专利名称：用于综采工作面的液压支架电液控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及煤矿综采工作面，尤其是涉及用于综采工作面的液压支架电液控制系统。
背景技术：
随着煤炭资源的日益枯竭，人们对于薄煤层和极薄煤层的开采越来越重视。液压支架传统的控制方式是手动操作杆，由于支架空间狭小、安装位置有限，给操作带来不便， 而且存在劳动强度高、生产效率低、安全性差、回采率低等不足，因此，传统的控制方式逐渐被电液自动控制、程序化操作所取代。目前应用于液压支架电液控制系统，在控制上还处于单架和成组程控的初级阶段。系统中主控制台技术还不是很成熟，液压支架与采煤机联动的全工作面自动控制系统还在研制阶段，许多综采工作面所用液压支架电液控制系统依然需要进口，且均为通用型，控制功能较为单一。
发明内容本实用新型目的在于一种自动化程度高、控制方式灵活的用于综采工作面的液压支架控制系统。为实现上述目的，本实用新型可采取下述技术方案本实用新型所述用于综采工作面的液压支架电液控制系统，它包括由UPS电源供电的井上主机和井上交换机，和由隔爆型UPS电源供电的井下交换机和井下主机；所述井下主机通过井下数据接口与多个支架控制器通信连接；所述多个支架控制器以每三至五个为一个供电单元，所述的每个供电单元分别由一个隔爆兼本安电源供电；相邻两供电单元之间通过隔离耦合器通信连接。所述支架控制器包括微处理器，所述微处理器通信接口通过数据处理模块与电源信号接口通信连接；所述电源信号接口输出端通过电源信号检测模块和稳压模块与微处理器电源端连接；在微处理器通信接口连接有传感器检测控制模块，所述传感器检测控制模块控制端分别连接有多个传感器接口电路模块；所述多个传感器接口电路模块输出端分别通过A/D电路模块和隔离电路模块与微处理器信号输入端连接；在微处理器通信接口连接有存储模块、按键指示接口、升级接口模块、有线人机界面接口、电磁阀驱动接口模块和急停锁闭检测控制接口模块，所述急停锁闭检测控制接口模块输入端连接有急停按钮、闭锁按钮；微处理器通信接口通过扩展模块分别与倾角传感器接口电路和无线人机界面模块通信连接；微处理器的输出接口分别连接有JTAG接口模块、蜂鸣器驱动电路、OLED显示电路， 所述OLED显示电路输出端连接有OLED显示接口。所述电磁阀驱动接口模块通过电磁阀驱动器与液压支架的电液控制阀组控制端连接；所述多个传感器接口电路模块分别与液压支架的压力传感器、行程传感器、倾角传感器、红外线接受器、超声波传感器，和采煤机的红外线发射器通信连接；在所述有线人机界面接口连接有人机界面控制终端。[0008]所述的隔爆兼本安电源包括与交流电源电连接的AC/DC模块，所述AC/DC模块的信号输出端通过一级保护单元、二级保护单元、防接反吸收模块和输出指示模块的信号输入端电连接；所述输出指示模块的信号输出端与负载的信号输入端电连接；所述一级保护单元和二级保护单元为相同两单元，均包括电源输出保护模块，所述电源输出保护模块的信号输入端与定时软启动模块和电压采样比较模块的信号输出端电连接，电源输出保护模块的信号输出端与电流采样模块和开关管电连接，所述电流采样模块的信号输出端与所述开关管的信号输入端电连接；所述AC/DC模块的信号输出端与一级保护单元的电源输出保护模块的信号输入端电连接，一级保护单元的开关管与二级保护单元的电源输出保护模块信号输入端电连接，所述二级保护单元的开关管与所述防接反吸收模块的信号输入端电连接。所述的井下数据接口包括微处理器，所述微处理器的输入输出端分别与电源电压处理模块、数据信号处理模块一、数据信号处理模块二、数据信号处理模块三、显示模块、 JTAG接口模块、复位模块和时钟模块电连接。所述隔离耦合器包括微处理器，所述微处理器的信号输入输出端分别与电源信号接口一、电源信号接口二、电源理模块一、电源理模块二、稳压模块、数据信号处理模块一、 数据信号处理模块二、数据信号处理模块三、数据信号处理模块四，隔离模块、显示模块、时钟模块、复位模块和JTAG接口模块电连接。所述人机界面控制终端包括微处理器，所述微处理器的信号输入输出端分别与电源信号接口、DCDC电路模块、电池充电保护模块、稳压模块、开关机模块、有线通信模块、无线通信模块、声讯报警模块、JTAG接口、时钟模块、复位模块、LED显示模块、OLED显示模块、 按键电路模块电连接。所述电磁阀驱动器包括微处理器，所述微处理器的信号输入输出端分别与电源信号接口、电源检测控制模块、电源理模块、数字信号处理模块、JTAG接口、显示模块、时钟模块、复位模块、多路选择隔离模块一、多路选择隔离模块二、驱动控制和检测模块1-24电连接。本实用新型优点在于实现综采工作面支架控制系统中控制器与控制器通信控制， 控制器与电液控制阀组之间驱动和控制，控制器与系列传感器之间采样隔离、急停闭锁检测控制、采煤机与红外线传感器之间相互通信控制、控制器程序升级等，配合支架电液控制系统，实现自动化、提高生产率，且可靠性、精确性高。
图1-1、图1-2是本实用新型的系统原理框图。图2是图I液压支架控制器的电路原理框图。图3是图I隔爆兼本安电源的电路原理框图。图4是图I井下数据接口的电路原理框图。图5是图I隔离耦合器的电路原理框图。图6是图I人机界面控制终端的电路原理框图。图7是图I电磁阀驱动器的电路原理框图。
具体实施方式
如图1-1、图1-2所示，本实用新型所述用于综采工作面的液压支架电液控制系统，包括由UPS电源供电的井上主机和井上交换机，和由隔爆型UPS电源供电的井下交换机和井下主机；所述井下主机通过井下数据接口与多个支架控制器通信连接；所述多个支架控制器以每三至五个为一个供电单元，所述的每个供电单元分别由一个隔爆兼本安电源供电；相邻两供电单元之间通过隔离耦合器通信连接。如图2所示，所述液压支架控制器包括微处理器，所述微处理器的信号输入输出端分别与电源信号接口一、电源信号接口二、电源检测转换模块、稳压模块、数据处理模块一、数据处理模块二、数据处理模块三、扩展模块、倾角传感器接口电路、无线人机界面模块、JTAG接口、时钟模块、复位模块、存储模块、实时时钟模块、LED显示电路、蜂鸣器驱动电路、OLED显示电路、OLED显示接口、按键指示接口模块、升级接口模块、有线人机界面接口、 电磁阀驱动接口模块、急停闭锁检测控制模块、传感器检测控制模块、隔离电路模块、AD电路模块电、传感器接口电路模块I、传感器接口电路模块2、传感器接口电路模块3、传感器接口电路模块4、传感器接口电路模块5电连接。如图3所示，所述的隔爆兼本安电源包括与交流电源电连接的AC/DC模块，所述 AC/DC模块的信号输出端通过一级保护单元、二级保护单元、防接反吸收模块和输出指示模块的信号输入端电连接；所述输出指示模块的信号输出端与负载的信号输入端电连接；所述一级保护单元和二级保护单元为相同两单元，均包括电源输出保护模块，所述电源输出保护模块的信号输入端与定时软启动模块和电压采样比较模块的信号输出端电连接，电源输出保护模块的信号输出端与电流采样模块和开关管电连接，所述电流采样模块的信号输出端与所述开关管的信号输入端电连接；所述AC/DC模块的信号输出端与一级保护单元的电源输出保护模块的信号输入端电连接，一级保护单元的开关管与二级保护单元的电源输出保护模块信号输入端电连接，所述二级保护单元的开关管与所述防接反吸收模块的信号输入端电连接。如图4所示，所述的数据接口包括微处理器，所述微处理器的输入输出端分别与电源电压处理模块、数据信号处理模块一、数据信号处理模块二、数据信号处理模块三、显示模块、JTAG接口模块、复位模块和时钟模块电连接。5、据权利要求I所述的支架控制器， 其特征在于所述的微处理器经急停闭锁检测控制接口模块检测和控制外接急停接口、急停按钮、闭锁按钮。如图5所示，所述的隔离耦合器包括微处理器，所述微处理器的信号输入输出端分别与电源信号接口一、电源信号接口二、电源理模块一、电源理模块二、稳压模块、数据信号处理模块一、数据信号处理模块二、数据信号处理模块三、数据信号处理模块四，隔离模块、显示模块、时钟模块、复位模块和JTAG接口模块电连接。如图6所示，所述的人机界面控制终端包括微处理器，所述微处理器的信号输入输出端分别与电源信号接口、DCDC电路模块、电池充电保护模块、稳压模块、开关机模块、有线通信模块、无线通信模块、声讯报警模块、JTAG接口、时钟模块、复位模块、LED显示模块、 OLED显示模块、按键电路模块电连接。如图7所示，所述电磁阀驱动器包括微处理器，所述微处理器的信号输入输出端分别与电源信号接口、电源检测控制模块、电源理模块、数字信号处理模块、JTAG接口、显示模块、时钟模块、复位模块、多路选择隔离模块一、多路选择隔离模块二、驱动控制和检测模块1-24电连接。
权利要求1.一种用于综采工作面的液压支架电液控制系统，它包括由UPS电源供电的井上主机和井上交换机，和由隔爆型UPS电源供电的井下交换机和井下主机；所述井下主机通过井下数据接口与多个支架控制器通信连接；其特征在于所述多个支架控制器以每三至五个为一个供电单元，所述的每个供电单元分别由一个隔爆兼本安电源供电；相邻两供电单元之间通过隔离耦合器通信连接。
2.根据权利要求I所述用于综采工作面的液压支架电液控制系统，其特征在于所述支架控制器包括微处理器，所述微处理器通信接口通过数据处理模块与电源信号接口通信连接；所述电源信号接口输出端通过电源信号检测模块和稳压模块与微处理器电源端连接；在微处理器通信接口连接有传感器检测控制模块，所述传感器检测控制模块控制端分别连接有多个传感器接口电路模块；所述多个传感器接口电路模块输出端分别通过A/D电路模块和隔离电路模块与微处理器信号输入端连接；在微处理器通信接口连接有存储模块、按键指示接口、升级接口模块、有线人机界面接口、电磁阀驱动接口模块和急停锁闭检测控制接口模块，所述急停锁闭检测控制接口模块输入端连接有急停按钮、闭锁按钮；微处理器通信接口通过扩展模块分别与倾角传感器接口电路和无线人机界面模块通信连接；微处理器的输出接口分别连接有JTAG接口模块、蜂鸣器驱动电路、OLED显示电路，所述OLED 显示电路输出端连接有OLED显示接口。
3.根据权利要求2所述用于综采工作面的液压支架电液控制系统，其特征在于所述电磁阀驱动接口模块通过电磁阀驱动器与液压支架的电液控制阀组控制端连接；所述多个传感器接口电路模块分别与液压支架的压力传感器、行程传感器、倾角传感器、红外线接受器、超声波传感器，和采煤机的红外线发射器通信连接；在所述有线人机界面接口连接有人机界面控制终端。
4.根据权利要求I所述用于综采工作面的液压支架电液控制系统，其特征在于所述的隔爆兼本安电源包括与交流电源电连接的AC/DC模块，所述AC/DC模块的信号输出端通过一级保护单元、二级保护单元、防接反吸收模块和输出指示模块的信号输入端电连接；所述输出指示模块的信号输出端与负载的信号输入端电连接；所述一级保护单元和二级保护单元为相同两单元，均包括电源输出保护模块，所述电源输出保护模块的信号输入端与定时软启动模块和电压采样比较模块的信号输出端电连接，电源输出保护模块的信号输出端与电流采样模块和开关管电连接，所述电流采样模块的信号输出端与所述开关管的信号输入端电连接；所述AC/DC模块的信号输出端与一级保护单元的电源输出保护模块的信号输入端电连接，一级保护单元的开关管与二级保护单元的电源输出保护模块信号输入端电连接，所述二级保护单元的开关管与所述防接反吸收模块的信号输入端电连接。
5.根据权利要求I所述用于综采工作面的液压支架电液控制系统，其特征在于所述的井下数据接口包括微处理器，所述微处理器的输入输出端分别与电源电压处理模块、数据信号处理模块一、数据信号处理模块二、数据信号处理模块三、显示模块、JTAG接口模块、 复位模块和时钟模块电连接。
6.根据权利要求I所述用于综采工作面的液压支架电液控制系统，其特征在于所述隔离耦合器包括微处理器，所述微处理器的信号输入输出端分别与电源信号接口一、电源信号接口二、电源理模块一、电源理模块二、稳压模块、数据信号处理模块一、数据信号处理模块二、数据信号处理模块三、数据信号处理模块四，隔离模块、显示模块、时钟模块、复位2模块和JTAG接口模块电连接。
7.根据权利要求3所述用于综采工作面的液压支架电液控制系统，其特征在于所述人机界面控制终端包括微处理器，所述微处理器的信号输入输出端分别与电源信号接口、 DCDC电路模块、电池充电保护模块、稳压模块、开关机模块、有线通信模块、无线通信模块、 声讯报警模块、JTAG接口、时钟模块、复位模块、LED显示模块、OLED显示模块、按键电路模块电连接。
8.根据权利要求3所述用于综采工作面的液压支架电液控制系统，其特征在于所述电磁阀驱动器包括微处理器，所述微处理器的信号输入输出端分别与电源信号接口、电源检测控制模块、电源理模块、数字信号处理模块、JTAG接□、显示模块、时钟模块、复位模块、 多路选择隔离模块一、多路选择隔离模块二、驱动控制和检测模块1-24电连接。
专利摘要本实用新型公开了一种用于综采工作面的液压支架电液控制系统，包括由UPS电源供电的井上主机和井上交换机，和由隔爆型UPS电源供电的井下交换机和井下主机；井下主机通过井下数据接口与多个支架控制器通信连接；多个支架控制器以每三至五个为一个供电单元，的每个供电单元分别由一个隔爆兼本安电源供电；相邻两供电单元之间通过隔离耦合器通信连接。本实用新型优点在于实现综采工作面支架控制系统中控制器与控制器通信控制，控制器与电液控制阀组之间驱动和控制，控制器与传感器之间采样隔离、急停闭锁检测控制、采煤机与红外线传感器之间相互通信控制、控制器程序升级等，配合支架电液控制系统，实现自动化、提高生产率，且可靠性、精确性高。
文档编号E21D23/12GK202348306SQ20112046693
公开日2012年7月25日 申请日期2011年11月22日 优先权日2011年11月22日
发明者刘博 , 向家雨, 焦承尧, 王怡, 王永强, 赵广会, 高卫勇, 高有进 申请人:郑州煤机液压电控有限公司, 郑州煤矿机械集团股份有限公司