液壓支架電液控制單元測試系統研究設計

常祥太

（山西焦煤霍州煤電集團 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,河南浚縣人,大學本科,助理工程師,從事煤礦裝備自動化控制研究工作。

液壓支架電液控制單元測試系統研究設計

常祥太

（山西焦煤霍州煤電集團 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存在很多局限性以及運行維護成本高等問題,研究設計了液壓支架電液控制單元測試系統。對電液控制系統測試平臺進行了需求分析,然后設計了測試平臺整體框架,包含液壓支架模擬及測控兩個部分。最后對其進行了性能測試,其結果表明其具有很好的調壓性能,同時其穩態誤差相對很小,所以液壓支架電液控制測試系統的研究設計為以后的進一步研究奠定了科學的理論基礎。

液壓支架;電液控制;測試系統

針對煤礦井下綜采自動控制系統,其核心就是液壓支架電液控制,隨著其逐步運用至煤礦開采中完成了綜采的機械自動化控制[1-3],在很大程度上改善了工作人員的井下環境及提升了生產效率,在完成液壓支架電液控制系統后要實現其功能測試,然而目前大部分測試平臺考慮到經濟性,其設計局限于電液控制系統單動作功能的測試,而無法完成其聯動等功能測試,另外還存在程自動化程度低及運行維護成本高等問題,因此本文研究設計了液壓支架電液控制單元測試系統。

1 測試平臺需求分析

液壓支架電液控制系統測試平臺的設計目標是給電液控制系統供給相對比較真實的模擬工作狀況,以完成各個功能及性能參數的測試,因此其功能需求分析如表1所示。

2 測試平臺的整體結構設計

設計液壓支架電液控制系統測試平臺整體結構,見圖1。

表1 功能需求分析

圖1 測試平臺整體結構設計圖Fig.1 Structural Design of Testing Platform

由圖1可知,測試平臺整體結構中包含液壓支架模擬及測控兩部分,中央控制主機經過TCP/IP協議完成和支架控制器通訊,得到支架控制器傳感器數據,同時能夠發送控制命令,遠程控制液壓支架模擬系統完成各種動作;液壓支架模擬系統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;測控系統完成支架控制器輸出端口的輸出電壓檢測,得到各種參數數據以調整立柱壓力及推移千斤頂伸縮速度。

3 模塊設計

液壓支架模擬系統模塊主要包含液壓、電氣及比例模擬三個部分,測控系統模塊主要包含測控裝置及上位機兩部分,其各模塊設計,如表2所示。

表2 模塊設計

4 測試平臺性能實驗

設置測試平臺的整體功能參數,如表3所示。

表3 參數設置

測試程序,見圖2。

圖2 測試程序Fig.2 Testing procedure

升柱前提下,經過連續變化目標壓力致使其與實際壓力產生偏差,然后利用調節比例放大器以調節立柱的實際壓力,致使其能夠隨目標壓力改變而改變,其實驗結果,見圖3。

圖3 測試平臺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,測試平臺擁有相對很好的調壓性能,其穩態誤差相對也非常小,魯棒特性相對非常強,其壓力達到10 MPa之后稍微出現波動,但是還是可以符合測試平臺控制需求;動態響應速度非常快,從17 MPa至10 MPa、10 MPa至16 MPa、16 MPa至6 MPa及6 MPa至17 MPa的響應時間分別是0.6 s、0.5 s、0.8 s及1 s,其平均響應速度是11.7 MPa/s,完全符合設置目標響應速度10 MPa/s的需求。

5 結束語

本文設計了電液控制系統測試平臺的整體架構,對電液控制系統測試平臺進行了需求分析,對液壓支架模擬系統和測控系統進行了詳細設計說明。最后對該測試平臺進行了性能測試,其結果表明其具有很好的調壓性能,同時其穩態誤差相對很小。

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[5] 郭科偉.液壓支架電液控制系統的研究與實現[D].重慶：重慶大學,2012.

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NING Yu.Design on Electric and Hydraulic Control System of Hydraulic Powered Support for Fully Mechazed Longwall Mining Face[J].Coal Science and Technology,2009（1):1-3.

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)