CN110847942A - 具有冗余数据总线的煤矿支架电液控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有冗余数据总线的煤矿支架电液控系统，包括：上位计算机(1)；综合接入器(3)；架间电缆(16)，连接综合接入器(3)；支架控制器(5)；电源箱(10)，设置在一组支架控制器(5)中通过架间电缆(16)给其供电；过线器(8)，连接在相邻两组支架控制器(5)之间；总线网关(9)；其中，支架控制器(5)均连接有电磁阀驱动器(6)，支架控制器(5)还连接有多个传感器、WiFi天线(15)；架间电缆(16)为4芯铠装电缆，其内部包括两根电源线，两根CAN总线；支架控制器(5)和综合接入器(3)之间通过CAN总线或WiFi天线(15)进行通信。本发明支架控制器之间通过两条互相冗余的总线连接，可靠性大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制系统，具体涉及一种具有冗余数据总线的煤矿支架电液控系统。
背景技术
在煤矿综采工作面上有液压支架电液控制系统、三机控制系统、工作面通信系统、工作面闭锁、视频监控等设备，这些设备都有独立的电源线、控制线、信号线、通信线，工作面上电缆很多，不但成本高，而且故障点多，安装、倒面速度慢。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的具有冗余数据总线的煤矿支架电液控系统，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种具有冗余数据总线的煤矿支架电液控系统。
本发明的技术方案如下：
具有冗余数据总线的煤矿支架电液控系统，其特征在于，包括：
上位计算机(1)，用于数据处理；
综合接入器(3)，数量为多个，依次串联连接所述上位计算机(1)；
架间电缆(16)，连接所述综合接入器(3)；
支架控制器(5)，数量为4的位数，且每四个为一组，依次串联连接在前后设置的两个综合接入器(3)中；
电源箱(10)，设置在一组支架控制器(5)中通过架间电缆(16)给其供电；
过线器(8)，连接在相邻两组支架控制器(5)之间；
总线网关(9)，连接至支架控制器(5)的末端和后设置的综合接入器(3)之间；
其中，
所述支架控制器(5)均连接有电磁阀驱动器(6)，所述支架控制器(5)还连接有多个传感器、WiFi天线(15)；
所述架间电缆(16)为4芯铠装电缆，其内部包括两根电源线，两根CAN总线；
所述支架控制器(5)和所述综合接入器(3)之间通过CAN总线或WiFi天线(15)进行通信。
进一步的，相邻连接的综合接入器(3)之间通过数据电缆(2)连接。
进一步的，所述相邻连接的综合接入器(3)之间位于所述数据电缆(2)上还连接有工作面网络中心(7)。
进一步的，所述多个传感器包括位移传感器(12)、立柱压力传感器(13)、顶板高度传感器(14)、倾角传感器。
进一步的，所述综合接入器(3)还通过一条CAN总线连接有扩音电话与闭锁(4)。
进一步的，还包括智能终端(11)，所述智能终端(11)通过无线的方式连接所述WiFi天线(15)。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
1、支架控制器之间通过两条互相冗余的总线连接，可靠性大大提高；
2、可以使用支架控制器上的键盘控制液压支架，也可以使用智能手机控制液压支架。
3、支架上的传感器，如压力传感器、位移传感器12、倾角传感器等，可以使用电缆接入支架控制器，也可以通过无线网络(如Wifi、ZigBee)接入支架控制器。
4、工作面上的三机控制系统、工作面通信系统、工作面闭锁、视频监控等设备可以通过现场总线、工业以太网或Wifi接入综合接入器，与支架控制系统共享连接电缆中的通信线路，与顺槽控制台和其他设备进行数据交互；还可以就近使用支架电液控系统的电源。因此降低了成本，简化了布线，减少了故障点。
5、系统便于扩展，便于融合其他设备、系统。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某个实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明的结构示意图；
图中：
1-上位计算机；2-数据电缆；3-综合接入器；4-扩音电话与闭锁；5-支架控制器；6-电磁阀驱动器；7-工作面网络中心；8-过线器；9-总线网关；10-电源箱；11-智能终端；12-位移传感器；13-立柱压力传感器；14-顶板高度传感器；15-wifi天线；16-架间电缆。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1，本发明一较佳实施例所述的具有冗余数据总线的煤矿支架电液控系统，包括上位计算机1、数据电缆2、综合接入器3、支架控制器5、电磁阀驱动器6、工作面网络中心7、过线器8、总线网关9、电源箱10、智能终端11、位移传感器12、立柱压力传感器13、顶板高度传感器14、wifi天线15、架间电缆16。接入的外设有：扩音电话与闭锁4。
上述各部件之间的连接关系为，上位计算机1通过数据电缆2连接综合接入器3，连接综合接入器3通过数据电缆2连接有工作面网络中心7，工作面网络中心7通过数据电缆2连接有综合接入器3。
在靠近上位计算机1的综合接入器3上连接有扩音电话与闭锁4，两个综合接入器3上均连接有架间电缆16，在两个架间电缆16之间串联连接有多个支架控制器5，其中多个支架控制器5的数量为4的倍数(优选32个)，其中每4个支架控制器5为一组，每一组支架控制器5中连接有一个电源箱10，电源箱10用于给4个支架控制器5供电，相邻两组之间通过过线器8连接，每隔8组后安装一个总线网关9，总线网关9连入到后一个综合接入器3上，每一个支架控制器5上连接有电磁阀驱动器6、位移传感器12、两个立柱压力传感器13、一个顶板高度传感器14以及一个WiFi天线15，智能终端11连接WiFi天线15。支架控制器5上还连接有压力传感器和倾角传感器。
下面对相关实施例进行具体说明，每台液压支架安装一台支架控制器5，每个支架控制器5连接1个电磁阀驱动器6，每2台支架控制器5使用一路本安电源，电源箱10安装在中间，分别给左、右两边的2台支架控制器提供本安12V电源，这4台支架控制器为1组。相邻两组支架控制器5之间用一个过线器8连接。过线器8将数据总线直接连通，分隔开本安电源，每隔4台支架控制器安装一台电源箱，每隔8组(即32台)支架控制器安装一个总线网关，将总线分段；支架控制器5、电源箱10、过线器8、总线网关9之间均用架间电缆16串联连接。每隔8组(即32台)支架控制器安装一个综合接入器3；在工作面机头安装一台工作面网络中心7。工作面网络中心7与综合接入器3串联，再用数据电缆接入上位计算机；一个工作面安装一台上位计算机；一个工作面配置6个本安型智能手机。
架间电缆16为4芯铠装电缆，内部包括两根电源线，两根CAN总线；数据电缆2为12芯铠装电缆，包括屏蔽双绞的以太网线(共4芯)，另外4根信号线用作安全线、地址配置线、音频信号线、电源线；架间电缆和数据电缆两端为防水快速连接器插头。
电源箱10输入AC127V电源，有6路本安12V电源输出，给外设供电。
所有的综合接入器由数据电缆串联连接，综合接入器、上位计算机、工作面网关之间通过以太网通信；综合接入器与支架控制器之间通过CAN总线通信。
扩音电话与闭锁4接入距离最近的综合接入器，二者之间通过CAN总线通信。
支架控制器上安装WiFi天线15，通过WiFi接入综合接入器；每台支架控制器均有一条CAN总线、一个WiFi，两条通信链路互相冗余。
上位计算机1通过以太网线与安装在工作面机头的综合接入器连接，通过以太网通信。
支架控制器5正面有显示屏和键盘，操作人员通过键盘可以直接控制液压支架，显示屏可以显示支架状态。在支架控制器后部连接有WiFi天线，操作人员通过智能手机可以远距离获取支架控制器的数据，并遥控液压支架。立柱压力传感器、油缸位移传感器均通过控制器后部的连接器接入支架控制器。
本发明优点在于：
1、支架控制器之间通过两条互相冗余的总线连接，可靠性大大提高；
2、可以使用支架控制器上的键盘控制液压支架，也可以使用智能手机控制液压支架。
3、支架上的传感器，如压力传感器、位移传感器12、倾角传感器等，可以使用电缆接入支架控制器，也可以通过无线网络(如Wifi、ZigBee)接入支架控制器。
4、工作面上的三机控制系统、工作面通信系统、工作面闭锁、视频监控等设备可以通过现场总线、工业以太网或Wifi接入综合接入器，与支架控制系统共享连接电缆中的通信线路，与顺槽控制台和其他设备进行数据交互；还可以就近使用支架电液控系统的电源。因此降低了成本，简化了布线，减少了故障点。
5、系统便于扩展，便于融合其他设备、系统。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.具有冗余数据总线的煤矿支架电液控系统，其特征在于，包括：
上位计算机(1)，用于数据处理；
综合接入器(3)，数量为多个，依次串联连接所述上位计算机(1)；
架间电缆(16)，连接所述综合接入器(3)；
支架控制器(5)，数量为4的位数，且每四个为一组，依次串联连接在前后设置的两个综合接入器(3)中；
电源箱(10)，设置在一组支架控制器(5)中通过架间电缆(16)给其供电；
过线器(8)，连接在相邻两组支架控制器(5)之间；
总线网关(9)，连接至支架控制器(5)的末端和后设置的综合接入器(3)之间；
其中，
所述支架控制器(5)均连接有电磁阀驱动器(6)，所述支架控制器(5)还连接有多个传感器、WiFi天线(15)；
所述架间电缆(16)为4芯铠装电缆，其内部包括两根电源线，两根CAN总线；
所述支架控制器(5)和所述综合接入器(3)之间通过CAN总线或WiFi天线(15)进行通信。
2.根据权利要求1所述的具有冗余数据总线的煤矿支架电液控系统，其特征在于：相邻连接的综合接入器(3)之间通过数据电缆(2)连接。
3.根据权利要求2所述的具有冗余数据总线的煤矿支架电液控系统，其特征在于：所述相邻连接的综合接入器(3)之间位于所述数据电缆(2)上还连接有工作面网络中心(7)。
4.根据权利要求1所述的具有冗余数据总线的煤矿支架电液控系统，其特征在于：所述多个传感器包括位移传感器(12)、立柱压力传感器(13)、顶板高度传感器(14)、倾角传感器。
5.根据权利要求1所述的具有冗余数据总线的煤矿支架电液控系统，其特征在于：所述综合接入器(3)还通过一条CAN总线连接有扩音电话与闭锁(4)。
6.根据权利要求1所述的具有冗余数据总线的煤矿支架电液控系统，其特征在于：还包括智能终端(11)，所述智能终端(11)通过无线的方式连接所述WiFi天线(15)。
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