一种综采工作面智能供液方法及系统与流程

文档序号:15404705发布日期:2018-09-11 18:45阅读:254来源:国知局

本发明涉及综采工作面液压控制技术领域,具体涉及一种综采工作面智能供液方法及系统。



背景技术:

目前,综采工作面采用的供液系统,包括多台乳化液泵、多台喷雾泵以及多台液箱,用于综采工作面液压支架的安全支护和动作,以及采煤机喷雾降尘和设备冷却等用途。目前单台乳化液泵最大供液流量为630l/min,单台喷雾泵最大流量为1000l/min,通过集中分布式或集中式控制系统,实现单泵运行和多泵联动控制;通过变频器和电磁卸荷阀,以及压力反馈,对泵站流量和压力实现实施调节,从而达到自动化供液的目的。现有技术方案的缺点主要有以下几方面:

1、综采工作面开采的工况非常复杂,配套电液控制系统的液压支架单架就有降移升动作,还有成组拉架和推溜动作,对流量需求是实时变化的,因此对供液系统的供液流量也是实时变化的,现有技术主要通过检测主管路压力,从而判定开泵数量,进行流量等级的粗略计算;而单泵通过变频器,对流量进行控制,而变频器的反映速度为秒级,电磁卸荷的反映为毫秒级,因此在流量波动情况,变频器没有反馈到合理值的情况下,单泵会出现由于压力波动引起的自动增压卸荷现象,即不节能也无法满足工作面流量实时变化的工作要求;

2.常规异步电机+乳化液泵的方式,乳化液泵往往需要减速传动系统,而综采工作面顺槽狭小的工作环境,限制了乳化液泵的外形尺寸,因此目前单台乳化液泵和单台喷雾泵均不能满足综采工作面的液力需求,需要多台同时开启进行,导致供液系统总的设备长度和重量超重,对于井下时常有坡度变化的工况下,引起拉移列车存在着巨大的安全隐患。

因此,亟需一种综采工作面智能供液方法及系统以解决现有技术的上述问题。



技术实现要素:

本发明旨在提供一种综采工作面智能供液方法及系统,以解决现有技术中无法按需供液及供液系统复杂的技术问题。

为此,本发明提供一种综采工作面智能供液方法,包括如下步骤:

信息获取步骤:获取综采工作面的支架动作信息,所述动作信息包括支架预估动作和预估动作时间;

按需控制步骤:根据所述支架预估动作得到供液需求,根据所述供液需求结合当前时刻以及所述预估动作时间得到流量需求和/或压力需求;在所述预估动作时间之前输出与所述流量需求和/或所述压力需求对应的控制信号;

所述控制信号用于控制供液泵站按照所述流量需求和/或所述压力需求为支架提供乳化液。

可选地,上述的综采工作面智能供液方法中,所述按需控制步骤中,所述控制信号包括第一启动信号和第二启动信号,其中:

根据所述支架预估动作判断支架工作模式;若所述支架工作模式为跟机模式,则输出第一启动信号以启动供液泵站中的至少一台变频泵;

获取预存的支架跟机参数,根据所述跟机参数得到所述供液需求,进而得到所述流量需求和/或所述压力需求;

采集供液泵站出液口的实际供液流量和/或实际供液压力;

根据所述实际供液流量与所述流量需求的差异,和/或所述实际供液压力与所述压力需求的差异,确定需要开启的工频泵数量;

在所述预估动作时间之前输出第二启动信号,以根据所述工频泵数量启动供液泵站中相应数量的工频泵。

可选地,上述的综采工作面智能供液方法中,所述按需控制步骤中还包括如下步骤:

若供液泵站中的所有工频泵均为开启状态,并在预设时间内所述实际供液流量不能满足所述流量需求,和/或所述实际供液压力不能满足所述压力需求,则发出停机信号以关闭供液泵站,同时发出报警提示信号。

可选地,上述的综采工作面智能供液方法中,所述按需控制步骤中,所述控制信号还包括第三启动信号,其包括如下步骤:

若供液泵站中的所有工频泵均为开启状态,并在第一预设时间内所述实际供液流量不能满足所述流量需求,和/或所述实际供液压力不能满足所述压力需求,则发出所述第三启动信号以开启供液泵站中的至少一台备用泵;

若供液泵站中的所有工频泵以及备用泵均为开启状态,并在第二预设时间内所述实际供液流量不能满足所述流量需求,和/或所述实际供液压力不能满足所述压力需求,则发出停机信号以关闭供液泵站,同时发出报警提示信号。

可选地,上述的综采工作面智能供液方法中,所述按需控制步骤中:

确定所述实际供液流量与所述流量需求的差异,和/或所述实际供液压力与所述压力需求的差异后,根据不同支架动作时的预设工频泵开启顺序、每一工频泵的额定流量和额定压力,确定需要开启的工频泵数量。

本发明还提供一种综采工作面智能供液系统,包括支架电液控制单元、泵站控制单元和供液泵站,其中:

所述支架电液控制单元,控制综采工作面的支架动作,并将支架动作信息发送至所述泵站控制单元,所述动作信息包括支架预估动作和预估动作时间;

所述泵站控制单元,获取所述支架动作信息,根据所述支架预估动作得到供液需求,根据所述供液需求结合当前时刻以及所述预估动作时间得到流量需求和/或压力需求;在所述预估动作时间之前输出与所述流量需求和/或所述压力需求对应的控制信号;

所述供液泵站,接收到所述泵站控制单元输出的所述控制信号后,按照所述流量需求和/或所述压力需求为所述支架提供乳化液。

可选地,上述的综采工作面智能供液系统中,所述供液泵站包括至少一台变频泵和至少一台工频泵,系统还包括:

流量传感器和/或压力传感器,设置于所述供液泵站出液口,用于检测供液泵站出液口的实际供液流量和/或实际供液压力;

所述泵站控制单元,根据所述支架预估动作判断支架工作模式;若所述支架工作模式为跟机模式,则输出第一启动信号以启动供液泵站中的至少一台变频泵;获取预存的支架跟机参数,根据所述跟机参数得到所述供液需求,进而得到所述流量需求和/或所述压力需求;采集供液泵站出液口的实际供液流量和/或实际供液压力;根据所述实际供液流量与所述流量需求的差异,和/或所述实际供液压力与所述压力需求的差异,确定需要开启的工频泵数量;在所述预估动作时间之前输出第二启动信号,以根据所述工频泵数量启动供液泵站中相应数量的工频泵。

可选地,上述的综采工作面智能供液系统中,还包括报警组件:

所述泵站控制单元,在供液泵站中的所有工频泵均为开启状态,并在预设时间内所述实际供液流量不能满足所述流量需求,和/或所述实际供液压力不能满足所述压力需求时发出停机信号以关闭供液泵站,同时发出报警提示信号;

所述报警组件,接收到所述报警提示信号后发出报警信息。

可选地,上述的综采工作面智能供液系统中,所述供液泵站还包括至少一台备用泵:

所述泵站控制单元,在供液泵站中的所有工频泵均为开启状态,并在预设时间内所述实际供液流量不能满足所述流量需求,和/或所述实际供液压力不能满足所述压力需求时,则发出所述第三启动信号以开启供液泵站中的至少一台备用泵;

若供液泵站中的所有工频泵以及备用泵均为开启状态,并在第二预设时间内所述实际供液流量不能满足所述流量需求,和/或所述实际供液压力不能满足所述压力需求,则发出停机信号以关闭供液泵站,同时发出报警提示信号;

所述报警组件,接收到所述报警提示信号后发出报警信息。

可选地,上述的综采工作面智能供液系统中,所述供液泵站,其中的部分工频泵具有大流量、低压力的特性,其余工频泵具有小流量、高压力的特性;

所述泵站控制单元,其内部预存有每一工频泵的额定流量和额定压力,以及不同支架动作时不同工频泵的开启顺序;在确定所述实际供液流量与所述流量需求的差异,和/或所述实际供液压力与所述压力需求的差异后,根据预设的工频泵开启顺序、每一工频泵的额定流量和额定压力,确定需要开启的工频泵数量。

本发明提供的以上技术方案,与现有技术相比,至少具有以下有益效果:

本发明提供的综采工作面智能供液方法及系统,其中的方法通过获取综采工作面的支架预估动作和预估动作时间;根据所述支架预估动作得到供液需求,根据所述供液需求结合当前时刻以及所述预估动作时间得到流量需求和/或压力需求;在所述预估动作时间之前输出与所述流量需求和/或所述压力需求对应的控制信号。本发明提供的以上方案,可以实现根据支架即将执行的动作所需要的乳化液量来为其提供乳化液,从而实现按需供液,并且由于供液的动作是在预估动作时间之前响应的,能够及时的为支架提供所需要的乳化液量,避免了时间上延迟。

附图说明

图1为本发明一个实施例所述的综采工作面智能供液方法的方法流程图;

图2为本发明另一个实施例所述的综采工作面智能供液方法的方法流程图;

图3为本发明另一个实施例所述的综采工作面智能供液方法的方法流程图;

图4为本发明一个实施例所述的综采工作面智能供液系统的原理框图;

图5为本发明另一个实施例所述的综采工作面智能供液系统原理框图。

具体实施方式

下面将结合附图进一步说明本发明实施例。在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明的简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或组件必需具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中,术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

本实施例提供一种综采工作面智能供液方法,用于供液泵站的控制系统中,如图1所示,包括如下步骤:

s101:信息获取步骤:获取综采工作面的支架动作信息,所述动作信息包括支架预估动作和预估动作时间;该信息可以通过支架电液控制单元得到,因为支架电液控制单元用于对综采工作面上的所有支架的工作状态进行统一的控制,因此其能够预知每一支架的下一步动作,也即其能够获取到准确的支架预估动作和预估动作时间,其中的预估动作时间即为预估动作的起始时间。

s102:按需控制步骤:根据所述支架预估动作得到供液需求,根据所述供液需求结合当前时刻以及所述预估动作时间得到流量需求和/或压力需求;在所述预估动作时间之前输出与所述流量需求和/或所述压力需求对应的控制信号;所述控制信号用于控制供液泵站按照所述流量需求和/或所述压力需求为支架提供乳化液。

在综采工作面中的每一支架的液压缸的参数为已知的情况下,支架执行每一动作时的流量需求是可以计算出来的。因为供液系统的控制单元已经得到了每一支架即将执行的动作是什么,同时得到了支架执行动作的时间,因此能够在支架动作之前提前计算出支架执行预估动作的总的供液需求,根据该供液需求可以推算出流量和压力需求,将流量和压力需求转换为控制信号发送给供液泵站,以保证供液泵站按照该流量和压力需求对支架进行供液操作。因为已经确定支架执行预估动作的起始时间,因此在该时间之前即可控制供液泵站对供液需求进行响应,避免造成延时。

实施例2

本实施例提供的综采工作面智能供液方法,用于供液泵站的控制系统中,如图2所示,包括如下步骤:

s201:信息获取步骤:获取综采工作面的支架动作信息,所述动作信息包括支架预估动作和预估动作时间;该信息可以通过支架电液控制单元来得到。

s202:根据所述支架预估动作判断支架工作模式;若所述支架工作模式为跟机模式,则输出第一启动信号以启动供液泵站中的至少一台变频泵;并执行步骤s203;否则的话执行步骤s208。其中跟机模式是指支架跟随采煤机的速度向前运行。当确定支架的工作模式为跟机模式之后,首先启动至少一台变频泵,第一启动信号可发送至变频器,通过变频器控制变频泵运行。

s203:获取预存的支架跟机参数,根据所述跟机参数得到所述供液需求,进而得到所述流量需求和/或所述压力需求;工业系统的控制单元根据实时获取到的支架动作信息得到支架跟机参数。在支架跟机过程中,根据支架电液控制单元预先设置好的跟机参数、支架动作信息以及相对应的支架油缸缸径等数据,计算出即将执行动作所需的供液流量与供液压力。本实施例中可以预先将工业需求数据进行预计算后保存,例如当采煤机速度为n时,每分钟的所述供液需求qn可以通过如下公式计算得到:qn=q1×n1+q2×n2+q3×n3+q4×n4+q5×n5;其中:

q1=3.14×d12×l1/4;q2=3.14×d22×l2/4;q3=3.14×d32×l3/4;q4=3.14×(d4-d5)2×l4/4;q5=3.14×d52×l1/4;

以上公式中各个参数代表的含义如下:d1为输入立柱千斤顶缸径,l1为立柱动作行程;d2为抬底千斤顶缸径,l2为抬底千斤顶行程;d3为一级互帮千斤顶缸径,l3为一级互帮千斤顶行程;d4为推移千斤顶缸径,d5为推移千斤顶杆径,l4为推移千斤顶行程。q1为立柱升柱用液量,q2为抬底用液量,q3为一级互帮千斤顶升柱用液量,q4为推溜用液量,q5为拉架用液量;n1为升柱动作支架数量;n2为抬底动作支架数量;n3为一级互帮动作支架数量;n4为推溜动作支架数量;n5为拉架动作支架数量。

预先保存上述计算方式,在实际工作中,当获取到支架的预动作后,判断支架是属于哪一种类型的,执行的是否为上述相应动作,并确定每一动作对应的支架数量,结合上述计算模型即可得到分钟内供液需求量。可以理解的是,上述计算公式中提供的是部分支架的部分动作情况下的供液需求计算方式,在实际应用时,应根据综采工作面中实际涉及到的支架类型、支架数量和支架可能执行的动作,设定相应的计算模型。

s204:采集供液泵站出液口的实际供液流量和/或实际供液压力;可以通过在出液口设置流量传感器、压力传感器的方式,实时得到出液口的实际供液流量、实际供液压力。

s205:判断所述实际供液流量是否满足所述流量需求,并且所述实际供液压力是否满足压力需求。当二者同时满足时则返回步骤s201,否则执行步骤s206。

s206:根据所述实际供液流量与所述流量需求的差异,和/或所述实际供液压力与所述压力需求的差异,确定需要开启的工频泵数量。因为预先已经开启了变频泵,而变频泵的最大流量、最大压力为已知的,如果没有其他工频泵开启,则此时流量需求和变频泵的最大流量之间的差异、压力需求和变频泵最大压力之间的差异即可作为确定工频泵数量的基准。供液泵站中具体包括哪些工频泵,工频泵的类型、型号、允许的额定流量和额定压力均村粗在供液泵站的控制系统中,因此可以根据差异直接计算需要开启哪些工频泵才能够满足上述需求。

s207:在所述预估动作时间之前输出第二启动信号,以根据所述工频泵数量启动供液泵站中相应数量的工频泵。

s208:输出非跟机模式供液控制信号。非跟机模式即为采煤机没有运行或者支架无需跟随采煤机执行动作。此时支架所需要的流量和压力为预先确定好的。供液泵站的控制系统首先控制开启变频泵,当变频泵全速供液且在一段时间内,系统压力仍不能达到目标压力时,控制系统发出信号,控制开启第一台工频泵启动。此时供液以第一台工频泵工作为主,变频泵作为补液,自动调节供液量。在一段时间内,如果系统仍不能满足供液需求,控制系统再次发出信号,控制第二台工频泵启动。此时供液以第二台工频泵工作为主,第一台工频泵为次,变频泵始终工作在自动调节供液量状态,最终实现按需供液。依次类推,如果所有工频泵同时运行一段时间仍不满足供液要求,则系统停机报警,需排查故障后再次开机。当工作面的支架用液量少,在一定时间内,供液泵站输出压力稳定时,依次停止第一台、第二台工频泵,使泵站输出压力维持在设定压力左右,变频液泵始终在变频运行工作状态。

本实施例中的上述方案,液压支架电液控制系统在执行动作之前,将支架工作信息发送给集成供液泵站的控制系统,供液泵站的控制系统根据工作面支架的支架动作信息,通过按需供液算法,计算出流量需求,同时驱动供液泵站在支架工作之前响应,保证用液需求满足工作面需要。在按需供液模式下,采用变频技术对各供液泵进行平滑控制,实现输出流量的控制,达到与用液需求相匹配的目的,提高泵站流量利用率,降低泵空转运行时间和能耗,减少电磁卸荷次数,提升电磁卸荷阀的使用寿命。

实施例3

本实施例提供的综采工作面智能供液方法,用于供液泵站的控制系统中,如图3所示,包括如下步骤:

s301:信息获取步骤:获取综采工作面的支架动作信息,所述动作信息包括支架预估动作和预估动作时间;该信息可以通过支架电液控制单元来得到。

s302:根据所述支架预估动作判断支架工作模式;若所述支架工作模式为跟机模式,则输出第一启动信号以启动供液泵站中的至少一台变频泵;并执行步骤s303;否则的话执行步骤s312。

s303:获取预存的支架跟机参数,根据所述跟机参数得到所述供液需求,进而得到所述流量需求和/或所述压力需求;

s304:采集供液泵站出液口的实际供液流量和/或实际供液压力;

s305:判断所述实际供液流量是否满足所述流量需求,并且所述实际供液压力是否满足压力需求。当二者同时满足时则返回步骤s301,否则执行步骤s306。

s306:根据所述实际供液流量与所述流量需求的差异,和/或所述实际供液压力与所述压力需求的差异,确定需要开启的工频泵数量为全部;

s307:在所述预估动作时间之前输出第二启动信号,以根据所述工频泵数量启动供液泵站中全部的工频泵。

s308:判断第一预设时间内所述实际供液流量是否满足所述流量需求,同时所述实际供液压力是否已满足所述压力需求。若同时满足上述条件则返回步骤s301,否则执行步骤s309。

s309:发出所述第三启动信号以开启供液泵站中的至少一台备用泵;

s310:判断在第二预设时间内所述实际供液流量是否满足所述流量需求,同时所述实际供液压力是否满足所述压力需求,若同时满足则返回步骤s301,否则执行步骤s311。

s311:发出停机信号以关闭供液泵站,同时发出报警提示信号。

s312:输出非跟机模式供液控制信号。

本实施例提供的上述方案,在根据需求开启供液泵之后,通过实时采集出液口处的实际流量、实际压力判断是否已经满足了需求,如果没有满足的情况下,继续开启备用泵,之后再继续判断在一定的时间内是否满足了需求。当供液泵站中的所有工业泵和备用泵均已经处于开启状态都无法满足供液需求的话,那么就停机报警。

另外,在上述步骤308之后也可以直接跳转至步骤s311,这种情况下适于备用泵不参与流量和压力调整的情况下,在该种情况下,备用泵的作用是在某一工频泵出现故障、无法正常工作时,采用备用泵来替代故障了的工频泵。

在以上过程中,供液泵站的控制系统对综采工作面上的支架的工作状态是实时监控的,一旦其计算出来工作面支架的供液需求量低于所有工频泵开启的流量时,在一定时间内供液泵站输出压力稳定时,可以根据用液情况停止其中部分工频泵(1台或2台),使供液泵站输出压力与流量能够保证供液需求即可,变频泵始终在变频运行工作状态在,自动调节供液量。

另外,在以上方案中,供液泵站中的工频泵可以分为两类,a类为大流量,低压力,b类为小流量,高压力,且两类工频泵共用液箱及供液管路,在正常工作时,两类泵站配合使用,a类泵站负责大流量供液,而b类泵站负责压力提升。特别是支架升柱过程中,在支架接触顶板以前,立柱下腔压力非常小,压力不超高3mpa,但需要的流量非常大,而当支架接触顶板后,立柱行程变化很小,由于液体的不可压缩性。如果采用a与b类泵站同时开启时,就会实现泵站供液的自动切换,即刚开始升柱时,a与b类泵站同时供液,压力到达a类泵站设定值后,a类泵站卸荷,由b类泵站供液完成立柱下腔压力提升动作。也就是说,在不同的支架工作状态下,不同类型的工频泵的启动顺序是有优选级选择的。而每种支架工作状态与对应的工频泵启动优先级顺序预存于供液泵站的控制系统中。因此,确定所述实际供液流量与所述流量需求的差异,和/或所述实际供液压力与所述压力需求的差异后,根据不同支架动作时的预设工频泵开启顺序、每一工频泵的额定流量和额定压力,确定需要开启的工频泵数量。

通过上述方案,减小了供液泵站的系统配置的功率总容量,有利于降低液压冲击,由于大流量泵站一直处于低压运行,有利于提高产品的寿命,以利于降低大流量泵站的开发及制造成本,可有效节约能源。另外,上述方案中对于供液泵站的要求降低,供液泵站的润滑系统为集中布置,采用1用1备或1用2备的方案,配备统一的过滤系统及冷却系统,有利于提高系统的可靠性有利于降低成本,便于维护。

实施例2

本实施例提供一种综采工作面智能供液系统,如图4所示,包括支架电液控制单元401、泵站控制单元402和供液泵站403,其中所述支架电液控制单元401,控制综采工作面的支架400动作,并将支架动作信息发送至所述泵站控制单元402,所述动作信息包括支架预估动作和预估动作时间;所述泵站控制单元402,获取所述支架动作信息,根据所述支架预估动作得到供液需求,根据所述供液需求结合当前时刻以及所述预估动作时间得到流量需求和/或压力需求;在所述预估动作时间之前输出与所述流量需求和/或所述压力需求对应的控制信号;所述供液泵站403,接收到所述泵站控制单元402输出的所述控制信号后,按照所述流量需求和/或所述压力需求为所述支架400提供乳化液。

在综采工作面中的每一支架的液压缸的参数为已知的情况下,支架执行每一动作时的流量需求是可以计算出来的。因为供液系统的控制单元已经得到了每一支架即将执行的动作是什么,同时得到了支架执行动作的时间,因此能够在支架动作之前提前计算出支架执行预估动作的总的供液需求,根据该供液需求可以推算出流量和压力需求,将流量和压力需求转换为控制信号发送给供液泵站,以保证供液泵站按照该流量和压力需求对支架进行供液操作。因为已经确定支架执行预估动作的起始时间,因此在该时间之前即可控制供液泵站对供液需求进行响应,避免造成延时。

上述方案中,所述供液泵站403包括至少一台变频泵和至少一台工频泵,系统还包括:

流量传感器和/或压力传感器,设置于所述供液泵站403出液口,用于检测供液泵站403出液口的实际供液流量和/或实际供液压力;

所述泵站控制单元402,根据所述支架预估动作判断支架工作模式;若所述支架工作模式为跟机模式,则输出第一启动信号以启动供液泵站中的至少一台变频泵;获取预存的支架跟机参数,根据所述跟机参数得到所述供液需求,进而得到所述流量需求和/或所述压力需求;采集供液泵站出液口的实际供液流量和/或实际供液压力;根据所述实际供液流量与所述流量需求的差异,和/或所述实际供液压力与所述压力需求的差异,确定需要开启的工频泵数量;在所述预估动作时间之前输出第二启动信号,以根据所述工频泵数量启动供液泵站中相应数量的工频泵。

本实施例中的上述方案,液压支架电液控制系统在执行动作之前,将支架工作信息发送给集成供液泵站的控制系统,供液泵站的控制系统根据工作面支架的支架动作信息,通过按需供液算法,计算出流量需求,同时驱动供液泵站在支架工作之前响应,保证用液需求满足工作面需要。在按需供液模式下,采用变频技术对各供液泵进行平滑控制,实现输出流量的控制,达到与用液需求相匹配的目的,提高泵站流量利用率,降低泵空转运行时间和能耗,减少电磁卸荷次数,提升电磁卸荷阀的使用寿命。

上述方案中的系统还包括报警组件:所述泵站控制单元402,在供液泵站403中的所有工频泵均为开启状态,并在预设时间内所述实际供液流量不能满足所述流量需求,和/或所述实际供液压力不能满足所述压力需求时发出停机信号以关闭供液泵站,同时发出报警提示信号;所述报警组件,接收到所述报警提示信号后发出报警信息。

以上方案中,所述供液泵站403还包括至少一台备用泵:所述泵站控制单元402,在供液泵站403中的所有工频泵均为开启状态,并在预设时间内所述实际供液流量不能满足所述流量需求,和/或所述实际供液压力不能满足所述压力需求时,则发出所述第三启动信号以开启供液泵站中的至少一台备用泵;若供液泵站403中的所有工频泵以及备用泵均为开启状态,并在第二预设时间内所述实际供液流量不能满足所述流量需求,和/或所述实际供液压力不能满足所述压力需求,则发出停机信号以关闭供液泵站,同时发出报警提示信号;所述报警组件,接收到所述报警提示信号后发出报警信息。

本实施例提供的上述方案,在根据需求开启供液泵之后,通过实时采集出液口处的实际流量、实际压力判断是否已经满足了需求,如果没有满足的情况下,继续开启备用泵,之后再继续判断在一定的时间内是否满足了需求。当供液泵站中的所有工业泵和备用泵均已经处于开启状态都无法满足供液需求的话,那么就停机报警。

以上方案中,所述供液泵站403,其中的部分工频泵具有大流量、低压力的特性,其余工频泵具有小流量、高压力的特性;所述泵站控制单元402,其内部预存有每一工频泵的额定流量和额定压力,以及不同支架动作时不同工频泵的开启顺序;在确定所述实际供液流量与所述流量需求的差异,和/或所述实际供液压力与所述压力需求的差异后,根据预设的工频泵开启顺序、每一工频泵的额定流量和额定压力,确定需要开启的工频泵数量。在正常工作时,两类泵站配合使用,a类泵站负责大流量供液,而b类泵站负责压力提升。特别是支架升柱过程中,在支架接触顶板以前,立柱下腔压力非常小,压力不超高3mpa,但需要的流量非常大,而当支架接触顶板后,立柱行程变化很小,由于液体的不可压缩性。如果采用a与b类泵站同时开启时,就会实现泵站供液的自动切换,即刚开始升柱时,a与b类泵站同时供液,压力到达a类泵站设定值后,a类泵站卸荷,由b类泵站供液完成立柱下腔压力提升动作。

下面结合图5所示的具体应用实例说明上述方案的实际实现过程。其中的系统包括支架电液控制单元501,泵站控制单元502,变频器503,1号变频泵504,组合开关505,2号工频泵506,3号工频泵507,4号工频泵508作为备用泵,流量传感器/压力传感器509。

泵站控制单元502与支架电液控制单元501通过以太网进行通讯,支架电液控制单元501将工作面上的支架动作信息实时发送到泵站控制单元502上,泵站控制单元502在收到支架动作信息后,首先判断工作面工作模式,根据工作模式,执行不同的控制逻辑,具体如下:

(1)非跟机模式

当工作面需要用液且泵站控制单元502处于自动操作模式的情况下,通过操作台按键,泵站控制单元502将启动命令发送至变频器503,1号变频泵504开始运转,此时泵站控制单元502通过流量传感器/压力传感器509时刻监测系统流量/压力。当1号变频泵504全速供液且在一段时间内,系统流量/压力仍不能达到目标值时,泵站控制单元502发出信号,控制组合开关505回路中的2号工频泵506启动。此时供液以2号工频泵506工作为主,1号变频泵504作为补液,自动调节供液量。在一段时间内,如果系统仍不能满足供液需求,泵站控制单元502再次发出信号,控制组合开关505回路中的3号工频泵507启动。此时供液以3号工频泵507工作为主,2号工频泵506为次,1号变频泵504始终工作在自动调节供液量状态,最终实现按需供液。

在本方案中4号工频泵508用于代替出现故障的故障泵工作,不参与流量或压力协调。这种情况下,如果三台泵同时运行一段时间仍不满足供液要求,则系统停机报警,需排查故障后再次开机。当工作面用液量少,在一定时间内,供液泵站输出压力稳定时,在依次停止2号、3号工频泵,使泵站输出压力维持在设定压力左右,1号变频泵始终在变频运行工作状态。

(2)跟机模式

当工作面需要用液且泵站控制单元502处于自动操作模式的情况下,通过操作台按键,泵站控制单元502将启动命令发送至变频器503,1号变频泵504开始运转,同时,泵站控制单元502实时监测工作面支架工作信息。在支架跟机过程中,泵站控制单元502根据支架电液控制单元501的跟机参数、支架动作预警信息以及相对应支架油缸缸径等数据,通过按需供液算法,计算出即将执行动作所需的供液流量与供液压力,然后与供液泵站实际供液流量与压力进行对比,如压力与流量均不能满足供液需求,则泵站控制系统根据所需流量,启动相应数量的工频泵(如1台或2台),此时供液泵站以工频泵为主,变频泵始终工作在自动调节状态,最终实现按需供液。如果三台泵同时运行一段时间仍不满足供液要求,则系统停机报警,需排查故障后再次开机。当支架电液控制单元501计算出工作面用液量低于3台泵开启的流量时,在一定时间内且供液泵站输出压力稳定时,在根据用液情况停止工频泵(1台或2台),使泵站输出压力与流量始终维持在设定值左右,变频泵始终在变频运行工作状态在,自动调节供液量。在工作面支架退出跟机模式后,泵站控制单元502自动切换到非跟机模式进行控制。

最后应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1