用户技术手册chin32神东.docx
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用户技术手册chin32神东
pm31型液压支架电液控制系统
目录
前言1
1pm31电液控制系统配置和联接1
2pm31电液控制系统的设备和装置4
3pm31电液控制系统的主要功能概述9
4pm32支架控制器11
5支架控制器应用程序菜单17
6有关传感器测量的菜单显示及操作24
7控制器菜单“错误信息（ERRORMESSAGES）”列的项目说明24
8参数及其输入27
9功能的允许/禁止设定29
10控制器菜单“服务（SERVICE）”列的项目说明30
11支架的单架动作的非自动控制32
12邻架的自动顺序联动（ASQ）控制33
13支架的成组自动控制34
14闭锁及紧急停止操作39
15系统状态的显示信息40
16应用程序的互传及引导程序（Booter）介绍41
17工作面支架电液控制安全规则45
前言
pm31支架电液控制系统可用于各种型式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pm31控制系统的配置和软件也随之变化。
本手册提供了pm31电液控制系统及其部件的有关技术资料，重点介绍性能和使用操作方法。
本手册适用的用户为神东矿区，控制对象为该矿区使用的高度为1.7m-3.5m的二柱掩护式大采高液压支架（用户代号chin32）。
1pm31电液控制系统配置和联接
图1.1及图1.2展示了应用于该用户工作面的pm31电液控制系统的配置状况和
（2）工作面的支架控制器因供电关系而被分组，相邻的最多6～7个控制器由一路独立的直流电源供电，成为一个控制器组。
分组的标志是组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联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。
（4）系统中的网络终端器、总线提升器均为保证系统正常工作所必须的辅助装置。
（6）pm31系统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，其他全为本质安全型。
2pm31电液控制系统的设备和装置
2.1支架控制器（型号pm32/sg）
支架控制器实际上是一台微型的专用控制计算机，硬件和软件兼具。
软件中的应用程序是专为支架的控制操作服务的。
应用程序的删除和装载可在工作面以简便方式进行，这为应用程序的修改和控制功能的调整提供了方便，从而增强系统的适应性。
控制器有完备的人机交互界面，设有25个操作键，闭锁急停键钮，16字的LED点阵式字符显示屏，各种功能的LED发光管信号显示以及蜂鸣器。
这些设施保证了操作者方便地进行操作控制并及时获得系统的提示及状态信息。
控制器有足够的各种类型的输入口、输出口及通信口，它们的电缆插座都分布在控制器后面，共12个。
插头座的型式是统一的，均为4芯，1号芯均为电源12V，4号芯为0V或接地，2号、3号芯的用途随功能而异。
支架控制器工作电压DC12V，工作电流30mA。
IP68防护等级。
本手册第4章将对支架控制器作进一步的介绍。
2.3电液阀组
关于电液阀组将在用户技术手册的液压系统部分分册中详细介绍。
如前所述，电液阀组为单元组合结构。
每个单元包括液动的主控换向阀和对应的电磁先导阀，电磁先导阀是靠电磁线圈通电产生的吸力而动作的，一个单元有两个电磁线圈，分别控制两个动作。
电磁先导阀的动作除了靠电磁线圈的吸力，还可以直接推压推杆的外端，推杆带动先导阀芯动作。
推杆外端封有胶护罩，供手动按压。
在停电、电控系统有故障或其他临时不使用电控系统的情况下，作为应急操作，可直接按推杆使先导阀动作，但不允许经常这样操作，因为易导致损坏。
电磁线圈工作电压DC12V，工作电流90mA。
图2.1表示电液阀组正前方的布置。
电液阀组的功能及组态见表2.1。
图2.1电液阀组及电磁线圈驱动器
表2.1驱动器和电液阀组的功能配置及对应关系
功能
控制对象
使用的阀组
单元
先导阀及
电磁线圈
手动推杆
按钮号
阀组电
缆插口
驱动器
输出端
升立柱
立柱
左起第1单元
1单元-左
1
S1
V1
降立柱
1单元-右
2
移架
推移千斤顶
左起第2单元
2单元-左
3
S2
V2
推溜
2单元-右
4
伸平衡千斤顶
平衡千斤顶
左起第3单元
3单元-左
5
S3
V3
收平衡千斤顶
3单元-右
6
伸侧护板
侧护板千斤顶
左起第4单元
4单元-左
7
S4
V4
收侧护板
4单元-右
8
抬底座
抬底座千斤顶
左起第5单元
5单元-左
9
S5
V5
喷雾
喷雾阀
5单元-右
10
*
伸护帮板
护帮板千斤顶
左起第6单元
6单元-左
11
S6
V6
收护帮板
6单元-右
12
**
伸调架千斤顶
调架千斤顶
左起第7单元
7单元-左
13
S7
V7
收调架千斤顶
7单元-右
14
*左起第六单元，以上表所列为基本架的功能，对于端头架功能为伸伸缩梁和收伸缩梁。
**左起第七单元，仅对端头支架，基本架无此单元。
对于端头架功能为伸和收调架千斤顶（或端侧护板）
2.4电磁线圈驱动器（型号mcv/8/k）
电磁线圈驱动器与电液阀组装在一起，但它应看作是控制器的一个扩展附件，它接在支架控制器与电磁线圈之间，受入来自控制器的电源和控制信号，执行对各单元电磁阀线圈供入电源并控制通/断的任务。
电磁线圈驱动器的工作电压为DC12V。
见图2.1，电磁阀驱动器有1个输入插口（D），最多8个输出端（V1～V8），最多可驱动的电磁先导阀数为8个单元（16个线圈）。
输出端的功能分配及与电液阀组的电磁线圈输入插口的对应联接关系见图2.1及表2.1。
电磁线圈驱动器和电液阀组的电磁线圈之间通过短电缆连通，电磁线圈输入插座插芯的功能分配是：
1号芯——12V电源输入，内接两个电磁线圈的公共端，2号芯——内接左侧电磁线圈的另一端，3号芯——内接右侧电磁线圈的另一端，4号芯——空。
插座芯的分布如下：
3··2
4··1
2.5压力传感器（型号sns/dmd）
压力传感器检测支架立柱下腔内的液压力，插入支柱测压孔中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。
传感器的测量范围0～60MPa，传感元件为电阻应变桥路，传感器内带温度补偿的低漂移放大器，输出电压模拟信号（0.5～4.5V）给控制器。
压力传感器工作电压DV12V。
2.6行程传感器（包括行程传感器管体，型号sns/rs/a；行程传感器磁环，型号sns/rs/magn.kc；接线插座，型号conm/4/sm）
行程传感器用来检测千斤顶的活塞杆的移动行程值，行程值代表的是支架或溜子所处的位置，是控制过程的重要依据，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（Ф17.2mm）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，它们联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，向控制器输出电压模拟信号（0.5～4.5V）。
接线插座位于千斤顶外壁的端部。
行程传感器可测最大行程可由用户依据支架的推溜移架步距确定，本支架推移千斤顶装备的行程传感器的量程范围为0～960mm，分辨度为3mm，工作电压DC12V。
2.7检测采煤机运行位置和方向的红外线检测器（发射器型号pm32/wm/a，接收器型号pm32/wm/r）
红外线发射器安装在采煤机上，红外射线从其镜头发出，正对着支架射向安装在立柱上镜头正对着采煤机并与发射器处在同一高度的红外接收器。
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。
2.8双路电源箱（型号ntz/d/2×1.5）
电源箱是电液控制系统专用的电源变换装置，它从工作面受入90V～250V交流电源，变换成直流12V，向pm31系统供电。
电源箱内装有二个独立的AC/DC胶封模块，构成独立的两路电源。
每路额定负载电流1.5A，最多可向6～7个相邻的支架控制器供电。
每路电源都具有截止式快速过流保护，电源箱输入输出口布置及内部接线端子与交流输入的联接关系见图2.2。
图2.2双路电源箱的接线
2.9隔离耦合器（型号pm3/pa/11）
隔离耦合器接在由不同电源供电的相邻两组支架控制器之间，将两组支架控制器完全电气隔离，为电源引入各组提供通道，内部有四个光电耦合器件为两条数据通信线TBUS及Bidi的双向信号传输提供通道。
隔离耦合器有4个插口，分为A、B两侧（每侧2个口），分别连接被隔离的两组控制器，靠外的插口接控制器，靠内的插口接12V电源，如没接电源则可接总线提升器（详见图1.1）。
隔离耦合器工作电压DC12V。
2.10隔离耦合器安装块（型号pm31/pa/hlt/a）
用于固定隔离耦合器并锁住其电缆插头。
2.11网络终端器（型号pm3/ack）
这是为监视系统的数据通信总线TBUS的状况，保持正常通信而设置的附件，控制器网络的两端各设置一个。
软件自动将它们的一端设置为“同步发送”，定时向通信总线发送同步脉冲信号；另一端设置为“应答”，在接收到通过总线传来的同步脉冲信号后，随即向总线发送应答脉冲信号。
根据两端终端器信号发出的状况和在总线上传送以及控制器接收的状况，通过控制器软件的判断达到监视总线和保证正常通信的目的。
系统的紧急停止功能也是通过它们起作用。
网络终端器插入两端头控制器空出的A1或F1插座上，在接主控制计算机的一端则插在主控制计算机系统中。
网络终端器工作电压：
DC6～30V，工作电流3.5mA。
2.12TBUS总线提升器（型号pm3/pa/tpu）
这是为保证TBUS总线正常信号传输而提升总线电压所设的附件，每一控制器组使用一个，插在本组一端的隔离耦合器内侧插座上或本组任意一个控制器的A2插座上。
TBUS总线提升器工作电压DC12V，工作电流5mA。
2.13电缆组件及其附件
用于系统各设备装置之间联接并已在两端装好插头的一段电缆称为电缆组件。
系统所使用的各种电缆组件均已表示在图1.1和图1.2中，并标以代号。
支架电液控制系统使用的各种电缆组件的详情列入表2.2。
表2.2使用的电缆组件列表
标号
（图1.1、1.2）
电缆组件用途
型号
特征
线芯数
6
架间干线
conm/4c
带高强度胶管护套，两端为铜制圆插头
4
7
电源箱输出连接隔离耦合器
conm/4a
两端为铜制圆插头
4
8
连接隔离耦合器与所在架控制器
conm/4c
带高强度胶管护套，两端为铜制圆插头
4
9
连接隔离耦合器与邻架控制器
conm/4c
带高强度胶管护套，两端为铜制园插头
4
10
连接红外线接收器与控制器
conm/4c
带高强度胶管护套，两端为铜制园插头
4
11
连接立柱压力传感器与控制器
conm/4c
带高强度胶管护套，两端为铜制圆插头
4
12
连接推移千斤顶行程传感器与控制器
conm/4c
带高强度胶管护套，两端为铜制圆插头
4
13
连接驱动器与控制器
conm/4a
两端为铜制圆插头
4
电缆插头插入插座后须用U形销卡住，U形销有长42mm（conm/4ske）和长72mm（conm/4skd，专用于控制器）两种规格。
不接电缆或电缆拔出后的插座须用防水堵头封上，圆形插座的堵头型为conm/4bl。
3pm31电液控制系统的主要功能概述
pm31系统的主要功能是控制支架的所有动作。
控制是在应用程序基础上进行。
控制的命令是操作者通过键操作发出的（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。
pm31系统发挥计算机网络控制技术的优势，赋予系统丰富的功能，使支架控制方便、灵活、协调、安全，尤其是应用程序修改的易行性和控制参数项目的完善周密及调整简便，使系统做到控制功能与工作面条件和生产工艺要求尽可能好的配合适应。
以下先简要说明系统的主要功能，关于使用控制器对支架进行控制的操作方法，在后面的章节中具体详细阐述。
3.1用按键对单个支架（邻架）动作的非自动控制
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，要使被控支架进行某一动作或某些联合动作，就接着按面板上相应的操作键。
这是系统提供的最基础的初级功能。
这种“单控”操作又有三种形式的区分：
（1）对于一些重要的常用的单动作和联合动作，在面板上定义了专用键，在被控支架选定后按专用键即可。
这是一种快捷方式。
动作的维持必须靠持续按键不松手，松开键动作就停止。
（2）如果被控制的对象及动作多，不可能所有动作都定义专用快捷键。
系统将不常用的动作的操作项目归入菜单中，通过菜单选项后再统一使用两个特定键操作。
动作的维持也必须持续按键。
（3）对于可能需要持续较长时间的单动作，也在面板上定义了直接操作的专用键，但不必持续按键，采用点按方式，一按启动，再按停止。
本架推溜就用这种方式操作。
3.2对单个支架（邻架）的降柱—移架—升柱动作施行自动顺序联动
pm31控制器的程序将这些相关联贯的动作协调连续起来合成为一个复合动作，自动按程序执行。
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参数或传感器实时检测的数据为依据。
3.3成组自动控制
成组自动控制就是：
以工作面的任何一个支架为基准（操作架），向左或向右连续相邻的任意个支架被设定为某次某一动作的一个成组，支架的某一动作（单动作或自动顺序联动的复合动作）在给出命令后从这个组一端的起始架开始运行，按一定的程序在组内自动地逐架传递，每架的动作自动开始，自动停止，直至本组另一端的末架完成该动作为止。
成组执行什么动作、组的位置、架数、动作的传递方向取决于操作架位置以及在操作架上所键入的选择命令。
成组自动控制必须先作一系列的参数设置，也就是给成组自动控制设条件定规则，但不必每次都设置，参数存入后只在要改变时才重新设置。
pm31系统的应用程序为自动降—移—升、推溜、拉溜、伸缩护帮板等动作提供了成组自动控制功能。
3.4以采煤机位置为依据的支架自动控制
这是支架控制的高级功能。
要实现这项功能系统必须有采煤机的位置检测装置。
检测到的采煤机位置信息必须传给系统。
根据工作面的作业规程，确定采煤机运行到某一位置时哪些支架应相应地执行什么动作，这些操作要求被编成程序存入系统中，系统根据采煤机位置的信息自动发出命令指挥相应的支架控制器完成这些操作。
支架的正常动作过程完全自动地进行。
3.5支柱在工作中发生卸载时的自动补压功能
pm32控制器提供了一项称为PSA（PositiveSetAutomatic）的自动功能。
支柱在支撑中如因某种原因发生压力降落，当压力降至某一设定值时，系统会自动执行升柱，补压到规定压力，并可执行多次，保证支护质量。
3.6闭锁及紧急停止功能
为安全目的不允许工作面某处支架动作时（如因维修或其他目的，人员要在这个位置工作），可操作支架控制器上的闭锁键（顺时针转90°）将本支架闭锁，同时在软件作用下还将左右邻架也闭锁，只有解锁操作后才可恢复。
闭锁的实质是禁止电磁阀驱动器的工作。
对于被闭锁的三个支架以外的其他支架控制器不受影响，仍可正常工作。
当工作面发生可能危及安全生产的紧急情况，需要立即停止或禁止支架的自动动作时，可按压任意一个支架控制器上的紧急停止按键（与闭锁键共用），全工作面支架自动动作立即停止并在急停解除前自动控制功能被禁止。
3.7信息功能
pm31系统的信息功能丰富。
支架控制器、主控制计算机及其他装置上有多种形式的信息媒体，包括字符、图形显示，蜂鸣器声响信号及很多状态显示LED。
系统可向用户提供的信息归纳为以下几类：
支架动作的警示声光信号，控制过程和状态信息，支架工况信息（传感器检测值），设置的控制参数信息，故障和错误信息及一些系统本身的状态信息。
pm31系统还具有向系统外（如井下或地面测控站）传输信息的功能。
4pm32支架控制器
4.1用户与支架控制器的交互
用户使用支架控制器主要归结以下几个方面：
（1）操纵支架的所有动作。
操作者在控制器上通过按键发出控制命令，可以实施邻架控制、成组自动控制、就地闭锁、紧急停止等。
控制器中的应用程序是控制的基础，控制器采集传感器检测的实时值和存储的参数作为控制的条件。
（2）通过控制器的键操作，对系统进行一些控制所必须的功能设置和参数输入。
设置参数项目多样且可调，使系统具备适应性和灵活性。
（3）显示控制系统的状态信息。
包括：
控制（工作）状态、故障错误信息、设置及参数值、检侧值以及控制器本身的某些运行参数等。
控制器提供有LED字符显示窗口，各种LED状态显示及蜂鸣器作为信息媒体，使系统与操作者之间得到良好的沟通。
控制器前面板上集中了供操作和显示的全部元件，构成了用户界面。
图4.1为前面板布置图。
以下具体说明前面板的各组成部分。
4.2操作键
控制器的操作均通过按键，其用途是发出命令、选择功能、选择显示、功能设置及参数输入等。
共设有25个键，其中字母键14个，数码键9个，起动键1个，停止键1个。
各键用途如下（以下简称单架单动作控制为“单控”；成组自动控制为“自动”）：
A—直接选定菜单“服务”列。
在“单控”选架键按下后为降柱操作。
B—直接选定菜单“总体参数”列。
在“单控”选架键按下后为移架操作。
C—在“单控”选架键按下后为升柱操作。
D—在“单控”选架键按下后为移架+抬底座操作。
E—在“单控”选架键按下后为降柱+移架+抬底座操作。
F—直接选定菜单“自动功能错误”项。
在“单控”选架键按下后为收平衡千斤顶操作。
L—本架推溜启动及停止按钮。
在“单控”选架键按下后为推溜操作。
R—又称Enter键。
在进行参数或口令的设置输入时，在参数项调出后按本键为进入输入状态；在输入完毕后按本键为确认输入并退出输入状态。
图4.1支架控制器前面板
G—向左移动菜单列。
在用数字键输入参数时可按本键回格删除字符；在用增减键输入参数时按本键为取消本次输入，维持原值并退出输入状态。
H—向上移动菜单列。
I—向下移动菜单列。
K—称为“程序键”或“软键”，不同的操作项目和操作条件下，软件赋于它不同的功能。
M—同上。
N—向右移动菜单列。
START—“自动”控制功能在完成了必要的选定键操作后，起动该功能的动作。
在参数输入时为“0”数码输入键。
STOP—在本键的有效作用范围内，使所有支架控制器退出被控状态，停止正在进行的动作，终止正在运行的自动功能程序。
1—“单控”选择左邻架为被控制架。
在参数输入时为“1”数码输入键。
2—“单控”选择右邻架为被控制架。
在参数输入时为“2”数码输入键。
3—PSA自动功能的开关键。
在参数输入时为“3”数码输入键。
4—成组“自动“功能选定后，本键选择成组位置在左方，还可改变组内动作顺序。
在参数输入时为“4”数码输入键。
5—成组“自动”功能选定后，本键选择成组位置在右方，还可改变组内动作顺序。
在参数输入时为“5”数码输入键。
6—直接选定成组“自动”拉溜功能。
在参数输入时为“6”数码输入键。
7—直接选定成组“自动”收护帮板功能，对于端头架为成组自动收伸缩梁功能。
在“单控”选架键按下后为伸平衡千斤顶操作。
在参数输入时为“7”数码输入键。
8—直接选定成组“自动”推溜功能。
在“单控”选架键按下后为收护帮板操作，对于端头架为收伸缩梁操作。
在参数输入时为“8”数码输入键。
9—直接选定成组“自动”降移升顺序联动功能。
在“单控”选架键按下后为伸护帮板操作，对于端头架为伸伸缩梁操作。
在参数输入时为“9”数码输入键。
说明：
以上所谓“直接选定”是相对于用菜单移动键操作而言，用菜单移动键也可选定要选的菜单项目，但可能要多次按键，而“直接选定”则只需按一次该专用键，一步到位。
4.3就地闭锁及紧急停止钮
该钮位于面板右上角，顺时针向右旋转为就地闭锁，向里按压为紧急停止。
4.4字符显示窗口
一行16位的LED点阵字符显示器被包围在字母键中间，形成一个显示窗口。
字符信息内容可分为三类：
一类是属于应用程序菜单的各个项目，随时由操作者调动显示；另一类也是应用程序运行中反映工作状态及故障状态的显示信息，由程序支配显示，占用菜单的缺省显示行；再一类是控制器未进入应用程序运行在引导程序Booter中的显示信息或底层软件的显示信息。
4.5发光管显示及其信息含意
（1）在起动键与停止键之间有三个并排的发光管组成一个小窗口，称为“LED小窗口”，如下图所示：
○○○
LOONR
Lo—红色，闭锁指示（闭锁时亮）
ON—绿色，电源指示
R—红色，控制器复位指示。
（2）面板右下角，一大一小两个发光管，大的称为自动功能LED，小的称为控制模式LED。
自动功能LED在本架自动功能程序运行中不断闪亮，并伴随有蜂鸣器的间断响声。
控制模式LED的显示信息：
绿色—控制器进入主控模式（仅在键按下时亮）
红色—控制器处于从控模式
（3）字符显示窗口右侧竖直排列六个发光管，称为工作状态LED，如下图所示：
LED1：
闪亮，表明控制器程序正在工作。
2：
无定义。
3：
亮，表明正在执行自动功能（从控模式）。
4：
如井下装有主计算机，每当本控制器向计算机传送一幅数据时，亮一下。
5：
亮：
表明可以从右邻架接收数据。
6：
亮：
表明可以从左邻架接收数据。
（4）每个键上附有一个小发光管，称为键LED。
在应用程序中，键LED常见的发亮的情况：
1）程序运行到某一步，LED发亮的键是下一步可以按下的键，即对于程序来说是合法的可以接受的，不亮的键如按下程序不接受。
2）F键LED闪亮表明最近的一次成组自动控制发生了不正常状况，等待确认查实。
3）L键LED亮表明本架点按操作的推溜正在进行中。
4）1键LED亮表明左邻架被选中由本架来操作。
5）2键LED亮表明右邻架被选中由本架来操作。
6）3键LED亮表明本架PSA自动功能被关闭。
闪亮表明本架正在执行PSA自动程序。
4.6控制器插接口的配置
控制器后面共有12个插口供电缆插入，通过电缆使控制器和整个系统联接起来。
关于控制器插口的布置和功能，见图4.2。
图4.2支架控制器后面插口布置
A1—连接右邻架（用架间干线电缆直接或通过隔离耦合器联接），若是端头则插入网络终端器；
A2—可用于插入总线提升器（通常总线提升器插在隔离耦合器上）；
C1—连接立柱压力传感器；
D1—连接推移千斤顶行程传感器；
D2—连接红外线接收器；
F1—连接左邻架（用架间干线电缆直接或通过隔离传感器联接）；
F2—连接电磁线圈驱动器。
其他空闲的插口均用专用堵头封上。
4.7控制器的工作状态模式
支架控制系统运行时，联成网络的众多控制器在工作过程中会处于不同的状态模式。
不同状态模式的形成和改变是基于键操作和控制程序的自动运行，状态模式是控制器的实时功能和所处地位的反映。
控制器的工作状态共有四种模式，各种模式之间的转换制约关系有合理的规定，这就为系统各控制器的协调配合创造了条件。
（1）主控模式
在控制器上按下一个有效
升级会员 