电液控制操作指南模板.docx
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电液控制操作指南模板
pm32型
电液控制系统
操作指南
MARCO系统分析和开发有限公司
目录
前言
1.安全规程
2.pm32电液控制系统原理
3.pm32电液控制系统元件
4.pm32电液控制系统功能
5.pm32控制器操作指南
6.XALZ界面操作指南
7.综采工作面自动化
8.pm32电液控制系统维护指南
前言
随着上世纪80年代电子技术，现场控制技术和信息技术的快速发展，煤矿井工开采迫切需要利用先进的控制技术，改变其落后的生产工艺和控制水平。
煤矿井工生产的核心是综采工作面，如何大幅度提升综采工作面现代化和自动化控制水平成为当时煤矿现代化的首要任务。
在综采工作面装备中，液压支架占据着核心的位置，一方面液压支架要保障对工作面的有效支护，另外一方面又要作为推进动力，保障工作面推进效率。
如何提高液压支架对工作面的支护质量，如何提高采煤工作面的推进速度，成为煤矿现代化控制的重要要求。
在电液控制系统应用之前，液压支架采用手动操纵阀的控制方式，经历了本架手动控制，邻架手动控制，邻架液压先导控制的发展过程，手动控制方式的改进主要集中在控制的安全保障上，没有涉及到控制质量和控制效率的提高。
在上个世纪70年代末，英国人第一次提出了液压支架电液控制的概念，采用控制器，传感器和液压主阀替代手动操作阀，控制液压支架动作，保障对工作面顶板和煤壁的支护质量，提高工作面的推进速度。
随着电液控制系统在煤矿生产上的不断发展，支架电液控制系统已经超出了起初的控制范畴，从单纯控制液压支架，逐渐延伸到三机控制，泵站控制，采煤机等设备控制。
从本世纪初开始，网络技术技术逐步引进到煤矿生产中来，在融合电液控制系统后，实现了综采工作面自动化，实现了综采工作面设备高效管理，实现综采工作面生产过程优化控制。
在1996年，液压支架电液控制系统随着德国DBT公司成套综采设备进入到中国，应用在当时的神府矿区。
经过5年的使用和适应，电液控制系统高效性，高可靠性的优势逐渐显现出来，为国内各大煤矿所接受。
随着marco公司pm3型电液控制系统进入中国，通过和国内支架厂配套，解决了成套设备进口价格昂贵的劣势，尤其在2003年之后，以marco公司pm3系统为代表的液压支架电液控制系统在国内逐渐推广开来，电液控制系统应用也逐渐从简单的地质结构扩展到复杂的地质结构，从高端客户逐渐扩展到了绝大多数的煤矿用户，从支架控制扩展到综采工作面自动化。
液压支架电液控制系统在控制层面上由三部分组成，
1.单个液压支架层面上的机电一体化控制，
2.工作面层面上的现场总线控制
3.顺槽层面上的SCADA控制（生产过程控制）.
安装在单个液压支架上的控制器，传感器和液压主阀，构成成单个液压支架的机电一体化控制，完成液压支架的液压功能控制，满足综采工艺对液压支架控制的要求。
综采工作面各控制器之间通过架间电缆连接成一个控制系统，通过总线通讯技术，构成了工作面内包含所有液压支架的现场总线控制，实现工作面急停，成组动作，数据传输，在线检测，故障报警等功能。
综采工作面电液控制系统和顺槽上位机相连，电液控制系统的实时数据传输给上位机，存储在上位机上，完成工作面液压支架的可视化和可控化，完成工作面跟机自动化，实现生产过程优化控制。
通过交换机将综采工作面内各种设备连接到集控上位机上，工作面各设备实时和历史数据存储在集控上位机上，完成综采工作面可视化和可控化，完成综采各设备间协调和控制，实现综采工作面设备管理，实现综采生产过程优化控制，实现综采工作面自动化。
在1985年,德国开始研发液压支架电液控制系统。
德国电液控制系统被命名为pm系统，德语的含义为液压支架自动化系统，即电液控制系统被定位为综采工作面液压支架自动化，发展方向被定义为提高液压支架支护质量，支护效率以及推进速度，从而实现井下综采工作面少人或无人值守自动化。
德国pm电液控制系统在经过10年的不断完善，在世界上逐步取代了英国和澳大利亚电液控制系统的控制概念，成为世界上液压支架电液控制系统的标准。
在过去的10多年中，随着中国逐渐成为世界煤炭技术的发展中心，液压支架电液控制系统一方面在中国市场上迅猛发展，另外一方面也在不断适应中国的煤矿现状，在发展和适应过程中，电液控制系统逐渐形成两种的不同发展方向：
∙一种是以德国marco公司为代表的，不断完善和提升电液控制系统功能，采用生产过程控制理念，致力于综采工作面自动化，数字矿山建设的发展方向，
∙一种是以国产电液控制系统厂家为代表的，将电液控制系统定位为液压支架手动操纵阀控制替代产品，追求价格低廉的发展方向。
随着液压支架电液控制系统在中国煤矿的不断推广和应用，技术领先，满足不同工况条件，不同地质条件和不同采煤工艺，致力于综采工作面自动化，致力于解决井下工作面生产实际问题的电液控制系统，将会逐渐成为电液控制系统的发展方向。
marco公司于1986年受德国鲁尔矿区的委托，研发液压支架电液控制系统，基于marco公司对于德国煤矿工业的深刻理解，技术的先进性，以及率先实现电液控制系统总线急停方式，在和德国西门子公司的竞争中胜出，marco公司电控系统成为德国鲁尔集团标准配置。
pm32电液控制系统为marco公司电液控制系统第四代产品:
1987年pm2系统，1991年pm3系统，1996年pm3.1系统，2005年pm32系统。
基于pm32系统在中国市场取得的成功，在2007年marco公司决定，pm32系统作为marco电液控制系统的系统名称，不再随着控制器升级而更改。
从2007年开始，marco公司致力于综采工作面自动化控制和数字化矿山的研发，在2010年推出IFC系统（综采工作面集成控制系统）,在2012年推出VisTwo系统（数字化矿山系统）。
marco公司pm32电液控制系统包含综采工作面集控的全部功能，不需要额外投资。
1999年marco公司pm电液控制系统进入中国市场，迄今为止累计已销售了210套电液控制系统，在700多个工作面上运行过。
在薄煤层，大采高，大倾角，三软煤层，高瓦斯，放顶煤，以及全自动化等不同工作面上积累了丰富的经验。
marco电液控制系统和中国煤矿生产紧密相结合，通过不断的技术创新，解决客户的实际技术难题，在煤矿控制领域取得一个又一个的成功：
∙2008年marco公司中薄煤层全自动化系统在神东榆家梁成功应用，
∙2011年marco公司刨煤机自动化系统在东达矿成功应用，
∙2012年marco公司薄煤层自动化系统在汾西集团贺西矿成功应用,
∙2013年marco公司薄煤层综采工作面自动化在中平能化12矿成功应用，
∙2013年marco公司薄煤层综采工作面自动化在宁煤金凤矿成功应用
∙2013年marco公司数字化综采工作面在阳泉新元矿成功应用
pm32电液控制系统致力于保障工作面支护质量和提高支护效率，实现煤矿安全生产，高产高效。
依据工作面支架架型，地质条件，工况条件，采煤工艺，以及用户具体控制要求，marco公司为每一个项目量身定做综采工作面系统解决方案。
综采工作面系统解决方案包含地质条件分析，采煤工艺分析，具体生产问题解决方法，硬件配置，软件编程，工作面参数设置，运行维护，技术支持等内容，以装备，培训和管理为中心，保障综采工作面运行正常，实现综采工作面自动化。
marco（北京）自动控制和开发有限公司为marco公司在中国全资子公司，全权负责marco公司的产品在中国的技术支持，系统配置，运行维护，售后服务，市场开拓，备件业务，技术培训等业务。
marco公司推行预防式服务理念，通过培训和定期回访，实时了解在用工作面运行状况，在问题出现之前进行预防和解决，保障电液控制系统正常运行，保障工作面高效安全生产。
marco公司致力于解决生产过程中出现的实际问题，致力于参与矿上的技术革新和创新，致力于和煤矿共同发展和进步。
为了回报中国，履行企业的社会责任，从2010年开始，在中国每运行一套pm32电液控制系统,marco公司捐助一万元人民币给中国贫困小学，用于改善山区孩子的教育水平。
非常感谢贵公司采用marco公司电液控制统，并由此而支持的
点亮孩子知识梦想活动
本操作指南从系统解决方案的角度提供pm32电液控制系统技术资料，阐述系统功能，控制原理，安全警示，培训操作方法，技术支持，保障煤矿操作人员能够正确理解和掌握marco公司pm32电液控制系统。
第一章安全规程
安全意识
使用pm32电液控制系统时，必须严格遵守煤矿安全生产规定，安全规程和pm32电液控制操作指南
警告标识
危险，可能导致严重后果
潜在危险，可能导致严重后果
可能的危险，可能会导致轻度或中度后果
未遵守注意事项会影响控制功能
注意事项
1.1pm32电液控制系统操作人员责任
pm32电液控制系统操作人员必须经过pm32电液控制系统操作指南和煤矿安全规程培训，方可在井下独立操作pm32电液控制系统。
操作人员必须要熟悉各项安全规程，熟悉急停，闭锁以及液压系统安全知识。
严禁未经培训操作电液控制系统
未经培训,擅自操作电液控制系统，
将会造成人员伤亡及财产损失
违背操作规程和安全规程
违背操作规程和安全规程，
将会造成人员伤亡或财产损失
技术更改
严格按照本操作指南安装，调试，操作和维护。
在没有得到marco公司书面授权的情况下，
禁止对pm32电液控制系统进行任何超出本操作指南的更改。
参数保护
所设定的应用程序参数保障电液控制系统适应井下的地质条件
工况条件条件，以及采煤工艺。
操作人员不允许擅自更改所设定的参数。
非操作人员禁止更改所设定的参数。
用于参数保护的密码不允许向非操作人员透露
急停按钮检查
定期检查工作面每个控制器急停按钮，
如有损坏或疑似损坏应立即更换
marco责任
marco技术服务人员负责对安装，调试，操作，维修的指导工作,
通过培训，定期回访，实现预防式服务，
保障pm32电液控制系统运行正常.
1.2pm32电液控制系统操作安全规程
操作人员必须经过pm32电液控制系统操作指南
和安全规程培训
只有完成培训的人员才允许操作pm32电液控制系统
禁止在正在动作的支架内停留
若长时间在支架下停留，必须通过控制器闭锁支架
单键动作时，观察被控支架动作
被控支架必须在可视范围之内
控制降柱距离，防止咬架
升柱时，保证有效支撑顶板
在维护支架之前，必须通过控制器闭锁本架，
并且关闭进液截止阀
在维护运输机或采煤机之前
必须通过控制器将相应区域内的支架闭锁，关闭支架截止阀
井下严禁带电拆开电源箱防护盖
供电电压严禁超过250V，防止电源箱击穿
禁止借助改锥一类坚硬物体
操作控制器按键
控制器操作完毕之后需要关闭防护盖
严禁直接冲洗控制器面板
使用湿棉纱清洁控制器
更换电缆时，保证电缆干燥，防止短路，漏电
当工作面由不同类型的支架组成时，
在井下主机上对工作面进行配置
胶管和电缆需要通过U型卡正确固定
密码使用者必须被矿上授权
只有被授权的操作人员，
才可以修改系统参数
井下主机操作者使用密码保护其帐户，离开时必须要注销登录
在紧急情况下，按急停键停止一切正在运行的功能。
急停键仅应在紧急情况下使用
急停功能保障安全，急停功能作用在控制器上，
不包括液压系统
保障乳化液清洁
乳化液清洁程度关系到先导阀和阀芯的运行质量
和使用寿命
液压管安装
液压管安装时，要保障系统清洁度
更换先导滤芯
工作面运行一个月内，更换全部主阀先导滤芯
乳化液过滤精度
高压过滤站过滤精度为25μm
液压支架过滤器过滤精度为25μm
主阀先导过滤器精度为25μm
回液过滤精度为40μm
禁止借助改锥一类坚硬物体
操作先导阀按钮
乳化液
采用符合MA标准的乳化液
乳化液浓度不低于3,5%
乳化液浓度不允许超过5%，防止乳化液因皂化反应，
堵塞先导阀或阀芯控制腔
寒冷天气需加防冻液
液压件运输和存储时要进行防尘保护
长时间存储之后，液压件在使用之前需要进行功能测试
第二章pm32电液控制系统原理
pm32电液控制系统包含控制器，传感器，液压主阀，上位机和供电系统，通过对液压支架，综采设备的就地和远程控制，实现综采工作面可视化，可控化，实现综采工作面综采设备管理，实现生产过程优化控制，实现综采工作面少人或无人值守自动化。
2.1pm32电液控制系统组成
2.1.1标准配置
在综采工作面上，每一个液压支架安装有1个控制器，3个常规传感器，和1个液压主阀。
工作面控制器之间由架间电缆连接在一起，采用总线技术，构成现场总线控制系统。
工作面电液控制系统和上位机相连，构成生产过程控制系统（SCADA系统）。
2.1.2供电系统
电液控制系统供电来自于12伏直流电源箱，电源箱供电通常采用井下照明电路。
电源箱供电电缆芯线直径不小于4mm²，保证电液系统供电正常。
电源箱的供电范围是90-250AV。
高于250V的供电电压或烧毁电源箱保险丝，低于90V的供电电压，因为系统保护原因，电源箱处于闭锁状态。
2.1.3总线通讯
pm32电液控制系统采用邻架通讯（BiDi）和TBUS总线技术的组合通讯方式。
架间4芯电缆承担邻架通讯，总线传输和供电功能。
网络终端安装在电液控制系统两个端头控制器上，采用发送和应答方式来监控总线通讯状态。
邻架通讯用于邻架/隔架数据传输和控制，闭锁等功能。
总线通讯用于工作面急停，成组动作，在线检测等功能。
随着煤矿对电液控制系统提出了更多的要求，现场总线低通讯速率（比如CAN总线传输速率为33kb/s）已成为现场控制的瓶颈问题，marco新型控制器采用以太网通讯协议，通讯速率达到100Mb/s，实现数据传输，邻架控制，工作面急停，成组动作，在线检测，人员定位，语音和视频传输等功能。
2.1.4控制模式
marco控制器为人工智能非主从型，采用4种控制模式：
按键控制，时间控制，参数控制，以及上位机控制模式.
工作面电液控制系统自成体系，在和上位机断开后，仍可完成液压支架全部功能，如邻架/隔架控制，急停，成组功能，数据传输，在线检测等功能。
1.按键模式
按键模式为单键单动作模式。
通过触动按键，液压支架执行相应的动作，停止按键后，液压支架所执行的动作停止，如操作人员井下操作升柱，降柱等功能时，采用按键控制模式。
2.时间控制模式
在触动按键之后，液压支架在一定时间范围内执行某一功能，在设定的时间后，自动停止该功能，如本架推溜，成组伸收护帮等功能。
当控制器的某个传感器被拆除之后，或者设置为无效之后，相应的控制功能由参数控制转为时间控制模式。
3.参数控制模式
控制器在比对传感器实时测量值和系统界限值之后，自主地发出控制信号执行某一功能，通过传感器实时测量值作为反馈，当测量值达到系统设定值之后，自主地停止该液压功能，比如自动补压，擦顶移架，和跟机自动化等功能。
4.上位机模式分为两种，
1）一种是指通过上位机在顺槽内或者在井上，依据传感器的实时数据，以及工作面视频，操作人员在上位机上直接操作某一支架功能，保证工作面运行正常。
2）在综采工作面集控系统中，通过对实时和历史数据比对，上位机基于生产过程优化控制，按照软件程序自主控制综采工作面设备，如供电管理，如运输系统集成控制，如综采工作面自动化等功能
2.1.5传感器
电液控制系统传感器可以分为常规传感器和扩展传感器
1.常规传感器
压力传感器，行程传感器，红外传感器
2.扩展传感器
倾角传感器，磁场传感器，超声波传感器，振动传感器，采高传感器，外置报警灯，外置照明
压力传感器
1.压力传感器通常安装在立柱单向锁上，测量立柱下腔的压力，
保证对顶板的支护质量，
依据工作面和巷道压力的历史和实时数据，进行矿压分析。
2.压力传感器安装在工作面机头，机尾和工作面液压管路上，测量主进，主回液压管路上的压力，通过上位机控制乳化液泵，保障工作面供液压力正常。
在液压管压力出现异常时，通过上位机控制乳化液泵，防止乳化液胶管爆裂。
3.压力传感器安装在充填支架的捣实结构上，监测充填料捣实后，充填料的致密程度。
在充填工艺自动化控制中，系统采用压力参数控制方式，自动控制充填支架捣实机构
行程传感器
1.行程传感器通常安装在推移油缸内，测量支架和运输机的位置，
2.行程传感器安装在护帮板油缸，伸缩梁油缸，或者采煤机截割部油缸，测量相应油缸的实时位置。
红外传感器
红外传感器确定采煤机的位置和行进方向。
为了满足煤矿生产不断提出的新技术要求，marco公司逐步将新型传感器引入到pm32电液控制系统内。
倾角传感器
1.每个液压支架安装有三个倾角传感器，一个安装在液压支架顶梁，一个安装在掩护梁上，一个安装在四连杆/或底座上，测量顶梁和顶板之间的夹角，顶梁和底座之间的夹角，顶梁水平翻转夹角，计算工作面采高。
2.通过测量顶梁和顶板之间的夹角，保障工作面顶梁和顶板之间的夹角不允许超过界限值，保证顶板的支护质量和保护平衡油缸。
3.通过测量顶梁和底座之间的夹角，保护四连杆，掩护梁销轴，销轴孔，免于应力破坏
4.通过测量顶梁的水平翻转夹角，保障顶梁对顶板高质量支护。
5.倾角传感器监测液压支架的实时状态，控制支架精确降柱，实现擦顶移架。
磁场传感器
1.磁场传感器安装在支架顶梁和护帮板上，测量护帮板收回程度
2.磁场传感器安装在采煤机和运输机上，用于采煤机限位
超声波传感器
1.超声波传感器安装在支架顶梁上，可以在薄煤层设置安全区，保障工作面人员安全，
2.通过安装在运输机上的反射器，超声波替代行程传感器测量运输机位置。
3.超声波传感器安装在转载机上，测量装载机和巷道壁之间的距离，通过对端头架的调整，防止转载机过于接近巷道壁。
振动传感器
1.振动传感器器安装在顶梁柱窝处，采煤机的摇臂上，采集采煤机割煤割岩音频信号，识别工作面煤岩界面。
2.振动传感器安装在四连杆上采集应力变换，保护四连杆
3.振动传感器安装在运行设备上，监测设备运行振动状态
采高传感器
采高传感器安装在顶梁和控制器上（中后煤层），或者底座和控制器上（薄煤层）,利用重力原理以及安装在传感器端头端尾的倾角传感器，测量支架的高度和工作面高度。
外置报警灯
1.外置报警灯安装在顶梁上，声光报警显著,避免在薄煤层中因液压管路遮挡住控制器声光报警出现危险的情况
2.在隔架操作，成组动作，跟机自动化中，通过报警灯颜色变换，以及声音报警，提示操作人员支架所处的状态。
3.通过外置报警灯在工作面区分安全区域和危险区域。
外置照明
1.外置光源安装在顶梁上，内置充电电池，在工作面断电24个小时内给工作面提供持续照明
2.液压支架动作时，外置光源变亮，液
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