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摘要：液压支架电液控制系统是实现煤炭采集高产高效高质量的关键性技术，拥有极为广阔的发展前景，是煤炭生产技术进步的必然结果。作为煤炭产业的关键性技术，其在国内的发展与推广应受到重视。本文就其发展现状和对策进行细致分析。
关键词：液压支架；控制系统；现状及对策
引言
电液控制系统可以在实施液压传动的过程中，接收由电源组织输出的模拟信号和数字信号，进而使整个电液环境中的电子流量始终处于成比例受控的情况下。常规的电液控制系统由指令原件、比较元件、电控器、比例阀、液压执行器、检测反馈元件等几类设备组织构成。其中，指令原件可控制电液信号的产生与输入行为，并将这些反馈数据传输至比较元件中，再借助电控器设备，放大原始的电液信号条件。
1液压支架电液控制系统的构成与特点
液压支架电液控制系统主要由主控单元、传感器、控制器、液控阀、总线等部分组成。控制器是液压支架的核心，主要用于操控液压支架。传感器是各类信号传感器（压力、温度、速度、电压等）的总称，其主要用于检测液压支架在井下的运行情况与运行环境，判断液压支架是否正常运行。液控阀等主要用于控制液压回路，实现对于油缸等执行部件的控制。主控单元是信息处理的中心，用于人机交互和对传感器所采集到的各种信号信息进行处理。总线则主要用于构建信息传输网络，将液压支架电液控制系统各组成部分有机地联系在一起。总体来说，液压支架电液控制系统具有极高的自动化、信息化处理能力，主控单元通过对所采集到的信号进行分析处理，并反馈至操控面板，工作人员选择是以手动方式或是自动方式来操控电液系统，从而使其能够完成相关的动作，各类传感器则检测所执行的动作是否到位。计算机系统是液压支架电液控制系统的信息处理核心，信息采集依靠的是各类传感器，动作执行依靠的是液控阀与各类执行结构。
2液压支架电液控制系统原理
为实现液压支架的自动化、无人值守的生产，要求其电液控制系统能够根据采煤机的实时位置对其进行推溜、移架等操作。为此，需将传感器、红外遥感等技术应用于其中，从而对现场工作面顶板和底板的支护效果达到最佳。电液控制系统控制思路：通过对现场液压支架立柱压力、千斤顶位移等关键信息采集并分析处理后，结合下一步生产计划及采煤机的实时位置等信息将电液控制系统控制器所得的控制信号通过电磁先导阀转换为液压信号对液压支架各执行部件进行控制。
3电液控液压支架的应用现状
3.1配套设施不健全
液压支架电液控制系统是煤炭产业的高新技术实现了自动化程序化的电脑终端控制。作为一个系统性的技术其需要多方面的技术支持。首先是操控人员的技术水平，电子信息化的运行机制需要拥有相关技术水平的工作人员，就我国煤炭产业的发展现状来看高新技术人员供不应求。第二点液压支架电液控制系统的运行有着极为复杂的机制，不仅要求有相关的技术人员还要求企业制定完善的管理和维护。煤炭开采深入地下，环境复杂潮湿，设备长时间处于这种情况下会出现老化、锈损等问题并且在系统的运转中还要保证液压管路的清洁，各个部分要与支架的生产设计相适应。
3.2地下开采环境限制
由于液压支架的工作环境往往非常恶劣，在其实际的工作过程中，电液控制系统会受到多种不利因素的影响，这就会导致其出现不同程度的故障，进而影响电液控制系统控制功能的充分发挥，给煤炭开采工作的顺利开展造成不利影响。因此，为了能够及时恢复煤炭生产，就要对液压支架电液控制系统的故障进行系统全面地分析，并结合实际的生产要求，采取有针对性的维修技术，进而能够有效排除电液控制系统故障，为煤炭生产的安全进行提供可靠保障。
3.3国内技术水平低
液压支架电液控制系统于20世纪70年代开始投入研发到20世纪90年代技术已经趋于成熟并且在美国、德国、澳大利亚等煤炭产业发达的地区已经得到广泛的推广与应用。液压支架电液控制系统作为未来煤炭开采产业的发展趋势具有极高的技术性，可以弥补现有煤炭采集技术的不足，提高煤炭的开采率促进煤炭产业的快速发展。传统的煤炭开采以人工采集为主，人工成本高危险性大。液压支架电液控制系统实现了自动化程序化与高效化的结合有效改变了成本结构，提升劳动工人形象，改善劳动环境。但是该项技术在我国的发展之路异常坎坷。第一点我国在21世纪初才开始引进该项技术，起步晚，基础差。国内工人技术水平普遍较低难以满足液压支架电液控制系统的广泛应用。
4对策分析
4.1优化电气模块设计
电气模块通过电源控制泵与液压模块相连，是电液控制系统中最大的供电消耗元件，由ABB变频器、电源控制台、PLC设备组件等多个结构性组织构成。其中，操作按钮、电源仪表全部附着在液压控制台表面，以支架性接线柜作为底座组织，可在ABB变频器保持独立工作状态的情况下，吸收液压模块中的电源溶液。PLC设备组件、供电开关、电量放大器则是电气模块的外部接触设备，可按照液压控制台的连接形式，控制液压支架在调节电液控制系统中的接入状态，并通过内部协调、外部协调同时实施的方式，使液压支架电液控制系统达到最佳电子供应状态。
4.2应用智能控制技术
在电液控制系统中应用智能控制技术，即结合智能控制技术优化其控制，这表现为控制过程的很多环节。
其中，模糊控制能够解决控制过程中难以建立液压支架及其相关控制对象控制模型的问题；神经网络能够给控制过程中的不确定性提供比较高的容错度，并且提高适应变化因素的性能；专家控制可以使控制精度提升，提高诊断故障的性能。总之，结合这一系列的智能控制措施，可以大大提升电液控制系统的自动追机拉架、工作面校直找平等能力，也可以在支架在各种姿态情况下依旧确保一系列动作控制的精确度，进一步提升电液控制系统的自动化水平。
4.3重视人才培养
液压支架电液控制系统作为世界煤炭开采的前沿技术，对于操作人员的技术水平有很高要求。液压技术运转具有系统性每个环节之间是相通的，这就需要技术人员能够全面地掌握液压支架电液控制系统的工作原理并且拥有一定的实践经验与理论依据。所以企业要先从技术的智力支持入手提供优质条件大力吸引相关的高新技术人才，采取以一带多的模式对企业内的其他员工定期进行技术培训，最终达到一高多基的效果，一个主要的高新技术人员多个具有基本素养和应对能力的辅助人员组成工作小组，几个工作组试行轮班制对设备进行检修维护。液压支架电液控制系统的最大特点是无人化，将煤炭开采从人力限制中解放出来，逐步淘汰原始的开采模式，大批初级劳动力离开企业。企业要针对剩余劳动力实现高效化的利用，不断提升其技术水平。
4.4选用适宜的设备与工作参数值
通常情况下，各种液压支架电液控制系统所适宜的工作场所有所不同，例如在压力敏感性方面，井下煤矿与露天煤矿存在差别，并且在开采煤矿时，也需要科学设置设备工作参数值，从而确保提高控制效果。液压支架有很多类别，根据煤层倾角，通常划分为大倾角液压支架以及一般液压支架；根据煤层现状，可以划分为大采高支架、中厚煤层支架、薄煤层支架；根据采煤方式，可以划分为一次采全高支架和放顶煤支架。此外，在持续进步的技术影响下，还存在新的超静定液压支架等。在开采煤矿时，如果开采煤层的方向是锐角，那么可以应用一般液压支架，如果开采煤层的方向是钝角，那么可以应用大倾角液压支架。在工作参数上，因为相同矿井的实际工作状态也存在差别，需要结合实际现状调整参数。
4.5提高抗干扰能力
液压支架长期在阴暗潮湿的环境中受到含氧空气的侵蚀和电磁辐射的干扰，其设备具有易坏，检修困难，零部件成本高的特点，所以要想在我国推广液压支架电液控制系统就要有效的提高其抗干扰能力。第一点，针对电磁辐射的干扰工作人员在液压支架安装之前就要明确电气设备的布局，尽量时期远离含氧量多和周围有大型磁场的地带。做到三个尽量：低压设备要尽量远离高压设备，通信电缆要尽量远离动力电缆，通信电缆要尽量先采用双绞屏蔽电缆并屏蔽层接地缩小受到由煤层渗透的有毒有害气体的侵蚀范围，降低设备的损耗程度。第二点，针对地下环境潮湿的状况，可以通过安装滤波器的方式防止电源干扰进入液压支架的控制系统，这是解决电磁波干扰和电子腐蚀的有效途径。尤其在针对对于抑制被电源线直接耦合的电磁干扰的清理方面有高效节约功能。对于设备的维护检修要本着积极主动的态度，出现问题及时处理，在相关联性高的环节既要控制电磁波干扰又要仔细观察乳化液的变化是否受到污染。控制污染也可以提高液压支架电液控制系统的运行效率，减少电磁波的干扰。由于矿井下环境的复杂特殊性，工作人员必须要十分重视液压支架的运行情况，定期检查相关零部件的腐蚀损耗程度，保证其性能的稳定。
4.6强化故障诊断和寿命周期管理
在电液控制系统中，引入液压支架故障诊断和寿命周期管理功能，能有效提高生产效率和保障安全生产。通过检测液压支架和液压管路的压力、流量、应力、形变量等参数，可以对液压支架的故障进行提前判断和预防，进而对将要达到寿命的液压支架和相关元件提前进行替换。
4.7优化液压支架电液控制系统网络搭建
由于液压支架电液控制系统在井下作业时面临着复杂的井下情况，为保障液压支架电液控制系统的安全运行，需要对液压支架电液控制系统所使用的网络进行防护保护。液压支架电液控制系统井下网络需要使用10/100Mbit/s网络与光纤交换机井下主机相连接，使用TCP/IP完成信号的传输。液压支架电液控制系统的地面主控站与井下主机之间及相关配套设备使用CAN总线或是PROFIBUS总线进行连接通信，各支架控制器之间采用双工串行通信方式。利用上述方案建立的液压支架电液控制系统通信网络将具有良好的通信性能和抗干扰性能。双工串行通信充分利用了串行通信“点对点”的传输特性，并在信息中加入数据验证、错位诊断等方式，从而有效地保证了液压支架电液控制系统网络的安全、可靠运行。
结束语
液压支架作为矿井生产安全防护中不可或缺的关键设备，其作业质量对矿井生产综合效益有直接影响。在实际生产中，积极组织专业技术人员，将PLC技术应用到液压支架控制系统中，构建自动化的液压支架电液控制系统，实现支架液压联合控制精准度和自动化程度的显著提升，不仅可以大幅缩短支架状态转换所耗时间，还能够极大地提高液压支架的作业效率和作业可靠性，从而为综采作业面生产的持续安全开展提供坚实保障。
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