[发明专利]采场矿压机械模拟实验台伺服控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种采场矿压机械模拟实验台伺服控制系统，它是一种集散控制系统，该集散控制系统由工业控制计算机组成的操作站和由控制模板、交换机、I/O模板组成的控制站共同构成，操作站与控制站通过控制站的交换机组成系统网络，控制站将采集的实验数据进行控制运算、并通过交换机向操作站上传实时实验数据；其特征在于：

控制站的I/O模板连接在模拟实验台每个压力变送器和电磁阀上，构成模拟实验台的模拟煤层气囊的闭环控制回路；

控制站的I/O模板连接在模拟实验台每个位移传感器和减速电机上，构成模拟实验台的模拟采高升降装置的闭环控制回路；

控制站的I/O模板连接在模拟实验台模拟老顶裂断位置的每个电磁铁上，构成模拟实验台的模拟老顶模型块的顺序开环控制回路。

2.一种如权利要求1所述控制系统进行煤层的开采以及开采过程中煤层弹性模量变化的模拟实验控制方法，其特征在于：

第一步：操作站为每个模拟煤层的气囊设置初始充气压力值和N组放气压力值；N值根据模拟煤层不同弹性模量变化的次数确定；

第二步：操作站发出充气指令，使充气泵逐一向每个模拟煤层的气囊充气，当达到初始充气压力值时，控制站通过气动电磁阀自动关断充气回路，使模拟煤层处于未开采状态；

第三步：实验开始，操作站发出指令，使控制站通过气动电磁阀依次对模拟煤层的气囊放气，并实时采集当前每个气囊压力与相应的设置放气压力进行比较，当达到设置放气压力时停止放气；此时模拟煤层的开采过程；

第三步：操作站继续发出指令，使控制站通过气动电磁阀依次对模拟煤层的气囊继续放气，当气囊的压力值为零时，为该模拟煤层的开采完毕状态。

3.一种如权利要求1所述控制系统进行煤层开采过程中采高以及老顶触矸点的模拟实验控制方法，其特征在于：

第一步：操作站为每套模拟采高的升降装置设置开采高度和触矸点高度；

第二步：操作站根据不同推进步距发出调整采高指令或调整触矸点高度指令，使控制站依次启动各模拟采高升降装置的闭环控制回路，模拟采高升降装置动作，位移传感器实时采集当前高度，并与相应的设置高度比较，当达到设置高度时停止调整，等待下次调整指令；

4.一种如权利要求1所述控制系统进行煤层开采过程中老顶岩梁各裂断位置的模拟实验控制方法，其特征在于：

第一步：操作站发出指令，使控制系统为老顶岩梁每个断裂点的电磁铁上电，等待实验；

第二步：操作站根据不同推进步距发出电磁铁裂断指令指令，由控制站依次使老顶岩梁各断裂点的电磁铁顺序断电，模拟出老顶岩梁各裂断位置。