CN108468543B - 综采工作面及两巷设备的协同控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种综采工作面及两巷设备的协同控制方法及系统,其方法中,将工作面的生产过程划分为多个工艺阶段,将每一工艺阶段下每一被控设备应执行的动作与工艺阶段的标识关联后进行存储;其中所述被控设备包括工作面设备和与需要与工作面设备联动工作的两巷设备,之后在每一工艺阶段自动控制工作面设备和需要与工作面设备联动工作的两巷设备协同工作,从而实现各子电液控系统联动控制,工作面协同推进。
Description
技术领域
本发明涉及一种综采工作面控制系统,具体涉及一种综采工作面及两巷设备的协同控制方法及系统。
背景技术
随着综采工作面技术的发展,限制煤矿快速、高效、自动化、智能化开采的阻碍由工作面内部逐渐向两巷延伸。与综采工作面液压支架电液控制系统自动化、智能化控制方式相比而言,煤矿顺槽巷道支护与辅助运输设备,以及工作面与两巷(材料巷和运输巷)的设备快速协同推进已成为严重制约煤矿生产发展的薄弱环节随着技术的不断进步。
目前主要有三种种协同工作方式,其中一种是人工就地控制方式,这种方式工作效率低、工人劳动强度大,而且对于人员安全有着很大威胁。第二种是,利用电液控制系统基本可实现设备的机械化、自动化控制,但是电液控系统要求不同类型设备之间相对独立,造成各类型设备的电液控子系统存在信息孤岛,无法与其他子系统建立通信,实现数据通信;还有一种是将个别设备电液控系统,如转载机电液控自移系统,与工作面液压支架电液控系统通过系统总线连接在一起,实现了转载机自移与工作面端头支架联动控制推进。这种方式尽管在一定程度上实现了转载机与工作面液压支架间的协同推进,但两类设备的电液控子系统独立性受到很大程度的影响,不但增加了各自电液控系统程序的复杂性,同时两子系统的数据通信链路连接在一起,也对系统的安全性造成一定的隐患。
发明内容
本发明旨在提供一种综采工作面及两巷设备的协同控制方法及系统,以解决现有技术中协同工作方式存在的如上问题。
本发明提供一种综采工作面及两巷设备的协同控制方法,包括如下步骤:
将综采工作面的生产过程划分为多个工艺阶段,不同工艺阶段具有不同的阶段标识;
将每一工艺阶段下每一被控设备应执行的动作与工艺阶段的标识关联后进行存储;其中所述被控设备包括工作面设备和与需要与工作面设备联动工作的两巷设备;
在生产过程中,实时获取采煤机的运行位置及开采方向,并据此确定生产过程所处的工艺阶段的阶段标识;
根据生产过程所处工艺阶段的阶段标识,确定每一被控设备应执行的动作;
发送用于控制每一被控设备按照应执行的动作运行的控制指令,针对不同被控设备的控制指令具有不同的指令标识。
优选地,上述的综采工作面及两巷设备的协同控制方法中,将综采工作面的生产过程划分为多个工艺阶段,不同工艺阶段具有不同的标识的步骤中:
根据工作面开采过程,确定在理论情况下采煤机的理论运行位置;
结合工作面中液压支架的安装位置及所述采煤机的理论运行位置,将综采工作面的生产过程划分为多个工艺阶段。
本发明提供一种存储介质,所述存储介质中存储有计算机指令信息,计算机执行所述计算机指令信息时能够执行上述的综采工作面及两巷设备的协同控制方法。
本发明还提供一种电子设备,包括至少一个处理器;以及,与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1或2所述的综采工作面及两巷设备的协同控制方法。
基于同一发明构思,本发明还提供一种综采工作面及两巷设备的协同控制系统,包括主控上位机、以太网通信平台、被控设备控制器,其中:
所述主控上位机,用于执行:
将综采工作面的生产过程划分为多个工艺阶段,不同工艺阶段具有不同的标识;
将每一工艺阶段下每一被控设备应执行的动作与工艺阶段的标识关联后进行存储;其中所述被控设备包括工作面设备和与需要与工作面设备联动工作的两巷设备;
在生产过程中,实时获取采煤机的运行位置及开采方向,并据此确定生产过程所处的工艺阶段的标识;
根据生产过程所处工艺阶段的标识,确定每一被控设备应执行的动作;
发送用于控制每一被控设备按照应执行的动作运行的控制指令,针对不同被控设备的控制指令具有不同的指令标识;
所述以太网平台,接收所述主控上位机发送的控制指令,并依据指令标识将不同的控制指令发送至对应的被控设备控制器;
所述被控设备控制器,接收所述以太网平台发送的控制指令,控制被控设备按应执行的动作运行。
优选地,上述的综采工作面及两巷设备的协同控制系统中,还包括:
信号转换设备,连接于所述以太网通信平台和所述被控设备控制器之间,将所述以太网通信平台发送的控制指令转换为适于所述设备控制器接收的指令信号。
优选地,上述的综采工作面及两巷设备的协同控制系统中,所述主控上位机,根据工作面开采过程,确定在理论情况下采煤机的理论运行位置;结合工作面中液压支架的安装位置及所述采煤机的理论运行位置,将综采工作面的生产过程划分为多个工艺阶段。
优选地,上述的综采工作面及两巷设备的协同控制系统中,不同的被控设备控制器相互独立地与所述通信平台通信连接。
优选地,上述的综采工作面及两巷设备的协同控制系统中,所述信号转换设备的数量为多个;不同的被控设备控制器,分别通过不同的信号转换设备相互独立地与所述通信平台通信连接。
本发明提供的上述技术方案,与现有技术相比,至少具有以下有益效果:
本发明提供了一种综采工作面及两巷设备的协同控制方法及系统,其方法中,将工作面的生产过程划分为多个工艺阶段,将每一工艺阶段下每一被控设备应执行的动作与工艺阶段的标识关联后进行存储;其中所述被控设备包括工作面设备和与需要与工作面设备联动工作的两巷设备,之后在每一工艺阶段自动控制工作面设备和需要与工作面设备联动工作的两巷设备协同工作,从而实现各子电液控系统联动控制,工作面协同推进。
附图说明
图1为本发明实施例所述综采工作面及两巷设备的协同控制方法的流程图;
图2为本发明实施例所述综采工作面及两巷设备的协同控制系统的结构示意图;
图3为本发明一个具体应用示例下协同控制系统的结构示意图;
图4为图3所示系统中不同支架所在区域位置及编号的示意图。
具体实施方式
下面将结合本实施例中附图1-4,对本发明中的技术方案进行示例描述。在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明的简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中,术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
本实施例提供一种综采工作面及两巷设备的协同控制方法,可应用于综采工作面的控制系统中,如图1所示,包括如下步骤:
S1:将综采工作面的生产过程划分为多个工艺阶段,不同工艺阶段具有不同的阶段标识;在划分工艺阶段时,可以依据综采工作面的实际开采过程中的特点来划分,因为开采过程中采煤机的运行过程是可以预知的,划分后的工艺阶段中采煤机的运行位置也应该是可以预估的,因此后期可以依据采煤机的位置来判断开采过程进行到哪一工艺阶段。基于上述原理,为了能够得到更准确的判断结果,本步骤中可以直接根据工作面开采过程中采煤机的运行特点来对工艺阶段进行划分,因此本步骤可以通过如下方式来实现:根据工作面开采过程,确定在理论情况下采煤机的理论运行位置;结合工作面中液压支架的安装位置及所述采煤机的理论运行位置,将综采工作面的生产过程划分为多个工艺阶段。阶段标识是用于区分不同工艺阶段的,只需要保证不同的工艺阶段具有不同的阶段标识即可,例如不同的阿拉伯数字、不同的字母、不同的特殊符号等均可作为阶段标识,不同的阶段标识还能够区分工艺阶段的前后顺序。
S2:将每一工艺阶段下每一被控设备应执行的动作与工艺阶段的标识关联后进行存储;其中所述被控设备包括工作面设备和与需要与工作面设备联动工作的两巷设备;因为在每一工艺阶段下,综采工作面的设备均有其开采动作,相应的需要与其进行协同工作的两巷设备的工作方式也是可以预知的,本步骤中就是将这一协同配合的过程写入到计算机控制逻辑中,保证在每到达一个工艺阶段时能够根据预设的控制逻辑自动控制工作面设备和两巷设备协同推进。
S3:在生产过程中,实时获取采煤机的运行位置及开采方向,并据此确定生产过程所处的工艺阶段的阶段标识;如前所述,在划分工艺阶段的过程中,不同的工艺阶段下采煤机的位置信息应该是可以预先获得并存储的,因此在实际生产时,就能够采煤机的位置信息判断当前生产过程所处的工艺阶段。
S4:根据生产过程所处工艺阶段的阶段标识,确定每一被控设备应执行的动作;已经将被控设备应执行的动作和阶段标识进行关联存储了,一旦确定阶段标识后,就能够确定被控设备应执行的动作。
S5:发送用于控制每一被控设备按照应执行的动作运行的控制指令,针对不同被控设备的控制指令具有不同的指令标识。
本实施例的上述方案,将工作面的生产过程划分为多个工艺阶段,将每一工艺阶段下每一被控设备应执行的动作与工艺阶段的标识关联后进行存储;其中所述被控设备包括工作面设备和与需要与工作面设备联动工作的两巷设备,之后在每一工艺阶段自动控制工作面设备和需要与工作面设备联动工作的两巷设备协同工作,从而实现各子电液控系统联动控制,工作面协同推进。
实施例2
本实施例提供了一种存储介质,存储介质存储计算机指令,当计算机执行计算机指令时,用于执行如前所述的综采工作面及两巷设备的协同控制方法的所有步骤。
实施例3
本实施例一种电子设备,包括至少一个处理器;以及,与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行如前所述的综采工作面及两巷设备的协同控制方法的所有步骤。
实施例2
本实施例提供一种综采工作面及两巷设备的协同控制系统,如图2所示,包括主控上位机1、以太网通信平台2、被控设备控制器,如图所示,被控设备控制器可以包括工作面设备以及两巷设备的控制器,例如:自移设备列车电液控制器组件301,工作面液压支架电业控制器组件302,超前支架电液控制器组件303,转载机自移电液控制器组件304,两巷辅助设备电液控制器组件305。其中:
所述主控上位机1,用于执行:
将综采工作面的生产过程划分为多个工艺阶段,不同工艺阶段具有不同的标识;在划分工艺阶段时,可以依据综采工作面的实际开采过程中的特点来划分,因为开采过程中采煤机的运行过程是可以预知的,划分后的工艺阶段中采煤机的运行位置也应该是可以预估的,因此后期可以依据采煤机的位置来判断开采过程进行到哪一工艺阶段。基于上述原理,为了能够得到更准确的判断结果,本步骤中可以直接根据工作面开采过程中采煤机的运行特点来对工艺阶段进行划分,因此本步骤可以通过如下方式来实现:根据工作面开采过程,确定在理论情况下采煤机的理论运行位置;结合工作面中液压支架的安装位置及所述采煤机的理论运行位置,将综采工作面的生产过程划分为多个工艺阶段。阶段标识是用于区分不同工艺阶段的,只需要保证不同的工艺阶段具有不同的阶段标识即可,例如不同的阿拉伯数字、不同的字母、不同的特殊符号等均可作为阶段标识,不同的阶段标识还能够区分工艺阶段的前后顺序。
将每一工艺阶段下每一被控设备应执行的动作与工艺阶段的标识关联后进行存储;其中所述被控设备包括工作面设备和与需要与工作面设备联动工作的两巷设备;因为在每一工艺阶段下,综采工作面的设备均有其开采动作,相应的需要与其进行协同工作的两巷设备的工作方式也是可以预知的,本步骤中就是将这一协同配合的过程写入到计算机控制逻辑中,保证在每到达一个工艺阶段时能够根据预设的控制逻辑自动控制工作面设备和两巷设备协同推进。
在生产过程中,实时获取采煤机的运行位置及开采方向,并据此确定生产过程所处的工艺阶段的标识;如前所述,在划分工艺阶段的过程中,不同的工艺阶段下采煤机的位置信息应该是可以预先获得并存储的,因此在实际生产时,就能够采煤机的位置信息判断当前生产过程所处的工艺阶段。
根据生产过程所处工艺阶段的标识,确定每一被控设备应执行的动作;已经将被控设备应执行的动作和阶段标识进行关联存储了,一旦确定阶段标识后,就能够确定被控设备应执行的动作。
发送用于控制每一被控设备按照应执行的动作运行的控制指令至以太网通信平台,针对不同被控设备的控制指令具有不同的指令标识。因为阶段标识和每一被控设备应该执行的动作已经形成自动控制逻辑进行存储,因此可直接根据该控制逻辑确定每一被控设备应该执行的动作及应发送给每一被控设备的控制指令。被控设备在控制指令下可自动按照应执行的动作运行。
所述以太网平台2,接收所述主控上位机1发送的控制指令,并依据指令标识将不同的控制指令发送至对应的被控设备控制器;如图所示,在以太网通信平台2与被控设备控制器之间还可以包括信号转换设备4,信号转换设备4将以太网通信平台2发送的控制指令转换为适于被控设备控制器接收的指令信号,发送至被控设备控制器的数据传输总线上之后传输至被控设备控制器,也即信号转换设备4既实现以太网通信平台的搭建,又起到了以太网通信平台到电液控制系统总线控制指令信号的转换。通过在工作面及顺槽两巷搭建以太网通信平台或利用已有以太网传输通道,将工作面液压支架电液控系统与两巷支护设备电液控系统、两巷辅助运输设备,如转载机自移电液控系统、皮带机尾自移电液控制系统、自移设备列车电液控制系统等,融合为统一的控制系统。
所述被控设备控制器,接收所述信号转换器4发送的控制指令,控制被控设备按应执行的动作运行。工作面与两巷各类设备的电液控制系统通过以太网通信平台统一为一个整体的协同控制系统。这样各类型设备不仅保持了电液控系统的独立性,而且可以通过协调控制上位机实现各系统间的联动协调控制。
下面以图3所示的综采工作面及两巷设备协同推进工作的情况为具体示例进一步详细说明。如图3所示,工作面与两巷各类设备的电液控制系统通过以太网通信平台统一为一个整体的协同控制系统。这样各类型设备不仅保持了电液控系统的独立性,而且可以通过主控上位机实现各设备的联动协调控制。主控上位机实现对工作面液压支架运行工艺阶段的检测与识别,当工作面按照生产工艺推进至每一工艺阶段或者不同工艺节点之间交接的关键点时,主控上位机根据预先存储的控制逻辑发出控制指令,通过以太网通信平台将相关控制指令发送给指定的电液控制设备的控制器。
首先主控上位机将综采工作面生产过程提炼为连续的多个不同生产工艺阶段,在实际生产过程中,以采煤机运行位置及开采方向为判断依据,实现生产工艺阶段自动识别并转换,初始生产工艺阶段可以通过人工进行确定,工艺阶段转换点被认为是煤机运行的关键点。当煤机运行到关键点后,启动本阶段自动化控制逻辑,按照不同生产工艺阶段生产控制流程,实现相关区域的设备自动化控制。
在生产过程中,由于相关设备间通过推移千斤顶连接,生产控制时中需要关联控制,整体推进。主控计算机将各阶段过程中各类设备需要执行的控制流程转化为协同控制逻辑算法,当采煤机按照生产工艺开采运行到生产工艺关键点,触发下一阶段控制过程。主控计算机将控制指令发送给相关设备,从进而实现相关联设备的整体联动控制。本方案中以表1的形式存储不同设备之间的协同控制逻辑。需要说明的是,其中的工作面设备的控制逻辑与现有技术基本相同,并未在下表中示出。下表中仅示出了需要与工作面设备协同控制的设备应执行的动作。
表1-协同控制逻辑表
如上表所示,以工艺阶段3为例进行说明,在工艺阶段3中,工作面设备正常运行,而需要与之协同配合的设备包括材料巷超前支架,其中给出了材料巷超前支架的位置关系,需要执行的动作是1、2#顺序前移控制;4、5、8#顺序前移控制;3、6、7#顺序前移控制;那么主控上位机只需要将控制1-8这八个超前支架迁移控制的控制指令按照这一顺序依次发送至对应的控制器即可。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种综采工作面及两巷设备的协同控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
将综采工作面的生产过程划分为多个工艺阶段,不同工艺阶段具有不同的阶段标识;
将每一工艺阶段下每一被控设备应执行的动作与工艺阶段的标识关联后进行存储;其中所述被控设备包括工作面设备和需要与工作面设备联动工作的两巷设备,若被控设备间通过推移千斤顶连接,则被控设备需要联动工作;
在生产过程中,实时获取采煤机的运行位置及开采方向,并据此确定生产过程所处的工艺阶段的阶段标识;
对工作面液压支架运行工艺阶段的检测与识别,当工作面按照生产工艺推进至每一工艺阶段时,根据生产过程所处工艺阶段的阶段标识,确定每一被控设备应执行的动作;发送用于控制每一被控设备按照应执行的动作运行的控制指令,针对不同被控设备的控制指令具有不同的指令标识;被控设备在控制指令下可自动按照应执行的动作运行。
2.根据权利要求1所述的综采工作面及两巷设备的协同控制方法,其特征在于,将综采工作面的生产过程划分为多个工艺阶段,不同工艺阶段具有不同的标识的步骤中:
根据工作面开采过程,确定在理论情况下采煤机的理论运行位置;
结合工作面中液压支架的安装位置及所述采煤机的理论运行位置,将综采工作面的生产过程划分为多个工艺阶段。
3.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质中存储有计算机指令信息,计算机执行所述计算机指令信息时能够执行权利要求1或2所述的综采工作面及两巷设备的协同控制方法。
4.一种电子设备,其特征在于,包括至少一个处理器;以及,与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1或2所述的综采工作面及两巷设备的协同控制方法。
5.一种综采工作面及两巷设备的协同控制系统,其特征在于,包括主控上位机、以太网通信平台、被控设备控制器,其中:
所述主控上位机,用于执行:
将综采工作面的生产过程划分为多个工艺阶段,不同工艺阶段具有不同的标识;
将每一工艺阶段下每一被控设备应执行的动作与工艺阶段的标识关联后进行存储;其中所述被控设备包括工作面设备和需要与工作面设备联动工作的两巷设备,若被控设备间通过推移千斤顶连接,则被控设备需要联动工作;
在生产过程中,实时获取采煤机的运行位置及开采方向,并据此确定生产过程所处的工艺阶段的标识;
对工作面液压支架运行工艺阶段的检测与识别,当工作面按照生产工艺推进至每一工艺阶段时,根据生产过程所处工艺阶段的标识,确定每一被控设备应执行的动作;
发送用于控制每一被控设备按照应执行的动作运行的控制指令,针对不同被控设备的控制指令具有不同的指令标识;
所述以太网通信平台,接收所述主控上位机发送的控制指令,并依据指令标识将不同的控制指令发送至对应的被控设备控制器;
所述被控设备控制器,接收所述以太网通信平台发送的控制指令,控制被控设备按应执行的动作运行。
6.根据权利要求5所述的综采工作面及两巷设备的协同控制系统,其特征在于,还包括:
信号转换设备,连接于所述以太网通信平台和所述被控设备控制器之间,将所述以太网通信平台发送的控制指令转换为适于所述被控设备控制器接收的指令信号。
7.根据权利要求6所述的综采工作面及两巷设备的协同控制系统,其特征在于:
所述主控上位机,根据工作面开采过程,确定在理论情况下采煤机的理论运行位置;结合工作面中液压支架的安装位置及所述采煤机的理论运行位置,将综采工作面的生产过程划分为多个工艺阶段。
8.根据权利要求7所述的综采工作面及两巷设备的协同控制系统,其特征在于:
不同的被控设备控制器相互独立地与所述以太网通信平台通信连接。
9.根据权利要求8所述的综采工作面及两巷设备的协同控制系统,其特征在于:
所述信号转换设备的数量为多个;
不同的被控设备控制器,分别通过不同的信号转换设备相互独立地与所述以太网通信平台通信连接。
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CN108468543A (zh) | 2018-08-31 |
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