液压支架电液控制单元测试系统研究设计

常祥太

（山西焦煤霍州煤电集团 云厦建筑工程有限公司 白龙矿建分公司,山西 临汾 031400)

1672-5050（2017)05-0008-04

10.3919/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2017.10.003

2017-06-30

常祥太（1977-),男,河南浚县人,大学本科,助理工程师,从事煤矿装备自动化控制研究工作。

液压支架电液控制单元测试系统研究设计

常祥太

（山西焦煤霍州煤电集团 云厦建筑工程有限公司 白龙矿建分公司,山西 临汾 031400)

针对目前电液控制测试系统存在很多局限性以及运行维护成本高等问题,研究设计了液压支架电液控制单元测试系统。对电液控制系统测试平台进行了需求分析,然后设计了测试平台整体框架,包含液压支架模拟及测控两个部分。最后对其进行了性能测试,其结果表明其具有很好的调压性能,同时其稳态误差相对很小,所以液压支架电液控制测试系统的研究设计为以后的进一步研究奠定了科学的理论基础。

液压支架;电液控制;测试系统

针对煤矿井下综采自动控制系统,其核心就是液压支架电液控制,随着其逐步运用至煤矿开采中完成了综采的机械自动化控制[1-3],在很大程度上改善了工作人员的井下环境及提升了生产效率,在完成液压支架电液控制系统后要实现其功能测试,然而目前大部分测试平台考虑到经济性,其设计局限于电液控制系统单动作功能的测试,而无法完成其联动等功能测试,另外还存在程自动化程度低及运行维护成本高等问题,因此本文研究设计了液压支架电液控制单元测试系统。

1 测试平台需求分析

液压支架电液控制系统测试平台的设计目标是给电液控制系统供给相对比较真实的模拟工作状况,以完成各个功能及性能参数的测试,因此其功能需求分析如表1所示。

2 测试平台的整体结构设计

设计液压支架电液控制系统测试平台整体结构,见图1。

表1 功能需求分析

图1 测试平台整体结构设计图Fig.1 Structural Design of Testing Platform

由图1可知,测试平台整体结构中包含液压支架模拟及测控两部分,中央控制主机经过TCP/IP协议完成和支架控制器通讯,得到支架控制器传感器数据,同时能够发送控制命令,远程控制液压支架模拟系统完成各种动作;液压支架模拟系统完成和支架控制器的信息及命令的相互传递,完成各种工作情况的模拟;测控系统完成支架控制器输出端口的输出电压检测,得到各种参数数据以调整立柱压力及推移千斤顶伸缩速度。

3 模块设计

液压支架模拟系统模块主要包含液压、电气及比例模拟三个部分,测控系统模块主要包含测控装置及上位机两部分,其各模块设计,如表2所示。

表2 模块设计

4 测试平台性能实验

设置测试平台的整体功能参数,如表3所示。

表3 参数设置

测试程序,见图2。

图2 测试程序Fig.2 Testing procedure

升柱前提下,经过连续变化目标压力致使其与实际压力产生偏差,然后利用调节比例放大器以调节立柱的实际压力,致使其能够随目标压力改变而改变,其实验结果,见图3。

图3 测试平台立柱压力控制性能曲线Fig.3 Pressure control performance curve of vertical columns of the testing platform

由图3可知,测试平台拥有相对很好的调压性能,其稳态误差相对也非常小,鲁棒特性相对非常强,其压力达到10 MPa之后稍微出现波动,但是还是可以符合测试平台控制需求;动态响应速度非常快,从17 MPa至10 MPa、10 MPa至16 MPa、16 MPa至6 MPa及6 MPa至17 MPa的响应时间分别是0.6 s、0.5 s、0.8 s及1 s,其平均响应速度是11.7 MPa/s,完全符合设置目标响应速度10 MPa/s的需求。

5 结束语

本文设计了电液控制系统测试平台的整体架构,对电液控制系统测试平台进行了需求分析,对液压支架模拟系统和测控系统进行了详细设计说明。最后对该测试平台进行了性能测试,其结果表明其具有很好的调压性能,同时其稳态误差相对很小。

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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

（编辑:薄小玲)