用於液壓支架控制器的自動編址系統的製作方法
2023-09-19 04:42:05 1
專利名稱：用於液壓支架控制器的自動編址系統的製作方法
技術領域：
用於液壓支架控制器的自動編址系統技術領域[0001]本實用新型涉及一種應用於礦井下工作面液壓支架的電液控制領域，具體涉及一種用於液壓支架控制器的自動編址系統。
背景技術：
[0002]煤炭工業是我國重要的基礎產業，我國煤炭資源豐富，在未來相當長的時期內，以煤為主的能源供應格局不會改變。我國煤炭工業「十五」和「十一五」時期的重要發展目標是煤炭產業結構調整，實施大集團戰略，淘汰落後生產線，提高煤礦生產技術裝備水平和採煤機械化程度。[0003]按照這一目標要求，各煤礦企業集團必須積極推進採煤工藝改革和技術改造，做到壁式正規化開採。加快提升煤炭生產和設備製造技術水平，採用高新技術和先進適用技術，加快高產高效礦井建設。提高煤礦裝備現代化、系統自動化、管理信息化水平，淘汰落後的技術裝備與工藝，推動煤炭工業科技進步和生產發展。提高煤炭重大技術裝備研發和製造能力，促進重大裝備製造國產化，儘快達到世界先進水平。[0004]按照這一目標要求，各煤炭裝備製造企業必須建設高產、高效、安全的現代化礦井技術，建成一批以國產化設備為主的採、掘、運、提機電一體化的高效、安全、集約化、現代化生產礦井。同時不斷攻克自動化採煤工作面關鍵技術，重點研究液壓支架的程序控制功能， 使液壓支架能夠與採煤機、刮板運輸機等相關設備協調動作。[0005]液壓支架控制裝置是實現礦井綜採工作面生產自動化的關鍵設備，利用液壓支架控制裝置可實現綜採工作面生產設備的自動控制，提高工作面生產效率，改善工作面生產條件，達到安全生產的目的。隨著我國煤炭工業結構升級步伐的加快，國家關於煤炭工業的宏觀調控及重大設備國產化政策的進一步推進，以前國內大量生產的液壓支架不帶控制裝置或控制功能較弱，實現不了綜合機械化自動化採煤，「十一五」期間國內重點研製高端液壓支架，其核心是控制裝置。工作面液壓支架控制器自動編址是控制裝置的關鍵技術，是實現綜合機械化自動採煤不可缺少的組成部分。[0006]一個工作面有數百臺液壓支架，每臺支架上安裝有一臺控制器，如何快速、簡便地對液壓支架(也即是控制器)進行編址，是綜合機械自動化採煤的關鍵。工作面液壓支架控制系統在任何時候接入新控制器時，必需對新控制器和以前的控制器進行統一編址，一方面用於確定每臺液壓支架(也即是控制器)的地址，另一方面用於確定工作面液壓支架總數。只有確定了每臺液壓支架(也即是控制器)的地址和支架總數，而且地址不能重複， 且必需順序和連續，工作面液壓支架才能進行鄰架、隔架、成組和聯動控制。在液壓支架電液控制領域，支架控制器自動編址尚無該技術，對於實現液壓支架的鄰架、隔架、成組和聯動控制形成了阻礙。發明內容[0007]本實用新型的目的是提供一種用於液壓支架控制器的自動編址系統，使井下工作面液壓支架控制器編址自動化、操作簡單化，不需任何外部附加裝置，在工作面任意一臺支架上均可對系統所有支架控制器進行自動編址，使工作面每臺支架控制器都有一個唯一的設備地址與其相對應，同時計算出工作面支架總數，把支架號和支架總數存儲在對應的各液壓支架控制器中，實現液壓支架的鄰架、隔架、成組和聯動控制。[0008]實現上述目的的技術方案如下[0009]用於液壓支架控制器的自動編址系統，包括第一總線收發器，用於在自動編址過程中產生脈衝信號，檢測現場總線，確定始端控制器；以及[0010]第二總線收發器，在自動編址的全過程中以及正常工作時用於數據接收和發送； 以及[0011]單片機，接收來自於第一總線收發器的輸出信號，確定始端控制器的地址，並根據始端控制器的地址對後續的各個控制器進行連續編址。[0012]採用了上述方案，本實用新型具有先進的首支架控制器查找電路和相應的軟體， 可根據工作面現場總線的連接和工作面類型自動尋找工作面首支架控制器，首支架可以是端頭支架控制器，也可以是端尾支架控制器，然後系統自動從首支架控制器開始，按連接順序依次給支架控制器進行順序和連續編址。自動編址成功後，系統根據本次編址檢測到的支架控制器數自動計算出工作面液壓支架控制器的總數量。如系統某部分有故障，自動編址也能成功進行，但支架控制器總數低於實際的支架數量，這時必需就由現場操作人員進行故障排除，然後再進行自動編址，直到全工作面所有控制器均編址成功為止。自動編址成功後，把本架控制器地址和支架控制器總數存儲在對應的各液壓支架控制器中，當工作面進行鄰架、隔架、成組和聯動控制時，便以該地址作為控制的基礎，在總線上進行命令的傳送，實現數據的接收和發送。[0013]綜上所述，本實用新型工作面液壓支架控制器編址系統具有快速、簡便、自動化、 操作簡單化的特點，不需任何外部附加裝置，在工作面任意一臺支架上均可對系統所有支架控制器進行自動地順序和連續編址，使工作面每臺支架控制器都有一個唯一的設備地址與其相對應，同時計算出工作面支架總數，把支架號和支架總數存儲在對應的各液壓支架控制器中，以便實現液壓支架的鄰架、隔架、成組和聯動控制。
[0014]圖1為本實用新型全工作面液壓支架控制器自動編址原理框圖；[0015]圖2為本實用新型單架控制器自動編址原理框圖；[0016]圖3表示本實用新型全工作面液壓支架控制器自動編址流程圖；具體實施方式
[0017]參照1，本實用新型的用於液壓支架控制器的自動編址系統，全工作面液壓支架控制裝置由數百臺液壓支架組成，每臺液壓支架上安裝有一臺支架控制器，各控制器採用CAN 現場總線連接在一起，利用各支架控制器內部的單片機、總線收發器和CAN現場總線實現全工作面液壓支架控制裝置的自動編址。[0018]參照2，本實用新型的用於液壓支架控制器的自動編址系統，包括第一總線收發器1，該第一總線收發器1僅用於在自動編址過程中產生脈衝信號，檢測現場總線，確定始端控制器。以及第二總線收發器2，在自動編址的全過程中以及正常工作時用於數據接收和發送，第一總線收發器1和第二總線收發器2均為TJA1050T型的總線收發器。當自動編址時，第一總線收發器1和第二總線收發器2均要使用，而正常工作是僅使用總線收發器2。 第一總線收發器和第二總線收發器作為總線控制的接口晶片，另一目的是為了增大通信距離，增強系統的瞬間抗幹擾能力，提高系統總線的傳輸能力。以及單片機3，接收來自於第一總線收發器的輸出信號，確定始端控制器的地址，並根據始端控制器的地址對後續的各個控制器進行連續編址，單片機3為PIC4685型的單片機。針對現場總線在煤礦這一特殊環境下容易受到外界幹擾的弱點，系統採用光電耦合器4進行信號隔離，使系統具有較強的抗幹擾能力，同時由於電路隔離，使系統具有隔離防爆功能，並採用本質安全技術，通過抑制電火花和熱效應能量，使系統達到了本質安全型標準。光電耦合器4連接在第一總線收發器1和單片機之間，以及連接在第二總線收發器2和單片機3之間，光電耦合器4為6W37 型光電耦合器，也可採用其它類型的高速光電耦合器。以及主電源模塊5，用於為單片機3 和光電耦合器4提供電源，主電源模塊5為K7805-500型主電源模塊。以及隔離電源模塊 6，用於為第一總線收發器和第二總線收發器提供電源，隔離電源模塊6為IB1205LS-W75型的隔離電源模塊。以及安裝在現場總線上的總線中繼器7，該總線中繼器用於編址過程中對信號進行隔離或耦合，以及延長通信距離，增加總線上的通信連接設備。[0019]圖3表示本實用新型全工作面液壓支架控制器自動編址流程圖，當需要自動編址時，工作面支架控制器首先啟動「尋首架」檢測程序，尋找工作面始端控制器，當始端控制器查找成功後，啟動自動編址功能，系統由始端控制器開始，按連接順序依次向後編址，其編址過程如下[0020]①當在任意一臺控制器上啟動自動編址時，該控制器向工作面所有控制器發「自動編址啟動」命令，系統中每臺控制器收到該命令後，延時一段時間Tl後，阻斷總線中繼器， 延時一段時間T2後，各自發送始端控制器檢測命令，延時一段時間T3後，檢測總線收發器 1上的總線信號，對收到了總線信號的控制器便是中間或終端控制器，未收到總線信號的便是始端控制器。[0021]②系統從始端控制器開始進行連續編址，始端控制器的地址編為1。[0022]③始端控制器發「自動編址」命令，鄰近控制器收到了總線信號後延時T4，開通總線中繼器，當接收完整的命令數據後自動編址，編址完成後阻斷總線中繼器，發「自動編址」 命令，啟動下一臺鄰近控制器的編址。當某臺控制器正在接收完整的命令數據時，下一臺與其鄰近的控制器同時接收到總線信號，延時T4後，開通總線中繼器，準備接收完整的命令數據並進行自動編址，如此依次逐級進行下去。[0023]④系統任意控制器發「自動編址」命令後啟動定時T5，如時間到時發數成功，則該控制器為中間或終端控制器，然後開通總線中繼器，等待其餘的控制器繼續編址。如時間到時發數未成功，則為終端控制器，通過總線發自動編址成功命令，同時根據本次自動編址檢測到的支架數計算出工作面支架總數，並把支架號和支架總數存儲在對應的各液壓支架控制器中，本次自動編址工作結束。[0024]對於專業技術人員來說由以上描述可得出一系列的改進，這些改進應納入諸從屬權利要求的保護範圍內。單片機、光電耦合器、總線收發器型號的改變，並不脫離從屬權利要求的保護範圍。總線類型的改變，並不脫離從屬權利要求的保護範圍。總線中繼器兩端控制器數量的改變，並不脫離從屬權利要求的保護範圍。定時器Tl、T2、T3、T4、T5數量的改變以及每個定時器的定時時間長短的改變，並不脫離從屬權利要求的保護範圍。
權利要求1.一種用於液壓支架控制器的自動編址系統，其特徵在於，包括第一總線收發器，用於在自動編址過程中產生脈衝信號，檢測現場總線，確定始端控制器；以及第二總線收發器，在自動編址的全過程中以及正常工作時用於數據接收和發送；以及單片機，接收來自於第一總線收發器的輸出信號，確定始端控制器的地址，並根據始端控制器的地址對後續的各個控制器進行連續編址。
2.根據權利要求1所述的用於液壓支架控制器的自動編址系統，其特徵在於，還包括安裝在現場總線上的總線中繼器，該總線中繼器用於編址過程中對信號進行隔離和耦合。
3.根據權利要求1所述的用於液壓支架控制器的自動編址系統，其特徵在於，還包括進行信號隔離的光電耦合器，該光電耦合器連接在第一總線收發器和單片機之間，以及連接在第二總線收發器和單片機之間。
4.根據權利要求3所述的用於液壓支架控制器的自動編址系統，其特徵在於，還包括主電源模塊，用於為單片機和光電耦合器提供電源。
5.根據權利要求1或3所述的用於液壓支架控制器的自動編址系統，其特徵在於，還包括隔離電源模塊，用於為第一總線收發器和第二總線收發器提供電源。
專利摘要本實用新型公開了一種用於液壓支架控制器的自動編址系統，包括第一總線收發器，用於在自動編址過程中產生脈衝信號，檢測現場總線，確定始端控制器；以及第二總線收發器，在自動編址的全過程中以及正常工作時用於數據接收和發送；以及單片機，接收來自於第一總線收發器的輸出信號，確定始端控制器的地址，並根據始端控制器的地址對後續的各個控制器進行連續編址。本實用新型可使井下工作面液壓支架控制器編址自動化、操作簡單化，不需任何外部附加裝置，在工作面任意一臺支架上均可對系統所有支架控制器進行自動編址。
文檔編號G05B19/418GK202306293SQ201120413720
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月26日 優先權日2011年10月26日
發明者蘭康平, 曹輝, 陳治勇, 雷馳 申請人:成都力拓電控技術有限公司