液压支架电控培训课件

液压支架电控培训课件第一章液压支架电控系统概述:液压支架的作用与重要性支撑煤矿采掘面保障安全生产,液压支架是煤矿综合机械化采煤工作面的关键设备,主要作用是支撑顶板、维护采场空间、推进输送机和采煤机它能有效控制顶板下沉,防止冒顶事故,为井下作业人员提供安全的工作环境电控系统实现自动化与智能化控制液压支架电控系统组成液压动力单元电控单元控制阀及执行元件包括液压泵站、油箱、过滤器、冷却器和管由传感器、控制器PLC或专用控制器、人路系统液压泵将机械能转化为液压能,通机界面和通信模块组成传感器实时采集压过管路输送高压液压油,为整个系统提供动力、位移、倾角等工况参数;控制器根据预力源油箱用于储存液压油并进行冷却和沉设程序和实时数据进行逻辑运算和决策;人淀,过滤器确保液压油清洁度,冷却器控制油机界面提供操作和监控功能;通信模块实现温在合理范围内数据传输和远程控制液压支架结构示意图第二章液压支架液压系统基础:液压传动基本原理泵产生压力管路传递控制阀调节执行元件动作液压传动是以液体作为工作介质,利用液体的压力能来传递动力和进行控制的一种传动方式其基本工作原理可以概括为三个关键步骤:0102能量转换能量传递能量控制与利用液压泵由电动机或其他原动机驱动,将输入的机械能转换为高压液压油通过管路系统传递到需要动力的位置,液体具有液压能,使液压油获得压力和流量良好的传递性能,可以方便地改变传递方向主要液压元件介绍变量泵与定量泵电磁换向阀与比例阀液压缸结构与原理定量泵输出流量恒定,结构简单可靠;变量泵可根电磁换向阀通过电磁铁推动阀芯移动,改变液压液压缸由缸筒、活塞、活塞杆、端盖和密封件组据负载需求自动调节输出流量,节能效果显著油流向,实现执行元件的换向控制,响应快速;比例成压力油进入缸筒推动活塞运动,活塞杆输出液压支架系统多采用变量泵,实现压力补偿和流阀输出压力或流量与输入电信号成比例,可实现直线推力和位移支架立柱、推移缸等都是液压量按需分配无级调速和压力精确控制缸,承担支撑和移动功能液压系统基本回路及功能压力控制回路通过溢流阀、减压阀、顺序阀等元件,实现系统压力的调定、保持和降低溢流阀限定系统最高压力,保护系统安全;减压阀为支路提供较低稳定压力;顺序阀控制多个执行元件按顺序动作速度控制回路利用节流阀、调速阀改变进入或流出执行元件的流量,实现速度调节节流调速回路简单经济,适用于功率较小的场合;容积调速回路效率高,适用于大功率系统,如变量泵调速方向控制回路通过换向阀改变液压油的流向,控制执行元件的运动方向单向阀允许液压油单向流动,防止倒流;换向阀可实现执行元件的正转、反转或停止,是实现各种动作的基础第三章液压支架电控系统工作原:理电控系统是液压支架的大脑和神经系统,它通过采集、处理和反馈各种工况信息,控制液压系统精确执行各项动作指令本章将深入剖析电控系统的核心功能、硬件组成和控制逻辑,帮助您理解电控系统如何实现液压支架的智能化运行电控系统核心功能信号采集与监测智能控制与执行自动化协同控制通过压力传感器实时监测立柱工作阻力和初控制器根据采集的信号和预设的控制策略,系统可实现多架支架的同步升降、顺序推移撑力,通过位移传感器检测支架高度和行程,精确控制电磁阀和比例阀的动作,实现支架和压力均衡控制通过CAN总线或工业以太通过倾角传感器监测支架姿态系统可同时的升降、推移、护帮等功能可实现单架控网通信,各支架控制器之间实时交换数据,协采集数十个监测点的数据,采样频率可达毫制、成组控制和跟机自动控制等多种控制模调动作时序,避免相邻支架间的干涉,确保工秒级,确保对工况变化的及时响应式,大幅提高作业效率作面整体推进的平稳性和安全性控制器与传感器介绍PLC与专用控制器的区别通用PLC具有编程灵活、扩展性强的优点,适合复杂逻辑控制;专用控制器针对液压支架应用优化设计,集成度高、防护等级高IP67以上、抗干扰能力强,更适应井下恶劣环境现代系统多采用基于ARM或DSP的嵌入式专用控制器压力传感器工作原理压阻式压力传感器通过压敏电阻将压力信号转换为电信号当受压时,电阻值发生变化,通过惠斯通电桥电路输出与压力成正比的电压或电流信号测量范围通常为0-60MPa,精度可达±

0.5%FS位移传感器工作原理磁致伸缩位移传感器利用磁场相互作用产生应变脉冲,测量脉冲传播时间计算位移具有非接触测量、高精度±

0.05mm、高可靠性的特点,适合在液压缸内恶劣环境下长期工作电控系统典型控制逻辑超限则降柱泄压未超限则升柱增阻达到初撑力后停止检测顶板压力判断是否超限支架升降自动控制压力稳定与流量调节系统根据设定的初撑力自动控制升柱过程升柱时,控制器打开进液电磁阀,立柱快速伸出系统采用压力闭环控制算法,实时监测立柱压力当压力下降时,自动补液增压;当压力上升直至接触顶板;接触后进入增阻阶段,系统监测压力传感器信号,当达到设定初撑力通常为额超过安全阈值时,打开卸载阀泄压流量调节通过变量泵或比例阀实现,根据负载需求动态定工作阻力的80%时,关闭电磁阀完成升柱若压力过高,自动启动卸压保护调整供液流量,既保证动作速度又实现节能降耗故障保护与报警机制系统具备多重安全保护功能:压力超限报警、泄漏检测、电气短路保护、通信故障检测等发生异常时,系统自动切断相关回路、声光报警提示,并将故障信息上传至监控中心重要参数超限时可触发紧急停机,确保人员和设备安全第四章液压支架电控系统安装与:调试电控系统的正确安装和精细调试是确保系统可靠运行的关键环节安装过程中需要严格遵守技术规范,注意各种细节;调试阶段要系统全面,逐项验证各项功能本章将详细介绍安装注意事项、调试流程和典型案例,为现场工作提供实用指导安装注意事项123液压管路连接规范电气接线与防护要求传感器安装位置与校准管路布置应避免急弯和过长悬空段,固定卡所有电缆必须采用矿用阻燃电缆,接线盒防压力传感器应安装在压力脉动较小、温度变子间距不超过500mm接头必须使用专用护等级不低于IP65电缆敷设应避开高温、化不大的位置,传感器轴线与管路轴线保持扳手按规定力矩拧紧,防止过紧损伤螺纹或强振动区域,与液压管路保持50mm以上间一致位移传感器的磁环必须与活塞杆固定过松导致泄漏高压软管应选用耐压等级距接线端子必须压接牢固,接地电阻小于牢靠,传感器本体垂直安装,与磁环间隙保持

1.5倍以上工作压力的产品,安装时避免扭曲4Ω控制器安装位置应便于操作和维护,避在规定范围内所有传感器安装后必须进行管路系统安装完成后必须进行清洗,去除焊免水淋和撞击电气系统安装完成后要进行零点校准和满量程校准,确保测量精度倾渣、铁屑等杂质绝缘电阻测试,对地绝缘电阻应大于1MΩ角传感器应安装在支架顶梁中部,保证水平初始状态调试流程详解系统压力测试与泄漏检查首先进行空载运行,启动泵站使系统压力逐步升至工作压力的50%、75%、100%,每个阶段保压10分钟,观察压力表读数是否稳定检查所有接头、阀体是否有渗漏现象然后进行超压试验,压力升至额定压力的

1.5倍保压5分钟,检查系统强度和密封性控制阀动作测试逐个测试每个电磁阀的动作是否正常,检查换向是否灵活、是否有卡滞现象测试比例阀的比例特性,验证输入信号与输出压力或流量的线性关系检查安全阀的开启压力是否符合设定值,单向阀的密封性能是否良好所有阀件动作应灵敏可靠,无异常噪声电控程序调试与参数设置将控制程序下载到控制器,进行通信测试,确保各控制器之间、控制器与传感器之间通信正常设置初撑力、安全阀压力、动作时间等关键参数进行单架手动操作测试,验证升降、推移等基本动作是否正确然后进行成组联动测试和自动控制测试,优化控制参数,消除动作干涉最后进行模拟工况测试,验证系统在各种工况下的稳定性和可靠性典型调试案例分享某煤矿液压支架电控系统调试实录调试过程中遇到的主要问题包括:部分支架初撑力达不到设计要求、相邻支架动作时出现压力波动、通信偶发性中断等该项目为150架液压支架配套安装电液控制系统,解决方案总结工作面长度180米,埋深500米,地质条件复杂•初撑力不足问题:检查发现立柱密封件损坏导致内泄,更换密封件后重新校准压力传感器,调整初撑力设定值,问题解决•压力波动问题:分析后确定为供液系统流量分配不均,通过增加蓄能器缓冲压力脉动,调整变量泵压力补偿参数,实现了压力稳定控制•通信中断问题:排查发现部分电缆屏蔽层接地不良导致干扰,重新处理接地后通信恢复正常,同时在程序中增加了通信故障重连机制经过10天的精心调试,系统各项性能指标达到设计要求,投入使用后运行稳定,故障率降低60%,工作面推进效率提升25%第五章液压支架电控系统故障诊断与维护:电控系统在长期运行中不可避免会出现各种故障,快速准确的故障诊断和及时有效的维护保养是保障系统可靠运行的重要手段本章将介绍常见故障类型、诊断方法和维护要点,帮助您建立完善的故障处理和预防性维护体系常见故障类型液压系统压力异常电控信号丢失或干扰执行机构动作异常表现为压力升不上来、压力表现为传感器数据跳变、控表现为动作缓慢、不动作、波动大或压力突降等可能制器死机、通信中断等主生成此图像时出现错误动作不到位或自动下降等原因包括:泵磨损导致容积效要原因有:传感器损坏或接线可能原因包括:电磁阀线圈烧率下降、溢流阀调定压力过松动、电缆屏蔽层破损、接毁或阀芯卡滞、液压缸密封低或损坏、系统泄漏严重、地不良、强电设备干扰、控损坏内泄、单向阀密封不严、油液污染导致阀芯卡滞、管制器程序异常等需要检查管路堵塞、供油不足等需路堵塞等需要通过压力测电气连接、测量信号质量、要检查电磁阀工作状态、测试和元件逐个排查来定位故分析干扰源并采取屏蔽措施量液压缸动作速度和泄漏量障点来判断故障原因故障诊断方法现场检测与数据分析首先通过操作员了解故障现象和发生过程,观察系统外观是否有明显异常如漏油、电缆破损等利用监控系统调取历史数据,分析故障发生前后的压力、位移等参数变化趋势使用万用表、压力表等工具进行现场测量,获取第现场观察与采集一手数据传感器与执行元件排查元件检测与分析对可疑传感器进行校验,检查输出信号是否正常,必要时更换传感器对比验证检查执行元件的动作情况,测量电磁阀线圈电阻值、阀芯移动行程、液压缸密封性等通过逐个断开和接入元件,缩小故障范围故障定位与确认控制程序故障定位检查控制器指示灯状态,查看报警记录和故障代码连接编程软件,在线监视程序运行状态,检查输入输出点状态是否与实际一致分析程序逻辑,查找可能存在的逻辑错误或参数设置不当必要时通过单步调试方式精确定位程序问题维护保养要点液压油的选择与更换电控系统防护与检查关键部件寿命管理液压油是液压系统的血液,必须选用符合要求每班检查控制器、接线盒外观是否完好,密封建立设备台账,记录每个关键部件的使用时间的抗磨液压油,黏度等级根据工作环境温度选是否良好,有无进水进尘现象检查电缆有无和维修历史液压泵、电磁阀、传感器等关键择,一般采用HM46或HM68井下使用应选破损、接头是否松动定期清理控制器表面灰部件应建立寿命档案,按照厂家推荐的使用寿用难燃型液压油,提高安全性液压油更换周尘,检查散热孔是否堵塞每月检查接地电阻,命或实际使用情况制定更换计划密封件应作期一般为2000小时或半年,若油液污染严重应确保可靠接地检查电池电压,及时更换低电为易损件定期检查和更换,一般使用寿命为6-提前更换更换时必须彻底清洗油箱,更换滤量电池定期备份控制程序和参数设置,防止12个月滤芯根据压差显示器指示或每500小芯,加注新油后排除系统内空气定期检测油数据丢失雷雨天气停止使用,防止雷击损坏时更换一次对于达到使用寿命或性能下降的液清洁度、水分含量和黏度,确保油质合格电子元件部件,应提前准备备件,避免突发故障影响生产第六章液压支架电控系统智能化:发展趋势随着工业

4.0和智能矿山建设的推进,液压支架电控系统正在向更高层次的智能化、网络化方向发展新技术的应用不仅提升了系统性能和可靠性,也为煤矿安全高效生产开辟了新的途径本章将介绍液压支架电控系统智能化发展的最新成果和未来趋势高功率液压供液系统智能化研究背景与意义《液压支架大功率供液系统的现状与智能化发展趋势》一文系统分析了当前高功率液压系统面临的挑战和发展方向随着工作面长度增加和支架工作阻力提高,传统供液系统已难以满足大流量、高压力、快速响应的要求智能化改造成为提升系统性能的必然选择智能压力稳定控制技术采用变频调速技术控制液压泵转速,根据系统负载实时调整供液流量,实现压力的精确稳定控制通过多泵并联智能分配技术,根据各区域用液需求自动切换泵组工作状态,既保证供液充足又避免能源浪费压力波动可控制在±

0.5MPa以内,响应时间小于

0.5秒高压大流量比例阀的应用新型高压大流量比例阀突破了传统开关阀只能实现全开全关的限制,可以根据控制信号连续调节开度,实现流量的无级调速和压力的精确控制阀的额定流量达到800L/min以上,工作压力40MPa,响应频率可达50Hz配合先进的控制算法,可实现支架动作的柔性控制,减少液压冲击,延长系统寿命,降低噪声在跟机自动化控制中,比例阀技术使支架动作更加平稳协调,显著提高了自动化控制水平智能监测与远程诊断远程维护与云端管理故障预测与预警系统传感器网络与数据采集通过互联网将井下设备与云端专家系统连接,基于大数据和人工智能技术,建立设备健康评实现远程监控、远程诊断和远程技术支持构建覆盖全工作面的传感器网络,包括压力、估模型通过机器学习算法分析历史数据,识设备厂商的技术专家可以实时查看设备运行位移、倾角、温度、流量等多种传感器,实现别故障特征模式,实现故障的提前预测系统数据,远程分析故障原因,指导现场人员维修对支架状态的全方位实时监测采用工业以可以在故障发生前数小时甚至数天发出预警,云端平台汇聚多个矿井的运行数据,通过对比太网或5G无线通信技术,将海量数据高速传提示维护人员采取预防措施,避免突发故障分析优化控制参数,提升整体管理水平移动输到地面数据中心数据采集频率达到预测准确率可达85%以上,大幅降低非计划停APP让管理人员随时随地掌握设备状态,实现100Hz以上,确保不遗漏任何异常信号机时间移动化管理未来技术展望人工智能辅助控制深度学习算法将应用于支架自适应控制,系统自动学习最优控制策略,根据地质条件和顶板状态智能调整支护参数计算机视觉技术实现工作面环境感知,自动识别障碍物和危险区域,提升无人化开采的安全性物联网与大数据应用全面推进设备物联网化,实现人、机、环境的全面互联大数据平台汇聚生产、设备、安全等多维度数据,通过深度挖掘为生产优化、设备管理、安全预警提供智能决策支持绿色节能高效设计开发新型高效液压元件,系统效率提升至85%以上推广变频控制和能量回收技术,降低能耗30%以上采用生物降解液压油和低噪声设计,减少环境污染,打造绿色矿山第七章典型液压支架电控系统案:例分析理论知识需要结合实际应用才能真正掌握本章将通过两个典型的工程案例,展示液压支架电控系统在实际应用中的技术方案、实施过程和应用效果,为您提供宝贵的实践经验参考,帮助您更好地理解和应用所学知识案例一某大型煤矿液压支架电控系统升级:项目背景1该矿为国家重点煤矿,年产能800万吨,原有液压支架采用老式手动操作系统,劳动强度大、效率低、故障率高为提升自动化水2系统改造目标平,决定对3个工作面共450架支架进行电控系统升级改造工作面埋深600-800米,地质条件复杂,顶板压力大且变化频繁实现支架成组控制和跟机自动化;实时监测支架工作状态,建立数关键技术突破3据采集系统;提高初撑力控制精度,增强安全性;降低故障率,减少维护工作量;提升工作面推进速度20%以上采用分布式控制架构,每架支架配备独立控制器,通过CAN总线实现数据通信和协同控制;开发自适应压力控制算法,根据顶板状态4实施效果自动调整初撑力;集成倾角、压力、位移传感器,实现支架姿态的精确监测和调整;建立地面集中控制中心,实现远程监控和参数优化系统投运后,工作面自动化率达到90%,人工操作减少75%;支架初撑力合格率从68%提升到95%;故障率降低55%,平均故障修复时间缩短40%;工作面月推进度提高28%,年增产值超过5000万元;安全事故发生率下降60%,实现了安全高效生产目标案例二智能液压支架控制系统应用:智能控制策略介绍该项目采用了国内领先的智能控制技术,核心特点包括:基于模糊控制算法的自适应压力调节,根据顶板状态实时优化控制参数;邻架协同控制策略,相邻5架支架联动,避免顶板悬顶和支架受力不均;跟机自动化,与采煤机、刮板输送机实现通信联动,自动完成移架推溜动作;故障自诊断功能,系统自动识别异常并给出处理建议现场应用数据与反馈系统在某矿12205工作面应用6个月以来,累计数据显示:自动移架成功率

98.5%,响应时间平均

2.3秒;支架初撑力达标率

97.2%,压力稳定性提升35%;工作面平均日推进度提高到

8.2米,较改造前提升32%;设备可用率达到96%,非计划停机时间减少60%;操作人员由8人减少到3人,劳动强度显著降低经验总结与推广建议成功经验包括:充分的前期调研和方案论证是项目成功的基础;选择技术成熟、可靠性高的产品和供应商;重视操作人员培训,确保能够熟练使用和维护系统;建立完善的技术支持体系,及时解决应用中的问题;持续优化控制参数和策略,不断提升系统性能建议在推广应用时,结合矿井实际情况进行定制化设计,避免盲目照搬;建立数据共享平台,促进技术交流和经验推广课程总结与知识回顾液压支架电控系统核心知识安装调试与维护要点智能化发展趋势•电控系统由液压动力单元、电控单元和•严格按照规范进行液压管路和电气系统•高功率液压系统向智能压力控制和比例执行元件组成安装阀技术发展•采用传感器采集、控制器处理、执行机•系统化调试流程,逐项验证功能性能•传感器网络、大数据和AI技术应用于故构动作的闭环控制•定期维护保养,建立部件寿命管理制度障预测•实现支架自动化、智能化控制,提升安全•掌握故障诊断方法,快速定位和排除故障•物联网实现远程监控和智能运维和效率•绿色节能技术推动可持续发展通过本课程的学习,您已经系统掌握了液压支架电控系统的理论知识和实践技能希望您能够将所学知识应用到实际工作中,不断积累经验,为煤矿安全高效生产做出贡献技术在不断进步,也希望您持续关注行业发展动态,不断学习新知识、新技术,与时俱进,成为电控系统领域的专家谢谢聆听欢迎提问与交流如果您对课程内容有任何疑问,或在实际工作中遇到技术难题,欢迎随时提出,我们将竭诚为您解答技术交流是共同进步的重要途径,让我们一起探讨、共同成长后续技术支持我们将持续为您提供技术支持服务,包括:定期技术培训和经验分享会、在线技术咨询和远程诊断服务、最新技术资料和行业动态推送您可以通过以下方式联系我们:技术支持热线:400-XXX-XXXX电子邮箱:support@hydraulic-tech.com微信公众号:液压支架电控技术祝愿各位在液压支架电控技术领域不断精进,为我国煤矿智能化建设贡献力量!。