目前我國發展煤炭生產機械化發展迅速。綜采設備的應用,是提高效率、改善安全狀況的措施。

影響開機率的一個主要因素是支架對工作面的頂板控制的好壞,因此,對綜采工作面進行礦壓監測與控制是很有必要的。要做到這一點,首先需要對井下工作面的液壓支架的實際工作狀況進行監測,通過對檢測數據處理、分析,評定其效果,并采取相應措施,以提高開機率、提高產量。本文以監測綜采液壓支架的壓力為研究內容,開發了一套基于單片機的壓力測量控制系統。

2 壓力測量控制系統功能設計

壓力測量控制系統用于監測支架壓力, 每臺測量控制系統配有四只傳感器, 可分別通過高壓油管連接支架的立柱、平衡千斤頂, 前探梁千斤頂的油壓腔。壓力測量控制系統接收到通訊測量控制系統傳來的數據采集命令后, 采集四通道的壓力, 傳給通訊測量控制系統, 再由通訊測量控制系統傳至地面。壓力測量控制系統設有按鍵, 當按下時, 可在LCD液晶顯示窗口循環顯示四通道的壓力值。

3 壓力測量控制系統的結構件設計

圖1 壓力測量控制系統框圖

壓力測量控制系統的結構如圖1所示, 它以80C51單片機為核心, 包括傳感器、光耦、多路數據開關、LCD液晶顯示器、SRAM, EPROM、自動復位電路、RS-485接口電路及高效電源電路等。下面分別介紹一下它們各自的設計特點。

3.1 傳感器

傳感器采用前面設計的活塞傳壓大量程諧振弦式液壓傳感器,傳感器輸出幅度為5伏的矩形波。

3.2 信號輸入電路

(1) 多路數據開關(多路數據選擇器)74HC151

74HC 151是8選1數據選擇器,它有8個數據輸入端D0--D7, 1個選通端S, 3個數據選擇端A, B, C和2個輸出端Y, W。當3個數據選擇端A, B, C從000到111之間變化時,可選擇不同的通道。

(2) 信號輸入電路: 以D0通道為例,其電路如圖2所示。

圖2 信號輸入電路

由圖2看出,傳感器頻率信號是通過光電耦合器6N139耦合到74HC151的輸入引腳D0。80C51的P1.0, P1.1輸出控制碼,選擇D0--D3輸入中的一路,用單片機的T0測信號頻率。