一种智能化液压支架成组推溜控制系统与方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种推溜控制系统与方法，尤其是一种煤矿井下综采工作面上液压支 架推溜移动使用的智能化液压支架成组推溜控制系统与方法。
【背景技术】
[0002] 液压支架电液控制系统在综采工作面连续采煤作业中占有极其重要的地位，液压 支架电液控制系统的便利性也很大程序上决定了井下操作人员的生产效率，为了使采煤机 在进行开采时，保持工作面平直性，使之在不与刮板机发生异常机械摩擦的条件下，最大程 度的进行全截深开采，操作人员需要反复的进行液压支架推溜，使刮板机保持平直，为了减 少操作工的重复劳动工作，液压支架电液控制系统提供了成组推溜控制的功能。
[0003] 然而，该种传统的成组推溜控制，在控制之前，需要操作人员进行成组控制的架数 设置，如果压力不足，则要重新进行操作，操作繁杂，不具备自适应参数设定；操作完成之 后，进行控制时，成组的支架是一架完成之后再进行下一架推溜，推溜效率低。
【发明内容】
[0004] 针对上述技术中的不足之处，提供一种利用液压支架推溜曲线分段处理，可在液 压支架液压粟所允许的压力范围内对液压支架进行最大限度的高效率成组推溜控制，提高 成组推溜的控制效率，减少操作人员的重复工作量的智能化液压支架成组推溜控制系统与 方法。
[0005] 为实现上述技术目的，本发明的智能化液压支架成组推溜控制系统，包括设置在 工作面上每个液压支架上的分布式液压支架控制器和液压支架远程监控系统，所述分布式 液压支架控制器包括相互连接的推流位移采集模块、推溜曲线分段模块、成组推溜控制模 块、CAN通信模块和TCP通信模块，所述成组推溜控制模块的输入端分别与推流位移采集模 块、推溜曲线分段模块、CAN通信模块和TCP通信模块的输出端相连接，所述工作面中的每 个分布式液压支架控制器通过TCP W太网和CAN总线相互连接并与液压支架远程监控系统 相连接。
[0006] 所述的推流位移采集模块为推溜位移传感器，其负责采集液压支架推溜位移传感 器数据，并且进行滤波去噪音处理；推溜曲线分段模块，负责将推溜曲线进行分布氏D-P分 段处理；成组推溜控制模块控制成组推溜控制，同时对CAN通信模块与TCP通信模块的控 巧h所述的成组推溜控制模块和推溜曲线分段模块为本安型矿用主机；所述液压支架远程 监控系统包括智能化成组推溜监控模块，所述智能化成组推溜监控模块为上位机电脑，其 作用只进行监测而不进行控制，所有的数据传上去之后，可W进行3维虚拟显示，数据参数 实时查询，实现地面监控等作用。
[0007] -种智能化液压支架成组推溜控制方法，其步骤如下： a.在工作面上的所有液压支架上安装分布式液压支架控制器，将所有分布式液压支 架控制器通过CAN通信子系统和TCP通信子系统是用线缆相互连接，并连接到液压支架远 程监控系统上； b.分布式液压支架控制器的推流位移采集模块实时采集自身推溜位移信息，并将自 身的推溜位移信息存储在在分布氏控制器里的数据库中，之后将推溜位移信息发送到液压 支架远程监控系统中，液压支架远程监控系统将所有收集到的液压支架的推溜位移的离散 点生成推溜曲线存储起来；分布氏液压支架控制器通过TCP通信模块将自身存储的推溜位 移传信息传送给液压支架监控系统，之后液压支架监控系统W支架的编号为横坐标，W支 架对应的推溜位移为纵坐标，将所有分布氏控制器传送的推溜位移信息生成整个综采工作 面的推溜位移曲线； C.液压支架电液控制系统针对推溜曲线做D-P运算，其中综采工作面两 端的支架所对应的推溜曲线点作为D-P运算的起始点，预设初始D-P运算距 离阀值，首先选取所有液压支架推溜位移中的最大值与最小值，然后求其差值 &巧，设定在法制范围内取随机值初始化D-P运算的最大容许距离阀值5 ; 4 4 d. 如果在任意液压支架对应的推溜曲线点到推溜曲线起始点连线的距离大于距离阀 值在，则该点被标记为分段点，而此点所对应的液压支架被标记为分段点处的液压支架，所 述分段点处的液压支架将成为推溜曲线子段中所有液压支架的主控制器，推溜曲线子段控 制器在子段中继续进行分段处理，如此进行分布式迭代处理； e. 如果在任意液压支架对应的推溜曲线点到当前推溜曲线子段的垂直距离小于D-P 运算的最大容许距离阀值巧，则当前推溜曲线子段的主控制器将距离值与上一次迭代处理 记录下的距离值比较，如果大于上一次迭代距离则保留此距离值，否则不进行操作，最终所 保留的距离值是当前推溜曲线子段与起始点垂直连线的最大距离； f. 将当前的推溜曲线子段的离散点数量与当前段包含的液压支架数量比较，当推溜 曲线子段的离散点数量大于或者等于当前段包含的液压支架数量时，则完成当前推溜曲线 子段的分段处理，否则未完成当前推溜曲线子段的分段处理，重复本步骤直至当前推溜曲 线子段的离散点数量大于或者等于当前段包含的液压支架数量； g. 当前推溜曲线子段分段完成之后，当前推溜曲线子段分段完成之后，此推溜曲线子 段的端点上的液压支架控制器将当前推溜曲线子段所包含的液压支架数量与预存的液压 粟可驱动额定液压支架数量进行比较，如果当前推溜曲线子段所包含的液压支架数量小于 液压粟可驱动的额定数量，则当前当前推溜曲线子段的分段处理结束，并将当前推溜曲线 子段的分段结果，包括本段的段起始支架号，段内支架数量发送到当前推溜曲线子段中的 每一个分布式液压支架控制器的成组推溜控制模块中，等待成组推溜控制；如果推溜曲线 子段所包含的液压支架数量大于液压粟可驱动的额定数量，则当前段将利用步骤e中保留 的距离阀值在对当前推溜曲线子段再进行循环分段处理，直到所有的推溜曲线子段内所包 含的支架数量小于液压粟可驱动的支架数量之后，结束推溜曲线的分段处理； h. 通过优化理论利用状态微分方程构建离散曲线的方式方程，W当前推溜曲线子段 内的总体控制时间最小为目的，根据此段内所包含的液压支架数量，决定每一个液压支架 在成组推溜控制时的最小控制距离U，所述最小控制距离U为在分好的段里面进行成组推 溜并行控制的时候，每一次液压支架的移动距离； i. 综采工作面中的液压支架每隔一个最小控制距离《，推溜曲线子段中的所有液压支 架的推溜控制器都会设置一个相同的推溜进程同步障碍点，当此段内的所有液压支架都到 达此障碍点之后，才会进行下一个障碍点的设置，进而进行下一次的推溜进程控制，如此迭 代，直到所有的支架推溜完成为止。
[0008] 有益效果：本发明在操作工进行推溜对齐控制时，通过分布式液压支架控制器采 集液压支架的推溜移动信息，并根据推溜信息组成推溜曲线储存起来，可W依据存储的液 压支架推溜曲线，将液压支架进行区间分段，在各个区间段内进行并行成组控制，依据液压 粟的驱动压力限制，自动进行成组架数设置，在液压支架液压粟所允许的压力范围内对液 压支架进行最大限度的高效率成组推溜控制，在保证可驱动性的前提下，简化成组推溜控 制的操作流程，最大限度的提高推溜效率，其操作简单，减少操作工的重复劳动量。
【附图说明】
[0009] 图1是本发明的系统硬件布置图； 图2是本发明的分布式液压支架控制器的结构图； 图3是本发明的原始推溜曲线与分段处理后的推溜曲线； 图4是本发明的分布式推溜曲线的分段算法流程图； 图5是本发明的段内成组推溜控制的原理图。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合附图和具体的实施方式对本发明进行进一步的阐述。
[0011] 如图1和图2所示，本发明的智能化液压支架成组推溜控制系统，包括设置在工 作面上每个液压支架上的分布式液压支架控制器和液压支架远程监控系统，所述分布式液 压支架控制器包