【正文】 1 概述 1 國內(nèi)外液壓支架檢驗標準概況 1 液壓支架整架的試驗方法和技術要求 2 我國液壓支架整架試驗裝置概況 4 液壓支架整架試驗臺實行自動化控制的意義 5 課題來源和本文主要工作 62 液壓支架試驗臺測控系統(tǒng)方案設計 6 SZL－1000/300型液壓支架試驗臺簡介 6 試驗臺的用途 6 試驗臺主要技術特性 7 試驗臺主要結(jié)構和系統(tǒng)工作原理 8 現(xiàn)有電控操作臺存在的問題 10 項目改造總體要求和技術參數(shù) 11 總體要求 11 技術參數(shù) 12 測控系統(tǒng)方案設計 12 12 測控系統(tǒng)方案比較 14 總體方案確定 193 系統(tǒng)硬件選型設計 20 PLC選型 20 PLC選型依據(jù) 20 S7300PLC硬件配置 23 PLC各模塊技術參數(shù)： 23 PLC外圍電路硬件選型設計 34 壓力變送器選型 34 斷路器選型 36 38 控制變壓器 39 3選擇開關和指示燈 40 電纜、接線端子選型 404 測試系統(tǒng)軟件設計 40 STEP 40 軟件設計 42 符號表的制定 42 啟動組織塊OB100 42 組織塊OB1 43 外循環(huán)模塊（FC20 Outcycle_Execution） 44 內(nèi)循環(huán)模塊（FC21 Incycle_Execution） 51 模擬量數(shù)據(jù)采集模塊（FC22） 58（FC33 Plc_Wincc） 60 共享數(shù)據(jù)塊DB100和DB110 605 程序調(diào)試 60 程序調(diào)試過程 60 程序調(diào)試示例 61結(jié) 論 63參考文獻 64附錄1 程序符號表和變量表 65附錄2 程序清單 75翻譯部分英文原文 127中文譯文 152致 謝 174摘 要本文是對SZL－1000/300型液壓支架試驗臺的測控系統(tǒng)進行設計說明。SZL－1000/300型液壓支架試驗臺是用于液壓支架型式試驗的大型專用 試驗設備，主要用于液壓支架樣機的強度、耐久性與水平加載試驗。 本次設計的SZL－1000/300型液壓支架試驗臺測控系統(tǒng)，采用西門子S7300可編程控制器實現(xiàn)了液壓支架試驗的內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)的自動/手動控制，并及時準確地把液壓支架試驗過程的泵站系統(tǒng)壓力和加載壓力變化情況以及各電磁閥、電機的工作狀態(tài)傳送到上位機。該測控系統(tǒng)便于操作人員進行過程控制和故障處理，具有狀態(tài)監(jiān)控和故障診斷等功能。關鍵詞：SZL－1000/300。 測控系統(tǒng)；內(nèi)循環(huán)；外循環(huán)；狀態(tài)監(jiān)控；故障診斷ABSTRACT This paper is about the measurement and control system of the SZL1000/300 powered support testbed. The SZL1000/300 powered support testbed is a kind of large special equipment for powered support test which is used for the overload, endurance and level loading tests of the prototype powered support. The measurement and control system of the SZL1000/300 powered support testbed using the SIEMENS S7300 programming controller achieves the manual and automatic control of the incycle and outcycle in the powered support test. It also can transmit the change of the pump pressure, the loading pressure and the states of the motors and electromagnetic valves to PC timely and exactly. So the operator can control the test process and deal with the troubles easily. This measurement and control system has the function of the states supervise and troubles diagnose.Keywords: SZL1000/300。 the measurement and control system。 incycle Outcycle。 states supervise。 troubles diagnose.1 概述 液壓支架是綜采工作面中的關鍵設備之一。它主要用來對頂板進行支撐和管理，以防止工作面空間的頂板冒落，從而保證工作面內(nèi)機器和人員的安全生產(chǎn)。高產(chǎn)高效綜采技術的迅速發(fā)展，迫切要求液壓支架在井下具有較高的可靠性和安全性。因此液壓支架在投入使用之前對其進行整架性能測試，對保證綜采工作面安全生產(chǎn)，避免或減少使用中出現(xiàn)的重大問題和重大經(jīng)濟損失有著重要的意義。 國內(nèi)外液壓支架檢驗標準概況為保證液壓支架在井下使用的安全和可靠性，目前世界各主要產(chǎn)煤國家都制定了液壓支架型式試驗（或產(chǎn)品檢驗）的標準。通常規(guī)定一種新型號的支架在投入使用之前必須通過國家指定的專門機構對支架樣機進行型式試驗，取得技術認證（合格）報告。國際上最具有代表性的液壓支架試驗標準是英國于1976年制定的《液壓支架試驗規(guī)范》和原西德于1977年制定的《液壓支架規(guī)程》，原蘇聯(lián)和波蘭等國的液壓支架試驗標準。90年代后歐洲由德國、波蘭和英國為主開始制定統(tǒng)一的新標準（草案）《液壓支架的安全性要求》，并于1995年1月正式試行。由于歐洲標準綜合了世界上最早研制液壓支架的英、德等主要產(chǎn)煤國家德標準，在世界上有很大的影響和權威性。我國于70年代開始制定液壓支架試驗規(guī)范，經(jīng)過逐步完善，于1984年正式發(fā)布MT86－84《液壓支架試驗規(guī)范》。90年代初開始對MT86－84進行修訂，于1992年頒布了行業(yè)標準MT312－1992《液壓支架通用技術條件》，通過對該標準的貫徹，我國生產(chǎn)的液壓支架在井下使用效果明顯，綜采產(chǎn)量有了大幅度的提高。但是隨著綜采產(chǎn)量的大幅度提高，對液壓支架的要求也越來越高。不少礦務局提出的試驗次數(shù)已超出MT312－1992標準。近些年來，我國綜采設備相繼在國外中標，綜采設備已出口多個國家，這就要求我國液壓支架通用技術條件和國外標準接軌。對此，我國于2000年在MT312－1992的基礎上進行修改后，制定了MT312－2000，于2001年5月1日實施。該標準具有科學性，體現(xiàn)了液壓支架在各種地質(zhì)條件工作時受力狀況，參照了印度、英國、德國、歐洲共同體等國家和國際組織的液壓支架試驗規(guī)范，試驗項目和難度同上述國家基本相同。但我國的耐久性試驗次數(shù)與這些國家還存在著差距。由下表可以看出：表1－1項目耐久性試驗次數(shù)中國標準17500印度標準37000德國標準40000英國標準37000通過這幾年的MT312－2000標準的實施，液壓支架技術不論在設計還是在生產(chǎn)加工上都得到了迅速的發(fā)展。我國液壓支架已出口美國、印度、土耳其、俄羅斯等多個國家。 液壓支架整架的試驗方法和技術要求根據(jù)中華人民共和國煤炭行為最新標準MT312—2000(即液壓支架的通用技術條件)的規(guī)定，液壓支架的整架試驗項目分為三個方面，即性能測試、強度測試以及耐久性試驗。液壓支架的性能測試包括外觀質(zhì)量要求、操作性能、密封性能、支護性能、適應性能。MT312—2000對每一項試驗都作了明確的技術要求。1． 外觀質(zhì)量要求支架的零部件和管路系統(tǒng)應按圖樣規(guī)定的位置安裝，連接可靠，排列整齊、美觀。支架上有明顯表示支架各種動作操作的指示標牌。支架外表面應涂漆，漆層應均勻，無漏涂、起泡、脫皮、裂紋等缺陷。外露焊縫應符合MT/T587的規(guī)定。鑄件外觀應符合一般工程用鑄造碳鋼件的國家標準。鍛件外觀應符合國家有關鋼質(zhì)模鍛件的規(guī)定。外露鍍鉻層應符合液壓支架立柱技術條件中的規(guī)定。支架最小高度和最大高度的高度偏差為177。50mm，支架最小寬度和最大寬度的寬度偏差為177。20mm。2．操作性能支架應操作方便，各運動部件動作準確、靈活、無滯澀、別卡、干涉等現(xiàn)象。在支架的額定供液壓力與流量下，支架完成降柱－移架－升柱動作的循環(huán)時間應滿足設計要求。 3．密封性能立柱及前梁千斤頂?shù)幕钊辉陬~定工作壓力的90％時，穩(wěn)壓5min，壓力不得下降。立柱的活柱外伸至全行程的2/3處，自然狀態(tài)下放置16h，活塞桿回縮量不得大于2mm。前梁千斤頂活塞桿伸至全行程的2/3處，自然狀態(tài)下放置16h，活塞桿伸縮量不得大于2mm。在額定供液壓力下，按支架規(guī)定動作操作，各液壓元件不得出現(xiàn)滲漏。4．支護性能在額定供液壓力下，支架初撐力應不小于其額定工作壓力的90％。前梁千斤頂和平衡千斤頂工作腔，應不大于其額定工作壓力的110％，關閉壓力應不小于額定工作壓力的90％。支架工作壓力應不大于額定工作壓力的110％，不小于額定供液壓力的90％。5．適應性能移架機構在收回位置，推桿在水平狀態(tài)下，連續(xù)頭與配套輸送機的連接孔向上抬起量不得小于200mm（薄煤層不小于100mm），下落量應不小于60mm。支架處于最大高度時，頂梁的擺動俯角不小于15176。底座對底板比壓有特殊要求的支架，應進行比壓測定。 6．強度測試強度試驗是模擬井下各種危險工況對支架進行加載，是對支架的設計和制造質(zhì)量檢驗的重要方式。試驗前測定頂梁上平面、底座下邊緣的原始撓曲度，以及頂梁中心線相對底座中心線在水平方向上的偏移量（支架處于自由狀態(tài)，在底座前端測量），試驗高度為支架最大高度減去支架行程的1/3。頂梁偏載試驗時，支架高度為最低高度加300mm，每種強度試驗加載3次，每次均保壓5分鐘，主要包括對主體結(jié)構件（頂梁、底座、柱窩以及水平加載）和輔助機構結(jié)構件（頂梁側(cè)護板、平衡千斤頂、前梁、護幫板等）試驗。加載項目近20種。7. 耐久性能試驗 耐久性能試驗是在其他試驗（水平加載強度試驗除外）全部合格后進行。循環(huán)采用內(nèi)加載方式，耐久性能測試是保證液壓支架在井下多年連續(xù)使用，結(jié)構件不進行大修的必備條件。耐久性能試驗測量方法與強度試驗相同。每500次檢查一次。