1 ， 2 ， 3 F 一 K ～ 1 l n 。 G 3 式 中 F 为收 护帮 板动 作 函数 ， F 为 小循 环 降 柱 一 移架一 升柱一 伸护帮板 动作函数 ， F 3 为推溜动作 函 数 ； n 为采煤 机 运 动 方 向 ； 为 与 采 煤 机 相 对 位 置 方 向。 当采 煤机 从 机 头 向机 尾运 动 时 ， 一1 ， 反 方 向时 ， 一0 ； 当被控 支 架滞后 采 煤机 时 ， ， z 一0 ， 超 前 采 煤机 时 ， 。 1 。 采 煤机 中心位 置 K 判 断 由安 装 在采 煤 机机 身 上 的红外发射器发射红外信号 ， 然后问架控制器 中 的红外接收器接收信号 ， 上传至端头控制器， 由端头 控制器判断出当前采煤机位置。当采煤机在工作面 从 机 头 向 机 尾 进 行 割 煤 时 ， 超 前 采 煤 机 G 架 的 KG 号支架进行 收缩 护帮板动作 ， 滞后采煤机 G 2 架的 KG 2 号支架进行小循环动作， 滞后采煤机 G 3 架 的 KG 3 号支架进行 推移刮板 输送机动作 。 2 ． 2液压 支架 集 中控 制 过程 分析 由于煤 层 的 自然条 件 和 综 采机 械 的不 同 ， 综采 1 2 工矿 自动化 2 1 5年 第 4 1卷 T 作 而 的采煤 工 艺 多种 多样 。按 工 作 面 割 ■角 煤 丁艺 的不 同可 以分 为伞 截深 采煤 工 艺和半 截深 采 煤 T 艺； 按 一 r 作 而割煤 位置 的不 同 ， 义可 以分 为 中间 段 采 煤1 - 艺和机头 尾 采煤 工艺 。本文 的液 压 支架 集 中控 制 系统 是 针 对 某 煤矿 1 5 2 3 0 4 T作 面实 际 生 产情 况 提 } f J 的 。 该 ] 作 面 长 1 8 3 m， 采 用1 2 2个 Z Z 8 8 0 0 1 3 ／ 2 6 D支撑 掩 护 式 液 压 支 架 进 行 顶 板 支 护 。该工 作 面采 用全 截深 双 向采煤 工艺 进行 采煤 作 业 ， 液 压 支架 集 巾控制 系 统具体 控 制过程 如 下 。 2 ． 2 ． 1 综 采 r 作 而 巾I 1 1J 段 集 中控 制过 程 端 头控制 器 根据 f n j 架 控制 器接 收 的采煤 机 红外 发射 器 位置 信号 ， 通 过 比较 最 新 采 煤 机位 置 和 原来 采煤 机 位置 ， 得 m采煤 机 的采 煤方 向 ， 然后 根据 防爆 计算 机发 送 的采 煤工 艺段 号 ， 对滞 后 采 煤机 位 置 G 。 8架 的 支架进 行 小 循环 降柱 一移 架 一 升 柱 动 作 ， 滞后 采煤 机 位置 G 。 1 2架 的支架进 行 推溜 动作 。 2 ． 2 ． 2 综采 T作 面 机尾 段集 中控 制过 程 综 采 。 r作 而 机 尾 段 集 中控 制 过 程 又分 为 如下 几个 阶段 1 机 尾 弯 f 1 段形 成 阶段 。 当采 煤机 运 行 到机 尾 l 1 7号 支 架位 置 时 ， 小 于等 于 1 0 9号 的支 架 全部 完 成 降柱 一 移 架 一 升 柱 动 作 ， 1 0 0号 之 前 的 支 架 完成 正 常推 溜 行 程 为 0 ． 6 m ， 1 1 O 9号 支 架 形 成 弯 曲段 ， 推溜 位移 为 0 ． 6 1 一” ／ 1 0 m 一0 ， 1 ， ⋯ ， 9 ， 如 图 5所 示 。 5机 尾 曲段 彤 成 阶段 2 机 尾 斜 切 进 刀 阶 段 。 当 采 煤 机 从 机 尾 1 】 7号 支架 i t, l 左 运 行 到 1 1 2号 支 架 时 ， 支 架 不 执 行 任何 动作 。当 采煤 机 运 行 到 1 1 1号 支架 时 ， l 1 9号 支架 开 始进行 小 循 环 动 作 。 向左 运 行 到 9 3号 支架 时 ， 1 1 0 1 2 2号 支架 完 成 降 柱 一移 架 一升 架 动 作 ， 1 1 0 1 2 2号 支架是 正 常推 溜 ， 1 0 0 1 0 9号 支架 推溜 位 移为 0 ． 6 n ／ 1 0 I 1 3 ． 。机 尾 1 1 0 1 1 2号 支 架 和其 他 支 架动 作不 同 ， 这 3个 支 架 进 行 先 推 溜后 小循 环 动 作 。此 时 ， 支架将 刮 板输 送机 推直 ， 如 图 6所示 。 罔 6 机 尾斜 切进 刀阶段 3 机 尾 反 割 j 角煤 阶段 。 采 煤 机 从 9 3号 支 架 运行 到 1 1 7 号 支架 ， 反 阳割 j角 煤 ． 液压 支架 不进 行 降柱 一 移架 一 升 架和 推溜 动作 。 如 7 所 示 。 罔 7机 尾 反 f 剖 三角 煤 阶 段 2 ． 2 ． 3 综 采 T作 而机头 段 集 中控 制 过秘 机 头 和 机 尾 支架 动 作 是 对称 的 ， 动作 支 架 编 号 是采煤 机 位 置减 去 动 作 距离 得 到 。弯 f f f 1 段 、 斜 | J J 进 刀 和割 二 三 角煤 一样 ， _在此不 冉赘 述 。 3液压 支架 集 中控制 软件 设计 在 液压 支架 集 中控 制 中 ， 端 头 控 制器 接 收 到 防 爆计算机发送的集控命令 、 采煤T艺段号， 先对‘ 1 作 面液 压 支架状 态进 行 巡 检 ， 并 将 参 数 } 传 剑 防爆 计 算 机 ； 然 后判 断参 数是 否』 常 。 若正 常 则向 问架控 制 器 发送 集控命 令 ； 若 不 正 常 ， 则 报 警 ． 退 ⋯集 中控 制 模式 ， 判 断 f f I 故 障类 型 并 存 端 头控 制 器 的液 品 示 屏 和防爆 计 算机 巾显 示 。端头 控制 器接 收 防爆 算 机集控命令流程如图 8所示。端头控制器接收完集 控命 令 后 向计算 机返 回支架 的运行 参数 。 端 头控 制器 集控 流程 如 9所示 。端头 控 制器 先 对采 煤机 左 右各 1 5个 支架 进行 巡 检 ， 确定 采煤 机 的最新 位 置 ， 并 与之 前采 煤机 的位 置作 比较 ， 判 断 f { I 采 煤机 的运 动方 向 ， 然 后 根 据 采 煤 1 艺段 号和 已经 判 断 出的 采煤机 牵 引方 向对 相应 的 支架进行 追 机移 架 作 业 。 为 r增 lJ J I l 集 控 的 l r 靠 性 ， 追 机 移 架 作 业 陵收计 算机集控 命令 { ．． 一 I 接 收 集 控 参 数 l 返回 1支架运 行参数 N 图 8 端头控制器接收 防爆计 算机集榨命令流程 l 巡 检 支 架 参 数 l I ＼／ Y I 判断采煤_ _ 艺段 号 I 计算被拄支架 号 I J 发 送 集 控 命 令 I 图 9端头控制器 集控流程 2 0 l 5年 第 2期 赵 龙等 综 采工 作 面液压 支架集 中控 制 系统 设 计 1 3 f 1 1 ． 以集 控 动作极 限 时 I1 __I J 和 动 作 位 移 极 限 参 数 为依 据进 行 双 闭 环 控 制 。2个判 断 参 数 只 要 有 一 个 满 足 ， 就能 继续 进 行控 制 。若 超过 _ r 极 限时 问 ， 此 时集 控 动作 还没 到位 ， 则 进行 报警 ， 退 出集 控模 式 。 4试验 结 果分 析 为 了验 证 本 系统 的实 时性 和可 靠 性 ， 在 实 验 室 进 行 _r通信 性能 测 试 。端 头 控制 器接 收 防爆计 算 机 的集控 命令 后 ， 向计 算 机 返 回工 作 面 液 压 支 架 的 状 态 参数 ， 格 式 为 端 头 控 制 器 地 址 F F H 功 能 码 O 3 H 支 架 号 3 b y t e参 数 ， 如 冈 1 0所 示 。 其 中 ， 方框 内数宁 依 次为 1 号 支架 的立 柱压 力 、 推 溜 位 移 和 1 b y t e的开关量 。 FF f 1 3 l l ’【 j 】{ 】 l } 2 3 ‘㈤【 】 l 1 c j 3 3 C J ⋯{ l 4 I { 】0 【 】 J 1 5 } I 1 t 】 f } 】 【 _ I 】 7 - T 耵1T 玎 _ 1 丌 H 1 】 f 】 c 0 H 】 A { J O 【 1 J 】 }0 、 0 0 【 I { _ ” { J D t O f O O } O E }I j O I Ⅲ1 f 1 F l J 0 { J { J I { 【 1 f }O l 1 1 O 0 0 】 i 2 F F F F F F 1 F F F F “F F 1 4 F l F F F F l 5 F F F F F F】 6 F F F F F F l 7 F F F F F F I 8 FF F F F } l 9 F F F F F F I A F F F F F F l B F F F F F r 1 F F F F F F I D F F F F F F l E F F f ’ F F F 1 F F F f ’ F F F 2 o l I F F F F F 2I F F FF F F 2 2 F F F F F F 2 3 F F { J m 2 4 【 】 f 川 1 f } 2 ⋯l ⋯ f I 2 6 ⋯t l } 0 2 7【 】 O O O 2 g M O O { } 2 I } 1{ 2 A 】 } f 】 O O I { 州l ⋯f 1 0 2 ’川 【 2 D } 】‘ l c 】 { J 2 E 1 _t 】 o o 2 F I 】 J O O j 【 J 3 c 0 0 f 州} 31 f 1 I } } 2 f n { } f 3 3 } 】 f } f J 3 4 F F F F F F 3 5 F F FF F F 3 6 F F FF F F 3 7 F F F F F F 3 8 F F F F r F 3 9 FF FF F F 3 A F F F F F t 3 B F I FF F F 3 ’ F F FF F F 3 D F F F F F F 3 E F F F F F F 3 F F F FF F F 4 1 F F F F F F 4 I F F F F F F 4 2 F F FF F F 4 F F F F F F 4 4 F F F F F F 4 5 F F FF { { 4 6 【 【 J 4 7 f { 】 t } 4 8 [ _ f J 1 f { } 4 9 } ’ F f I O O O 4 A f 川州 ” 4 B } 1 【 】O O 4 ’ Ⅲl 1 f 1 { 】4 D O f O 0 4 E【 f Ⅲf f l 4 r 州l _ l { l J 5 】【 】 【 _ 川 { l 5l f } 【 _ { { 1 2 川 f I 5 3 州 【 c [ 0 5 4【 l 【 】 【 _ O O 5 5 { H J O O 5 6 H J “ F F 5 7 F F FF F F 5 F F F F F F 4 F F FF F F A F F FF F F 5 B F F F F F F I F f 、 F F F 5 D F F FF F F 5 E F F F F F F 5 F F F FF F F 6 F F FF F F 61 F F F F r f 6 2 F F F F F F 6 3 F F FF F F 6 4 F F F F F F 6 5 F F FF F F 6 6 F F FF F F n 7 F F F F { 】 c }6 8 1 0 “ l 1 6 0 { l } 1【 _l J 6 A 【 _ 【 _ { 】 6 B F F FF F F 6 6 F F f 0 州6 D J 】 _ _ 1 b E } 【 _ 】 【 】 6 F { 1 { 】{ 1t J 7 { 【 1 f 】 } 7 l 【 J 】 1 }5 A F F j f l I 】 } 7 3 0 I } 【 } { l 】7 4 0 t { 】 f I 【 1 7 5 } I J Ⅲ州1 7 6 J { 1 f 】 } 】 7 7 【 f 】 O { }5 A F F I F F 7 9 f F F F F F 7 A F F F F F F 7 B FF FF F F 7 、 } F F F I F 7 D F I FF F F 7 E F F FF F F 7 F F F F F F f 8 1 F I I I -l l *I F F FF } ’ f BI B B 1 0 上 传 至 防爆 计 算 机 的 支 架 参 数 获 得 巡检 参数 是对 液压 支架 进行 集 中控 制 的前 提 。端 头 控制 器对 问架 控 制 器 参 数 进 行巡 检 ， 将 巡 检 到 的 参 数 存 储 往 端 头 控 制 器 的 外 部 RAM 的 0 4 0 0 H一 1 4 0 0 H 单 元 中。每 个 问 架 控 制 器 的 参 数 共 为 1 4 b y t e ， 存 储 格 式 为 支 架 号 1 2 b y t e的 模 拟 量 1 b y t e的开 关 量 l b y t e的错 误 标 志字 。通 过 开关 量 中 的第 4位 来 判 断采 煤 机 位 置 ， 并 且 实 时刷 新 ， 根据 最新 采煤 机 位 置 和 原 来 采煤 机位 置 得 出采 煤机 的运 行 方 向 。然 后判 断错 误标 志 字字 节 中的错 误标 志位