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1、ZDYZ 液压支架电液控制装置用户使用手册神坤装备股份有限公司电液事业部目录1.支架控制器七、控制器菜单显示功能第一部分 用户技术资料ZDYZ-Z 液压支架控制器是中国航天科技集团第七研究院下属四川神坤装 备股份有限公司最新开发的新一代全中文控制器，是作为煤矿井下液压支架 控制专用的微电脑型控制器，是支架电液控制系统的核心。它安装在每台液 压支架上，其主要作用把煤矿井下工作面数百台支架通过现场总线有机地结 合起来，同时采集各传感器的数据，完成控制逻辑运算，通过电磁线圈驱动 电路控制各电磁阀的开关动作，进而控制液压执行元件（液压缸）的行程和 支架的各种动作，使支架达到预先设定的姿态，为采煤机械提
2、供一个具有进 给和跟随功能的工作空间。ZDYZ 液压支架电液控制装置不需配置服务器、不需安装顺槽控制中心便 可独立运行，各支架控制器之间通过现场总线进行通信，达到彼此交换数据 相互控制的目的。通过与支架控制一样的现场总线，便可与巷道控制中心联 网，构成与刮板输送机、皮带输送机、转载机、破碎机、采煤机、泵站等井 下设备的联动功能，实现整个工作面的综合自动化采煤。系统还可与地面监 控中心进行数据传输，实现各工作面、各矿井采煤过程的联网监控，井上远 程监控中心能实时获取井下各支架的数据，显示各支架的动作流程，各支架 所有阀门的接通和关闭状态，各支架的立柱压力、推杆行程和采煤机的位置ZDYZ 液压支架
3、电液控制装置可用于各种规格液压支架的控制和操作，支 架的型式、结构和控制要求不同，配套的ZDYZ液压支架电液控制装置的配置 和软件也随之变化。本手册提供了 ZDYZ液压支架电液控制装置的有关技术资 料，重点介绍系统的功能、参数和操作使用方法。一、系统配置和连接图 1 及图 2 展示了 ZDYZ 液压支架电液控制装置应用于煤矿工作面的配置 状况和连接关系，从图中可以了解系统的配置全貌，系统由哪些设备和装置 构成，它们的分布以及如何连接成系统。图1 表示的是全工作面整个系统配置图，每个支架装备一台支架控制器， 还配备连接了隔离耦合器和双路防爆电源等其他设备部件，控制器之间按顺 序互联成网，形成完整
4、的系统。图2表示的是在一个支架之内以支架控制器为核心，并配以相关输入输出 外围设备的单架系统，每个单架系统组合到图1中就是一套完整的全工作面 电液控制装置，以下就系统配置和连接的有关问题作几项说明：（1）每一支架内的单元电液控制装置以一台支架控制器为核心，还包括 作为控制器外围设备的三个传感器，一个红外传感器检测煤机的位置，一个 压力传感器测量立柱下腔液压力，一个行程传感器测量推移千斤顶的行程。图1 ZDYZ液压支架电液控制装置全工作面系统配置和连接图（2）工作面的支架控制器因防爆电源的供电能力限制而被分组，相邻的最 多5个控制器由一路独立的防爆电源模块供电，成为一个控制器组。分组的 标志是组
5、与组之间都接入一个隔离耦合器，它隔断了组与组间的电气连接而 又通过光电耦合沟通数据信号，这种方式是为达到本质安全性能所采取的措 施，此外隔离耦合器为电源引入提供通道。（3）所有支架控制器靠现场总线电缆互联成网络，总线电缆从端头支架控 制器开始，一直到端尾支架控制器，顺序将全部支架控制器连接起来（在两 组分界点由隔离耦合器接口）。每个支架控制器都有地址编号，并按连接顺序 连续编号。总线电缆为4根芯线，其中1号芯线为电源12V, 2、3号芯线为 信号线，4号芯线为电源0V（4）ZDYZ液压支架电液控制装置还可通过与支架控制一样的现场总线接口 到顺槽巷道中的主控制计算机，实现顺槽巷道中相关设备的监测
6、控制功能。（5）ZDYZ液压支架电液控制装置还可通过与支架控制一样的现场总线接口到顺槽巷道中的主控制计算机，实现顺槽巷道中相关设备的监测控制功能， 并可把数据通过光缆传输到地面监控中心，顺槽主控制计算机与工作面液压 支架实时控制系统之间的连接也是4芯的电缆，对接点是端头或端尾支架控 制器的通信端口。（6）ZDYZ液压支架电液控制装置工作面电控部分的防爆型式除电源箱为隔 爆兼本质安全型外，其它全为本质安全型。图2 ZDYZ液压支架电液控制装置单台配置和连接二、系统工作原理ZDYZ液压支架电液控制装置主要由支架控制器、双路防爆电源箱和隔离耦合器组成，其核心是支架控制器，它安装在每台支架上，其主要作
7、用把煤 矿井下工作面数百台支架通过现场总线有机地结合起来，同时采集各传感器 的数据，完成控制逻辑运算，通过电磁线圈驱动器控制电磁阀的开关动作， 进而控制液压执行元件（液压缸）的行程和支架的各种动作，使支架达到预 先设定的姿态，为采煤机械提供一个具有进给和跟随功能的工作空间。ZDYZ 液压支架电液控制装置控制器实际上是一个专用的微型控制计算机，软硬件 兼具，硬件包括微处理器，存储器，型式多样的输入出接口和通信接口，软 件包括系统程序和应用程序。它存储并运行程序，直接指挥本支架的所有动 作。按键、液晶显示屏、各类LED、蜂鸣器等构成人机交互界面，实施按键操 作，发出控制命令，显示、发出各种信息。具
8、有独特的通信接口，实现自动 控制和监测的功能，控制程序的参数可在线通过键操作方便地设置、输入或 修改，可以在线装入新的应用程序，为快捷修改调整程序提供了条件。ZDYZ液压支架电液控制装置采用分布式控制系统，采用智能型控制器完 成支架的单架手动动作、单架自动动作、成组自动功能和联机自动功能。ZDYZ液压支架电液控制装置为井下现场实时控制系统，各支架控制器之 间通过现场总线进行通信，达到彼此交换数据、相互控制的目的。并很容易 与采煤机、刮板机、胶带机等井下采煤设备联动，构成巷道控制中心和井上 远程监控中心。系统不需配置服务器，可不安装顺槽控制中心或地面监控中 心便可独立运行。通过井下巷道控制中心，
9、支架控制器可与采煤机、刮板输 送机等构成联动功能，实现整个工作面的综合自动化采煤。系统还可与地面 监控中心进行数据传输，实现各工作面、各矿井采煤过程的联网监控，井上 远程监控中心能实时获取井下各支架的数据，显示各支架的动作流程，各种 压力、行程数据和采煤机的位置。三、系统主要设备介绍1支架控制器ZDYZ-Z 支架控制器的核心是一台专用的微型控制计算机，具有工业化的 外观结构、先进的硬件电路和丰富的软件功能，软件中应用程序是专为支架 的控制操作设计的，应用程序的清除和装载可在工作面中以简单方式进行， 这为应用程序的装载、升级和控制功能的调整提供了方便，增强了系统的适 应性。控制器具有完备的人机交
10、互界面，设有21个操作键、一个闭锁按钮、 一个急停按钮、2X10中文汉字液晶显示屏、各种动作的LED发光管信号显示 灯以及蜂鸣器，这些硬件设施保证了操作者方便地进行各种操作控制和参数 设置，并及时获得系统的提示和状态信息。控制器有足够的各种类型的输入 口、输出口、升级口及通信口总共14个，它们的电缆插座都分布在控制器后 面，插头座的型式都是统一的4芯结构，1号芯为电源12V, 4号芯为0V或接 地，2号芯和3号芯的用途随功能而异，控制器额定工作电压DC12V,静态工 作电流不超过150mA，防护等级IP65，防爆等级Ex ib I。2双路防爆电源箱双路防爆电源箱是液压支架电液控制装置专用的电源
11、变换装置，它从工作 面接入127V交流电源，变换成空载、满负荷的直流电源，向ZDYZ系统各类 设备供电。电源箱内装有二个独立的AC/DC胶封模块，构成独立的双路电源, 每路额定负载电流2.5A，最多可向5个相邻的支架控制器供电，每路电源都 具有输入过压保护、双重截止式快速过流和过压保护、可带载启动和自动恢 复。电源箱的防护等级IP65，防爆等级Ex dib I。电源箱输入输出口布置 及交流输入、直流输出的连接关系见图3。图3 双路防爆电源箱的布置和接线图3隔离耦合器ZDYZ-J 隔离耦合器是相邻两个由不同电源供电的支架控制器组之间的总 线接口设备，其作用是将两组支架控制器完全电气隔离，为电源引
12、入各控制 器组提供通道，内部有三个光电耦合器件为两线制双向数据信号传输提供通 道，隔离耦合器有两个接口，分别连接被隔离的两组控制器，隔离耦合器的 工作电压DC12V,静态工作电流不超过30mA，防护等级IP65，防爆等级Ex ib I。4压力传感器压力传感器是支架立柱下腔液压力的检测单元，它插入立柱测压孔中，根 据其检测到的压力实时监视支架的支护状态，向系统提供控制过程的重要参 数。传感器内具有带温度补偿的低漂移放大器，传感元件为电阻应变桥路， 给控制器输出的模拟电压信号，传感器的压力测量范围060Mpa,工作电 压DV12V,防护等级IP65，防爆等级Ex ib I。5行程传感器行程传感器是
13、推移千斤顶活塞杆移动行程的检测单元，反映支架或推杆所 处的位置，是控制过程的重要参数，推移千斤顶活塞杆位置决定推溜移架的 进程。行程传感器装在液压缸中，是一个细长的直管结构，一端固定在液压 缸端部，管体深入到活塞杆中心专为其钻出的长孔中，管体内沿着轴向有规 则布置着密排的电阻列和干簧管列，它们连接成网络电位器的电路。活塞内 嵌装着一个套在传感器管上的小永磁环，随着活塞杆移动，它的小磁场使所 到位置的干簧管接点闭合，相当于电位器的移动触刷走到了这个位置，电位 器输出值的变化反映了行程的变化，再经过传感器管体内带的放大器的变换 向控制器输出模拟电压信号。接线插座位于千斤顶外壁的端部，推移千斤 顶装
14、备的行程传感器的量程范围一般为0960mm，也可由用户依据支架的推 溜移架步距确定，行程传感器的分辨度为3mm，工作电压DC12V，防护等级IP65, 防爆等级Ex ib I。6红外检测器红外检测器是由安装在安装在采煤机上的红外线发射器和装在支架立柱 上的红外线发射器组成，红外接收器正对着采煤机上的红外线发射器，并与 发射器处在同一高度，红外射线从采煤机上红外线发射器的镜头发出，射向 支架立柱上的红外接收器。接收器接收到红外线信号后，经内部电路的处理 变换，通过电缆向支架控制器输入模拟电压信号，红外线发射器、接收器的 工作电压均为12VDC,防护等级IP65，防爆等级Ex ib I。四、系统主
15、要功能介绍ZDYZ液压支架电液控制装置的主要功能是控制支架的动作，控制是在应用 程序基础上进行，控制命令由操作者通过按键操作发出，或是根据采煤机位置 由系统自动发出，传感器检测的实时值和用户设置的各种参数也是控制过程的 重要条件。ZDYZ液压支架电液控制装置充分发挥了计算机总线控制技术的优 势，赋予了系统丰富的功能，使支架控制灵活方便，尤其是应用程序的装载、 修改和升级简单易行，控制参数项目完善、设置和调整简便，使系统的控制功 能与工作面的生产条件和工艺要求有非常好的配合和适应。1单个支架的邻架控制操作者在任意一个支架上，先选定左邻架或右邻架为被控支架后，按面板 上相应的操作键可使被控支架进行
16、某一动作或某些复合动作，这是系统提供 的初级功能。支架的所有单动作，在面板上都定义了专用键，在被控支架选 定后按专用键即可，除邻架降拉升操作外，其余所有动作均属于点动操作键， 按下某键后被选支架产生相应的动作，动作的维持必须靠持续按键不松手， 松开该键后被选支架相应的动作停止。例如按住“推溜”键后，被选支架推 溜，松开该键后被选支架推溜停止。ZDYZ-Z液压支架控制器的程序将支架的降柱一拉架一升柱动作协调连续 起来，成为一个自保持方式的复合动作。按下“降拉升”键后被选支架开始进 行降拉升动作，松开该键后动作维持，自动按程序设计步骤执行，每个单动作 的进程及单动作之间的衔接与协调均以设置的时间参数和传感器实时检测的数 据为依据。降拉升动作启动后，再按一下该键或达到降拉升菜单设置的参数后， 被选支架降拉升停止。当在操作控制器上按下“左邻架”或“右邻架”键后，如在
