CN110145353A - 一种基于rfid的自动化放煤控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于RFID的自动化放煤控制系统及方法。所述系统包括：RFID标签、RFID读卡器、中心计算机、支架、支架控制器和刮板输送机；RFID标签和RFID读卡器均为多个；多个RFID标签布设在煤矸界面的钻孔内和顶煤不同层位的钻孔内，并随矸石和顶煤移动，或者多个RFID标签布设在煤矸界面的钻孔内，并随矸石移动；多个RFID读卡器设置在支架的尾梁上，或设置在刮板输送机上；中心计算机与RFID读卡器电连接；支架控制器与中心计算机电连接；支架控制器还与支架电连接，以控制支架开启或关闭放煤口。采用本发明的系统或方法，能够极大地简化现有的自动化放煤控制系统，同时提高顶煤采出率，降低顶煤含矸率。
Description
技术领域
本发明涉及井工煤矿放顶煤开采技术领域，特别是涉及一种基于RFID的自动化放煤控制系统及方法。
背景技术
目前，在井工煤矿放顶煤开采工艺中，主要依赖人工进行放煤，工人较多依赖经验和煤矸流动时的声音来判断是否终止放煤，放煤操作存在着随机性，经常导致顶煤放出率低和顶煤含矸率高。同时，放煤过程会产生大量粉尘和瓦斯，易对工人产生职业伤害。
基于上述原因，越来越多的放顶煤工作面尝试采用自动化放煤控制系统取代人工放煤，实现放煤过程的自动化控制。现有的自动化放煤控制系统主要存在以下缺点：自动化放煤控制系统较为复杂，工程应用仍不成熟；自动化放煤理论主要是通过对煤及矸石冲击震动、光学及声学特征进行信号的提取、处理，进而对煤及矸石进行辨识，间接地判断矸石是否到达液压支架放煤口，从而确定关闭放煤口的时机，然而，由于煤矸冲击支架掩护梁具有随机性，存在矸石未接触支架已经放出的情况，并且当煤层中存在夹矸时，很容易出现放煤口过早关闭的情况，导致顶煤采出率较低，含矸率较高；此外，支架后方光线较弱、煤及矸石在颜色上相近、视频设备经常处于被矿尘覆盖状态，使得在实际生产中对煤矸的辨识程度较低，因此通过煤矸冲击震动及光学等特性的不同进行煤矸识别存在很大的缺陷及不足。
发明内容
基于此，有必要提供一种基于RFID的自动化放煤控制系统及方法，以实现在简化自动化放煤控制系统的同时，提高顶煤采出率，降低含矸率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种基于RFID的自动化放煤控制系统，包括：RFID标签、RFID读卡器、中心计算机、支架、支架控制器和刮板输送机；
所述RFID标签和所述RFID读卡器均为多个；多个所述RFID标签布设在煤矸界面的钻孔内和顶煤不同层位的钻孔内，并随矸石和顶煤移动；多个所述RFID读卡器设置在所述支架的尾梁上，或设置在所述刮板输送机上；所述中心计算机与所述RFID读卡器电连接；所述支架控制器与所述中心计算机电连接；所述支架控制器还与所述支架电连接，以控制所述支架开启或关闭放煤口。
可选的，多个所述RFID标签均匀布设在煤矸界面的钻孔内和顶煤不同层位的钻孔内，并随矸石和顶煤移动。
可选的，所述RFID标签为有源RFID标签或无源RFID标签。
可选的，所述中心计算机与所述RFID读卡器通过有线或无线的方式电连接。
可选的，所述支架控制器与所述中心计算机通过有线或无线的方式电连接。
本发明还提供了一种基于RFID的自动化放煤控制系统，包括：RFID标签、RFID读卡器、中心计算机、支架、支架控制器和刮板输送机；
所述RFID标签和所述RFID读卡器均为多个；多个所述RFID标签布设在煤矸界面的钻孔内，并随矸石移动；多个所述RFID读卡器设置在所述支架的尾梁上，或设置在所述刮板输送机上；所述中心计算机与所述RFID读卡器电连接；所述支架控制器与所述中心计算机电连接；所述支架控制器还与所述支架电连接，以控制所述支架开启或关闭放煤口。
可选的，多个所述RFID标签均匀布设在所述煤矸界面的钻孔内，并随矸石移动。
本发明还提供了一种基于RFID的自动化放煤控制方法，所述方法包括：
控制支架开启放煤口，开始放煤；
当接收到RFID读卡器发送的RFID标签的ID信息时，确定与所述ID信息对应的RFID标签的布设位置；
依据所述布设位置和支架的预设放煤量，确定是否关闭所述放煤口。
可选的，依据所述布设位置和支架的预设放煤量，确定是否关闭所述放煤口，具体包括：
当所述布设位置与所述预设放煤量对应的高度位置一致时，则向支架控制器发出关闭放煤口控制指令，所述支架控制器控制所述支架关闭所述放煤口；否则，不关闭所述放煤口。
本发明还提供了一种基于RFID的自动化放煤控制方法，所述方法包括：
控制支架开启放煤口，开始放煤；
当接收到RFID读卡器发送的RFID标签的ID信息时，向支架控制器发出关闭放煤口控制指令，所述支架控制器控制所述支架关闭所述放煤口；否则，不关闭所述放煤口。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提出了一种基于RFID的自动化放煤控制系统及方法。所述系统包括：RFID标签、RFID读卡器、中心计算机、支架、支架控制器和刮板输送机；RFID标签和RFID读卡器均为多个；多个RFID标签布设在煤矸界面的钻孔内和顶煤不同层位的钻孔内，并随矸石和顶煤移动，或者多个RFID标签布设在煤矸界面的钻孔内，并随矸石移动；多个RFID读卡器设置在支架的尾梁上，或设置在刮板输送机上；中心计算机与RFID读卡器电连接；支架控制器与中心计算机电连接；支架控制器还与支架电连接，以控制支架开启或关闭放煤口。采用本发明的系统或方法，能够确定矸石到达刮板输送机的时机，从而准确确定放煤口的关闭时机，从而极大地降低了现有自动化放煤控制系统的复杂性，同时提高了顶煤采出率，降低了含矸率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1一种基于RFID的自动化放煤控制系统的结构示意图；
图2为本发明实施例2一种基于RFID的自动化放煤控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
图1为本发明实施例1一种基于RFID的自动化放煤控制系统的结构示意图。
参见图1，实施例的基于RFID的自动化放煤控制系统，包括：RFID标签1、RFID读卡器2、中心计算机3、支架4、支架控制器5和刮板输送机6；所述RFID标签1和所述RFID读卡器2均为多个；多个所述RFID标签1布设在煤矸界面A的钻孔内和顶煤不同层位(图1中仅仅示出顶煤某一层位)的钻孔内，并随矸石和顶煤移动，煤矸界面A以上为矸石层a，以下为煤层b；多个所述RFID读卡器2设置在所述支架4的尾梁上，或设置在所述刮板输送机6上，用于读取所述RFID标签1的ID信息，并将所述ID信息发送至所述中心计算机3；所述中心计算机3与所述RFID读卡器2电连接，用于接收所述RFID读卡器2发送的RFID标签1的ID信息，并对ID信息进行处理，根据处理结果向支架控制器5发送关闭放煤口指令；所述支架控制器5与所述中心计算机3电连接；所述支架控制器5还与所述支架4电连接，用于根据所述关闭放煤口指令关闭放煤口；所述支架控制器5还用于当需要开始放煤时，控制所述支架4开启放煤口。
作为一种可选的实施方式，多个所述RFID标签1按一定间隔均匀布设在煤矸界面A的钻孔内和顶煤不同层位的钻孔内，并随矸石和顶煤移动。多个所述RFID读卡器2按一定间隔均匀设置在所述支架4的尾梁上，或均匀设置在所述刮板输送机6上。
作为一种可选的实施方式，所述RFID标签1为有源RFID标签1或无源RFID标签1。
作为一种可选的实施方式，所述中心计算机3与所述RFID读卡器2通过有线或无线的方式电连接。所述支架控制器5与所述中心计算机3通过有线或无线的方式电连接。
实施例2
图2为本发明实施例2一种基于RFID的自动化放煤控制系统的结构示意图。
参见图2，实施例的基于RFID的自动化放煤控制系统，包括：RFID标签1、RFID读卡器2、中心计算机3、支架4、支架控制器5和刮板输送机6；所述RFID标签1和所述RFID读卡器2均为多个；多个所述RFID标签1布设在煤矸界面A的钻孔内，并随矸石移动；多个所述RFID读卡器2设置在所述支架4的尾梁上，或设置在所述刮板输送机6上；所述中心计算机3与所述RFID读卡器2电连接；所述支架控制器5与所述中心计算机3电连接；所述支架控制器5还与所述支架4电连接，以控制所述支架4开启或关闭放煤口。
作为一种可选的实施方式，多个所述RFID标签1均匀布设在所述煤矸界面A的钻孔内，并随矸石移动。
作为一种可选的实施方式，所述RFID标签1为有源RFID标签1或无源RFID标签1。
作为一种可选的实施方式，所述中心计算机3与所述RFID读卡器2通过有线或无线的方式电连接。所述支架控制器5与所述中心计算机3通过有线或无线的方式电连接。
实施例3
本实施例提供了一种基于RFID的自动化放煤控制方法，所述方法用于实施例1中的基于RFID的自动化放煤控制系统，所述方法包括：
1)控制支架开启放煤口，开始放煤；2)当接收到RFID读卡器发送的RFID标签的ID信息时，确定与所述ID信息对应的RFID标签的布设位置；3)依据所述布设位置和支架的预设放煤量，确定是否关闭所述放煤口，具体的，当所述布设位置与所述预设放煤量对应的高度位置一致时，则向支架控制器发出关闭放煤口控制指令，所述支架控制器控制所述支架关闭所述放煤口；否则，不关闭所述放煤口。
例如，1号支架要求放一半顶煤，则根据ID信息确定与所述ID信息对应的RFID标签的布设位置是否在顶煤1/2高度，若是，则向支架控制器发出关闭放煤口控制指令；若否，则不发出任何控制指令。2号支架要求全放，则根据ID信息确定与所述ID信息对应的RFID标签的布设位置是否在煤岩分界面高度，若是，则向支架控制器发出关闭放煤口控制指令；若否，则不发出任何控制指令。
实施例4
本发明还提供了一种基于RFID的自动化放煤控制方法，所述方法用于实施例2中的基于RFID的自动化放煤控制系统，所述方法包括：
1)控制支架开启放煤口，开始放煤；2)当接收到RFID读卡器发送的RFID标签的ID信息时，直接向支架控制器发出关闭放煤口控制指令，所述支架控制器控制所述支架关闭所述放煤口；否则，不关闭所述放煤口。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种基于RFID的自动化放煤控制系统，其特征在于，包括：RFID标签、RFID读卡器、中心计算机、支架、支架控制器和刮板输送机；
所述RFID标签和所述RFID读卡器均为多个；多个所述RFID标签布设在煤矸界面的钻孔内和顶煤不同层位的钻孔内，并随矸石和顶煤移动；多个所述RFID读卡器设置在所述支架的尾梁上，或设置在所述刮板输送机上；所述中心计算机与所述RFID读卡器电连接；所述支架控制器与所述中心计算机电连接；所述支架控制器还与所述支架电连接，以控制所述支架开启或关闭放煤口。
2.根据权利要求1所述的一种基于RFID的自动化放煤控制系统，其特征在于，多个所述RFID标签均匀布设在煤矸界面的钻孔内和顶煤不同层位的钻孔内，并随矸石和顶煤移动。
3.根据权利要求1所述的一种基于RFID的自动化放煤控制系统，其特征在于，所述RFID标签为有源RFID标签或无源RFID标签。
4.根据权利要求1所述的一种基于RFID的自动化放煤控制系统，其特征在于，所述中心计算机与所述RFID读卡器通过有线或无线的方式电连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于RFID的自动化放煤控制系统，其特征在于，所述支架控制器与所述中心计算机通过有线或无线的方式电连接。
6.一种基于RFID的自动化放煤控制系统，其特征在于，包括：RFID标签、RFID读卡器、中心计算机、支架、支架控制器和刮板输送机；
所述RFID标签和所述RFID读卡器均为多个；多个所述RFID标签布设在煤矸界面的钻孔内，并随矸石移动；多个所述RFID读卡器设置在所述支架的尾梁上，或设置在所述刮板输送机上；所述中心计算机与所述RFID读卡器电连接；所述支架控制器与所述中心计算机电连接；所述支架控制器还与所述支架电连接，以控制所述支架开启或关闭放煤口。
7.根据权利要求6所述的一种基于RFID的自动化放煤控制系统，其特征在于，多个所述RFID标签均匀布设在所述煤矸界面的钻孔内，并随矸石移动。
8.一种基于RFID的自动化放煤控制方法，其特征在于，所述方法用于如权利要求1-5任意一项所述的基于RFID的自动化放煤控制系统中，所述方法包括：
控制支架开启放煤口，开始放煤；
当接收到RFID读卡器发送的RFID标签的ID信息时，确定与所述ID信息对应的RFID标签的布设位置；
依据所述布设位置和支架的预设放煤量，确定是否关闭所述放煤口。
9.根据权利要求8所述的一种基于RFID的自动化放煤控制方法，其特征在于，依据所述布设位置和支架的预设放煤量，确定是否关闭所述放煤口，具体包括：
当所述布设位置与所述预设放煤量对应的高度位置一致时，则向支架控制器发出关闭放煤口控制指令，所述支架控制器控制所述支架关闭所述放煤口；否则，不关闭所述放煤口。
10.一种基于RFID的自动化放煤控制方法，其特征在于，所述方法用于如权利要求6-7任意一项所述的基于RFID的自动化放煤控制系统中，所述方法包括：
控制支架开启放煤口，开始放煤；
当接收到RFID读卡器发送的RFID标签的ID信息时，向支架控制器发出关闭放煤口控制指令，所述支架控制器控制所述支架关闭所述放煤口；否则，不关闭所述放煤口。
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