一种矿用固体充填液压支架控制系统技术领域
本发明涉及一种矿用固体充填液压支架控制系统，适用于机械领域。
背景技术
固体充填液压支架是综合机械化固体充填采煤技术中的关键设备。它克服了充填空间、输送通道和密实充填等充填采煤的三大技术难点，实现了在同一工作面系统中采煤作业与充填作业能够平行进行．一方面保证了安全高效煤炭开采，另一方面也确保了采空区密实充填各项工艺的实施。但是．目前对于固体充填液压支架的控制多为手动液压推拉杆．自动化程度低，工人劳动强度大。造成充填效率低，严重制约了煤炭的开采效率。
发明内容
针对目前矿用固体充填液压支架自动化程度低，充填效率低下的问题，本发明提出了一种矿用固体充填液压支架控制系统，该系统提高煤矿井下工作面充填作业效率，提高工作面整体推进速度，为高产高效提供保障：减轻操作工人的劳动强度：改善和提高工作面顶板管理和工作面管理质量：适应煤炭生产高产高效集约化发展：促进煤炭生产技术的进步。
本发明所采用的技术方案是：
所述固体充填液压支架控制系统中控制器是整个系统的核心，它通过接收到的各种传感器数据和自身的控制程序，控制电磁阀驱动器和电液控换向阀，从而控制充填液压支架相应的机构，自动完成充填任务。上位机实时显示现场数据，充填工人可以通过操作上位机来完成充填任务。
在支架的后梁下方和推压密实机构上分别安装了角度传感器，用来检测支架姿态和推压密实机构的动作角度；在推压密实机构伸缩千斤顶中分别安装了压力传感器和行程传感器，用来检测伸缩千斤顶的压力值和伸缩行程。根据伸缩千斤顶的压力、行程值以及俯仰角度，共同判断充填的效果是否达到要求。并进行相应的控制：在后梁下方安装落料高度检测传感器，用来检测下落物料堆积的高度，依据该物料堆积高度来判断物料下落是否达到要求，并进行相应的控制动作。
当充填支架开始执行自动充填控制时，打开本架后部多孔底卸式刮板输送机卸料口，进入物料下落过程。在此过程中检测下落物料的堆积高度，当达到预定物料堆积高度时关闭卸料口，之后启动推压密实机构向后推挤物料，进入物料后堆过程，此动作循环7～8次后，开始执行推压密实作业；在物料推压密实过程中，通过推压密实机构的俯仰角度、压力值和行程值，进行循环充填密实控制。同时，根据这3个参数值来判断充填效果，当3个参数值同时达到设定值时，说明已完成预定的充填任务。其中推压密实机构的俯仰角度、压力、行程和落料高度等的设定值，均可以在上位机进行参数设定。
所述充填液压支架控制系统具有3种控制模式：手动充填控制模式、自动充填控制模式和记忆充填控制模式。手动充填控制下支架操作人员可通过操作上位机相应动作按键直接对充填液压支架的充填动作进行控制；自动充填模式下支架操作人员在上位机上通过一键启动按钮来启动充填液压支架的自动充填动作，充填液压支架可根据控制器中存储的动作参数进行动作控制。动作参数包括压力参数、角度参数、行程参数和时间参数等。控制器中存储4～5套自动模式参数，支架人员可根据充填支架实际工况条件选择使用；记忆充填模式下支架操作人员通过操作上位机进行一次完整的充填过程控制。控制器记录操作人员的动作操作序列及相应的动作时间，此过程称为学习阶段。控制器学习完成后，生成并存储记忆自动充填动作参数。操作人员可一键启动记忆自动充填循环，控制器将按照存储的记忆充填动作参数执行自动充填动作。
本发明的有益效果是：该系统提高煤矿井下工作面充填作业效率，提高工作面整体推进速度，为高产高效提供保障：减轻操作工人的劳动强度：改善和提高工作面顶板管理和工作面管理质量：适应煤炭生产高产高效集约化发展：促进煤炭生产技术的进步。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的系统整体控制框图。
图2是本发明的充填液压支架相关传感器布置图。
图3是本发明的充填支架自动充填控制流程图。
图中：1.压力传感器；2．角度传感器；3．落料高度检测传感器；4．行程传感器；5．充填区域。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1，固体充填液压支架控制系统中控制器是整个系统的核心，它通过接收到的各种传感器数据和自身的控制程序，控制电磁阀驱动器和电液控换向阀，从而控制充填液压支架相应的机构，自动完成充填任务。上位机实时显示现场数据，充填工人可以通过操作上位机来完成充填任务。
如图2，在支架的后梁下方和推压密实机构上分别安装了角度传感器，用来检测支架姿态和推压密实机构的动作角度：在推压密实机构伸缩千斤顶中分别安装了压力传感器和行程传感器，用来检测伸缩千斤顶的压力值和伸缩行程。根据伸缩千斤顶的压力、行程值以及俯仰角度，共同判断充填的效果是否达到要求。并进行相应的控制：在后梁下方安装落料高度检测传感器，用来检测下落物料堆积的高度，依据该物料堆积高度来判断物料下落是否达到要求，并进行相应的控制动作。
如图3，当充填支架开始执行自动充填控制时，打开本架后部多孔底卸式刮板输送机卸料口，进入物料下落过程。在此过程中检测下落物料的堆积高度，当达到预定物料堆积高度时关闭卸料口，之后启动推压密实机构向后推挤物料，进入物料后堆过程，此动作循环7～8次后，开始执行推压密实作业；在物料推压密实过程中，通过推压密实机构的俯仰角度、压力值和行程值，进行循环充填密实控制。同时，根据这3个参数值来判断充填效果，当3个参数值同时达到设定值时，说明已完成预定的充填任务。其中推压密实机构的俯仰角度、压力、行程和落料高度等的设定值，均可以在上位机进行参数设定。
充填液压支架控制系统具有3种控制模式：手动充填控制模式、自动充填控制模式和记忆充填控制模式。手动充填控制下支架操作人员可通过操作上位机相应动作按键直接对充填液压支架的充填动作进行控制；自动充填模式下支架操作人员在上位机上通过一键启动按钮来启动充填液压支架的自动充填动作，充填液压支架可根据控制器中存储的动作参数进行动作控制。动作参数包括压力参数、角度参数、行程参数和时间参数等。控制器中存储4～5套自动模式参数，支架人员可根据充填支架实际工况条件选择使用；记忆充填模式下支架操作人员通过操作上位机进行一次完整的充填过程控制。控制器记录操作人员的动作操作序列及相应的动作时间，此过程称为学习阶段。控制器学习完成后，生成并存储记忆自动充填动作参数。操作人员可一键启动记忆自动充填循环，控制器将按照存储的记忆充填动作参数执行自动充填动作。