CN114448745B - 采煤机隔离应急握手系统及通讯方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及采煤机隔离应急握手系统及通讯方法，该系统包括遥控发射机、遥控接收机、变频通讯隔离握手模块、隔离应急模块；遥控接收机的CAN接口与采煤机的控制器或隔离应急模块通讯；变频通讯隔离握手模块，用于变频器与采煤机的控制器通讯隔离保护；隔离应急模块上设有拨码开关，当拨码开关处于OFF位置时，采煤机的控制器正常，由采煤机的控制器接收遥控接收机的CAN总线信息，通过隔离应急模块将采煤机外围执行元件与控制器的电信号隔离；当拨码开关处于ON位置时，采煤机的控制器异常，由隔离应急模块临时接收遥控接收机的CAN总线信息，并直接控制采煤机外围执行元件工作。该系统能保证采煤机控制器与变频器和外围执行元件通讯的安全与稳定。

Description

采煤机隔离应急握手系统及通讯方法

技术领域

本发明涉及采煤设备通讯领域，具体涉及一种采煤机隔离应急握手系统及通讯方法。

背景技术

目前，为了解决采煤机外围执行元件冲击电气接口和变频器通讯易受干扰的问题，主要由采煤机电控箱控制中心不经过中间隔离直接驱动比例换向阀电磁铁；但由于电磁铁线圈短路或出现其他问题时，会造成回路电流增大，控制器针脚损坏，导致停机。

近年来，随着矿山智能化、自动化、数字化和网络化的要求，变频数据回传给人机界面，变频由原点对点芯线控制，向CAN总线通讯控制改进升级，但使用中偶尔发生变频烧毁，同时有高于控制器允许电压进入，造成控制器通讯接口烧毁，也有控制器与变频直连通讯时发生总线ID无故冲突，变频无法启动等现象，满足不了矿山高产、高效、不停产，无人跟机智能化的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采煤机隔离应急握手系统，该系统既能够保证采煤机控制器与变频器和外围执行元件通讯的安全与稳定，同时还能够在采煤机控制器异常情况下，临时接受遥控指令，控制采煤机各执行元件正常工作，避免停机，影响客户产量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种采煤机隔离应急握手系统，包括遥控发射机、遥控接收机、变频通讯隔离握手模块、隔离应急模块；其中，所述遥控发射机，用于通过操作按键发送控制指令，同时接收并显示采煤机各执行元件反馈的数据信息；

所述遥控接收机与遥控发射机无线连接，遥控接收机的CAN接口通过CAN总线与采煤机的控制器或隔离应急模块通讯，用于将遥控发射机的操作按键指令信息发送到采煤机的外围执行元件，实现对采煤机的控制；

所述变频通讯隔离握手模块，用于变频器与采煤机的控制器通讯隔离保护，保证采煤机的控制器和变频器CAN通讯的安全与稳定；变频通讯隔离握手模块包括两个CAN 接口，两个CAN接口分别通过CAN总线与采煤机的控制器和变频器通讯，实现双CAN接口隔离，同时过滤多余ID节点；变频通讯隔离握手模块内设有通讯申请接收模块、CAN 询问模块、CAN解锁模块；所述通讯申请接收模块，用于接收变频器发送的通讯申请；所述CAN询问模块，用于向采煤机的控制器发送应答信息，同时接收采煤机控制器回复的应答信息；所述CAN解锁模块，用于向采煤机的控制器发送握手解锁信息，同时接收采煤机控制器回复的握手解锁信息，若发送解锁信息时得到握手信号，则握手成功，变频器与采煤机的控制器通讯正常，通过通讯指令控制变频启动信号给定和速度调节；否则握手失败；

所述隔离应急模块上设有拨码开关，所述拨码开关用于判断采煤机的控制器是否正常，并根据采煤机的控制器的情况切换隔离应急模块的工作模式；当拨码开关处于OFF位置时，采煤机的控制器正常，由采煤机的控制器接收遥控接收机的CAN总线信息，采煤机控制器的数据输出接口与隔离应急模块连接，通过隔离应急模块将采煤机外围执行元件与控制器的电信号隔离，防通道过电流烧毁控制I/O接口；当拨码开关处于ON位置时，采煤机的控制器异常，由隔离应急模块临时接收遥控接收机的CAN总线信息，并直接控制采煤机外围执行元件工作；

所述采煤机的控制器内设有CAN应答模块、CAN握手模块；所述CAN应答模块，用于向变频通讯隔离握手模块发送应答信息；所述CAN握手模块，用于向变频通讯隔离握手模块发送握手解锁信息。

作为本发明的优选，所述采煤机的控制器内设有第一CAN心跳判断模块、第一故障反馈模块；其中，所述第一CAN心跳判断模块，用于判断CAN总线心跳信号情况，如心跳异常，控制器会50ms刷新一次，刷10次仍然异常的话，判断通讯中断或器件损坏，控制器停止接收和发送实时输入输出数据和控制指令；所述第一故障反馈模块，用于在控制器接收到故障反馈时，通过人机界面提醒操作人员，尽快维修，并停机保护。

作为本发明的优选，所述隔离应急模块内设有第二CAN心跳判断模块、数据中断模块、第二故障反馈模块；其中，所述第二CAN心跳判断模块用于判断CAN总线心跳信号情况，如心跳异常，隔离应急模块通过数据中断模块中断模块输出接口，所有外围执行元件停止；所述第二故障反馈模块，用于在隔离应急模块接收到故障反馈时，通过人机界面提醒操作人员，尽快维修，并停机保护。

作为本发明的优选，所述遥控发射机内设置有第一微处理器、电池自适应模组、第一RF射频模组，遥控发射机的正面设置有液晶显示屏、操作按键，遥控发射机的顶部设置有第一开关按钮、第一天线；其中，所述电池自适应模组用于为第一微处理器供电；所述第一RF射频模组通过串行总线与第一微处理器连接，所述液晶屏显示屏与第一微处理器电连接，所述操作按键通过接口电路与第一微处理器连接。

作为本发明的优选，所述遥控接收机与遥控发射机无线连接，遥控接收机内设置有第二微处理器、电源模块、第二RF射频模组，所述电源模块用于为第二微处理器供电，所述第二RF射频模组通过串行总线与第二微处理器连接；遥控发射机的顶部设置有第二开关按钮、第二天线；其中，所述微处理器包括CAN数据发送模块，所述CAN数据发送模块与微处理器的CAN接口电连接，CAN接口通过CAN总线与采煤机的控制器或隔离应急模块通讯。

作为本发明的优选，所述遥控发射机的第一天线为鞭状天线，电池自适应模组采用锰酸锂离子电池，遥控发射机的正面还设置有指示灯，顶部还设置有挂绳孔，所述指示灯包括电源指示灯、发射信号指示灯、接收信号指示灯；所述操作按键包括急停键、牵停键、向左键、向右键、加速键、减速键、上升键、下降键、碎升键、碎降键、屏显键、翻页键、记忆键、示范键、手动键；其中，所述急停键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机主机停电，所述牵停键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机停止牵引，所述向左键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机向左行走，所述向右键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机向右行走，所述加速键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机牵引加速，所述减速键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机牵引减速，所述上升键在正常采煤机工作模式下用于控制采煤机截煤部上升，所述下降键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机截煤部下降，所述碎升键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机破碎上升，所述碎降键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机破碎下降，所述屏显键用于对遥控发射机进行设置；所述翻页键用于在正常采煤机工作模式下给采煤机的人机界面翻页；所述记忆键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机执行记忆截割功能；所述示范键用于在正常采煤机工作模式下做示范刀储存煤机数据；所述手动键用于手动操作执行超过限制的动作。

作为本发明的优选，所述遥控接收机的第二天线为鞭状天线，遥控接收机的正面设置有LED指示灯，所述LED指示灯包括左遥控接收指示灯、右遥控接收指示灯、接收机无线发射指示灯、电源指示灯。

作为本发明的优选，所述遥控发射机为FYF40-XZ遥控发射机，所述遥控接收机为FYS40-XZ遥控发射机，所述采煤机的控制器为EPEC-3724型号；遥控接收机内的CAN 数据发送模块采用标准CAN2.0B协议；所述变频器为ABB变频器，用于以一拖一或一拖二的方式驱动牵引电机无极调速，实现行走机构位置移动；变频器可通过芯线点对点控制，也可通过CAN总线通讯控制方向给定和速度调节；所述外围执行元件，用于接受控制指令，实现摇臂升降，牵引机构变频行走，左右截割部启动停止等。

作为本发明的进一步优选，所述操作按键还包括智能键，所述智能键用于切换遥控发射机的工作模式，将遥控发射机由正常采煤机工作模式切换成本机设置模式，以实现机外遥控设置采煤机工作参数；操作按键为多功能键，不同的操作按键兼具上选择功能模块、下选择功能模块、左选择功能模块、右选择功能模块、确定功能模块、退出功能模块、数字0至9输入功能模块、发送功能模块、复位功能模块中的一个功能；其中，所述上选择功能模块、下选择功能模块用于在本机设置模式下选择菜单的第几行，所述左选择功能模块、右选择功能模块用于在本机设置模式下改变对应菜单行的内容，选择第1或第n个数据监控显示界面，或选择设置界面；所述确定功能模块用于对上选择功能模块、下选择功能模块、左选择功能模块、右选择功能模块选择的内容进行确定，从而进入相应界面，当确定进入“数据监控显示界面”，则显示采煤机回馈的数据信息；当确定进入“设置界面”，则进入设置界面设置界面内容；所述退出功能模块用于对上选择功能模块、下选择功能模块、左选择功能模块、右选择功能模块选择的内容进行返回，从而离开相应界面；所述数字1至9输入功能模块用于在本机设置模式下更改采煤机的相应数据；所述发送功能模块用于在本机设置模式下对更改的采煤机数据进行发送；所述复位功能模块用于在本机设置模式下对采煤机进行设置。

本发明的第二个目的在于提供一种采煤机隔离应急握手系统的通讯方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1、采煤机外围执行元件启动或工作时，通过变频器实时将外围执行元件的状态数据反馈给采煤机的控制器；在变频器通电后会发出通讯申请，变频通讯隔离握手模块的通讯申请接收模块接收到申请后，通过CAN询问模块向控制器发送应答信息，控制器的CAN应答模块向变频通讯隔离握手模块发送应答信息，表示允许解锁；变频通讯隔离握手模块的CAN解锁模块向采煤机的控制器发送握手解锁信息，若接收到采煤机控制器回复的握手解锁信息，则握手成功，变频器与采煤机的控制器通讯正常，通过通讯指令控制变频启动信号给定和速度调节；

步骤S2、采煤机正常工作模式下，遥控发射机的操作按键信号通过接口电路输入到第一微处理器内部进行编解码运算处理，然后通过串行总线将数据及配置信息发至第一RF射频模组，由第一RF射频模组进行射频调制放大后通过第一天线发送特定射频编码，同时第一微处理器控制液晶屏显示相应信息；

步骤S3、遥控接收机通过第二天线接收到特定射频无线信号，经第二RF射频模组选频匹配解调，若数据信息符合配置要求，则通过串行总线传至第二微处理器进行编解码运算处理，处理后的有效数据通过CAN数据发送模块发出；

步骤S4、根据隔离应急模块的拨码开关位置以及第一CAN心跳判断模块、第二CAN心跳判断模块的数据情况选择工作模式；如果拨码开关处于OFF位置，且第一CAN心跳判断模块判断CAN总线心跳信号正常，则采煤机的控制器正常，由控制器接收遥控接收机的CAN总线数据信息，并通过隔离应急模块将采煤机外围执行元件与控制器的电信号隔离，间接控制外围执行元件工作；如果拨码开关处于ON位置，或第一CAN心跳判断模块判断CAN总线心跳信号异常，则采煤机的控制器异常，由隔离应急模块临时接收遥控接收机的CAN总线信息；同时通过第一故障反馈模块在人机界面反馈故障信息，提醒操作人员，尽快维修，并停机保护；

步骤S5、隔离应急模块临时接收遥控接收机的CAN总线信息后，通过第二CAN心跳判断模块判断CAN总线心跳信号情况；如果心跳正常，隔离应急模块直接控制采煤机外围执行元件工作；如果心跳异常，隔离应急模块通过数据中断模块中断模块输出接口，所有外围执行元件停止工作。

作为本发明的优选，当根据实际情况需要更改采煤机采煤过程的技术参数时，执行以下步骤：

步骤S1、通过遥控发射机的智能键切换遥控发射机的工作模式，将遥控发射机由正常采煤机工作模式切换成本机设置模式，此时会进入“本机设置”界面；

步骤S2、在本机设置界面下，通过上选择功能模块、下选择功能模块选择菜单的第几行，通过左选择功能模块、右选择功能模块改变对应菜单行的内容，选择第1或第n 个数据监控显示界面，或选择设置界面，之后通过确定功能模块或退出功能模块确定进入该界面或退出该界面；当确定进入“数据监控显示界面”，则显示采煤机回馈的数据信息；当确定进入“设置界面”，则可进入设置界面设置界面内容；

步骤S3、进入设置界面后根据需要设置选择进入相应功能，并根据需要更改的参数通过数字1至9输入功能模块对相应参数进行修改，修改成功后通过发送功能模块发送，完成对采煤机参数的设置。

本发明的优点和有益效果：

1、本申请提供的握手系统通过在控制器与变频器之间设置变频通讯隔离握手模块，保证了采煤机的控制器和变频器CAN通讯的安全与稳定；通过在控制器与执行元件之间设置隔离应急模块，隔离外围执行元件与控制器的电信号，避免过电流烧毁控制I/O 接口，提高器件使用寿命，提升用户开机率；另外，隔离应急模块也可以当控制器损坏时起到应急操作的作用，临时接受遥控指令，控制采煤机各执行元件正常工作，避免停机，影响客户产量。

2、本申请提供的握手系统通过对遥控发射机的改进，能够实现用遥控发射机设置智能化设置参数，实现对智能化采煤机的主要技术参数设置修改；而且在更改参数时可以离机操作，在采煤过程中，工作面情况是随时变化的，可根据工作面变化情况随时更改参数，操作方便。

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，下面将对实施例或现有技术描述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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明隔离应急握手系统的连接示意图；

图2为本发明遥控发射机的示意图；

图3为本发明遥控发射机的工作原理图；

图4为本发明遥控接收机的示意图；

图5为本发明遥控接收机的工作原理图；

图6为本发明变频通讯隔离握手模块与控制器通讯示意图；

图7为本发明隔离应急模块的示意图；

图8为本发明进入本机设置模式下的示意图；

图9为本发明进入“智能化采煤机设置菜单”下的示意图；

图10为本发明进入“工艺段起始位置设置”界面后进行参数修改、发送的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“下”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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申请中的具体含义。

实施例1

参阅图1至图7，本发明提供的采煤机隔离应急握手系统，包括遥控发射机1、遥控接收机2、变频通讯隔离握手模块3、隔离应急模块4；其中，所述遥控发射机1，用于通过操作按键发送控制指令，同时接收并显示采煤机各执行元件反馈的数据信息；

所述遥控接收机2与遥控发射机1无线连接，遥控接收机2的CAN接口通过CAN总线与采煤机的控制器5或隔离应急模块4通讯，用于将遥控发射机1的操作按键指令信息发送到采煤机的外围执行元件，实现对采煤机的控制；

所述变频通讯隔离握手模块3，用于变频器6与采煤机的控制器5通讯隔离保护，保证采煤机的控制器5和变频器6CAN通讯的安全与稳定；变频通讯隔离握手模块3 包括两个CAN接口，两个CAN接口分别通过CAN总线与采煤机的控制器和变频器通讯，实现双CAN接口隔离，同时过滤多余ID节点；变频通讯隔离握手模块3内设有通讯申请接收模块31、CAN询问模块32、CAN解锁模块33；其中，所述通讯申请接收模块31，用于接收变频器6发送的通讯申请；所述CAN询问模块32，用于向采煤机的控制器5 发送应答信息，同时接收采煤机控制器回复的应答信息；所述CAN解锁模块33，用于向采煤机的控制器发送握手解锁信息，同时接收采煤机控制器回复的握手解锁信息，若发送解锁信息时得到握手信号，则握手成功，变频器与采煤机的控制器通讯正常，通过通讯指令控制变频启动信号给定和速度调节；否则握手失败；

所述隔离应急模块4内设有第二CAN心跳判断模块41、数据中断模块42、第二故障反馈模块43，隔离应急模块4上还设有拨码开关；其中，所述第二CAN心跳判断模块 41，用于判断CAN总线心跳信号情况，如心跳异常，隔离应急模块通过数据中断模块42 中断模块输出接口，所有外围执行元件7停止；所述第二故障反馈模块43，用于在隔离应急模块接收到故障反馈时，通过人机界面提醒操作人员，尽快维修，并停机保护；所述拨码开关，用于判断采煤机的控制器是否正常，并根据采煤机的控制器的情况切换隔离应急模块的工作模式；当拨码开关处于OFF位置时，采煤机的控制器正常，由采煤机的控制器接收遥控接收机的CAN总线信息，采煤机控制器的数据输出接口与隔离应急模块连接，通过隔离应急模块将采煤机外围执行元件与控制器的电信号隔离，防通道过电流烧毁控制I/O接口；当拨码开关处于ON位置时，采煤机的控制器异常，由隔离应急模块临时接收遥控接收机的CAN总线信息，并直接控制采煤机外围执行元件工作；

所述采煤机的控制器5为EPEC-3724型号，控制器内设有CAN应答模块51、CAN握手模块52、第一CAN心跳判断模块53、第一故障反馈模块54；其中，所述CAN应答模块51，用于向变频通讯隔离握手模块发送应答信息；所述CAN握手模块52，用于向变频通讯隔离握手模块发送握手解锁信息；所述第一CAN心跳判断模块53，用于判断CAN 总线心跳信号情况，如心跳异常，控制器会50ms刷新一次，刷10次仍然异常的话，判断通讯中断或器件损坏，控制器停止接收和发送实时输入输出数据和控制指令；所述第一故障反馈模块54，用于在控制器接收到故障反馈时，通过人机界面提醒操作人员，尽快维修，并停机保护。

本实施例中，所述遥控发射机1为FYF40-XZ遥控发射机，遥控发射机1内设置有第一微处理器11、电池自适应模组12、第一RF射频模组13，遥控发射机的正面设置有液晶显示屏14、操作按键15，遥控发射机的顶部设置有第一开关按钮、第一天线16；其中，所述电池自适应模组12用于为第一微处理器供电；所述第一RF射频模组13通过串行总线与第一微处理器11连接，所述液晶屏显示屏14与第一微处理器电连接，所述操作按键通过接口电路与第一微处理器连接；所述第一开关按钮位于第一天线的左侧，为按钮式开关，关机状态下长按开关按钮2s即可开机；开机状态下长按开关按钮 4s到液晶显示松键信息后即可关机；

所述遥控发射机的正面还设置有指示灯17，顶部还设置有挂绳孔，所述指示灯包括电源指示灯、发射信号指示灯、接收信号指示灯；其中，电源指示灯为绿色，发射信号指示灯为红色，接收信号指示灯为黄色。

本实施例中，所述遥控接收机2为FYS40-XZ遥控发射机，遥控接收机2与遥控发射机1无线连接，遥控接收机内设置有第二微处理器21、电源模块22、第二RF射频模组23，所述电源模块22用于为第二微处理器供电，所述第二RF射频模组23通过串行总线与第二微处理器连接；遥控发射机的顶部设置有第二开关按钮、第二天线24；其中，所述微处理器包括CAN数据发送模块，CAN数据发送模块与微处理器的CAN接口电连接， CAN数据发送模块采用标准CAN2.0B协议。

进一步，本实施例中，所述遥控发射机的第一天线为鞭状天线，电池自适应模组采用锰酸锂离子电池，操作按键为多功能键，包括智能键、急停键、牵停键、向左键、向右键、加速键、减速键、上升键、下降键、碎升键、碎降键、屏显键、翻页键、记忆键、示范键、手动键，不同的操作按键兼具上选择功能模块、下选择功能模块、左选择功能模块、右选择功能模块、确定功能模块、退出功能模块、数字0至9输入功能模块、发送功能模块、复位功能模块中的一个功能，具体是：急停键兼具确定功能，屏显键兼具上选择功能，翻页键兼具退出功能，记忆键兼具左选择功能，示范键兼具下选择功能，手动键兼具右选择功能，上升键兼具发送功能，加速键兼具复位功能，下降键兼具0输入功能，向左键兼具1输入功能，牵停键兼具2输入功能，向右键兼具3输入功能，碎升键兼具4输入功能，减速键兼具5输入功能，碎降键兼具6输入功能，F1键兼具7 输入功能，智能键兼具8输入功能，F2键兼具9输入功能,F1键为组合功能键，F2键为设置键；其中，所述智能键用于切换遥控发射机的工作模式，将遥控发射机由正常采煤机工作模式切换成本机设置模式；所述急停键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机主机停电，所述牵停键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机停止牵引，所述向左键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机向左行走，所述向右键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机向右行走，所述加速键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机牵引加速，所述减速键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机牵引减速，所述上升键在正常采煤机工作模式下用于控制采煤机截煤部上升，所述下降键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机截煤部下降，所述碎升键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机破碎上升，所述碎降键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机破碎下降，所述屏显键用于对遥控发射机进行设置；所述翻页键用于在正常采煤机工作模式下给采煤机的人机界面翻页；所述记忆键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机执行记忆截割功能；所述示范键用于在正常采煤机工作模式下做示范刀储存煤机数据；所述手动键用于手动操作执行超过限制的动作；

所述上选择功能模块、下选择功能模块用于在本机设置模式下选择菜单的第几行，所述左选择功能模块、右选择功能模块用于在本机设置模式下改变对应菜单行的内容，选择第1或第n个数据监控显示界面，或选择设置界面；所述确定功能模块用于对上选择功能模块、下选择功能模块、左选择功能模块、右选择功能模块选择的内容进行确定，从而进入相应界面，当确定进入“数据监控显示界面”，则显示采煤机回馈的数据信息；当确定进入“设置界面”，则可进入设置界面设置界面内容；所述退出功能模块用于对上选择功能模块、下选择功能模块、左选择功能模块、右选择功能模块选择的内容进行返回，从而离开相应界面；所述数字1至9输入功能模块用于在本机设置模式下更改采煤机的相应数据；所述发送功能模块用于在本机设置模式下对更改的采煤机数据进行发送；所述复位功能模块用于在本机设置模式下对采煤机进行设置。

实施例2

本发明还提供提供一种采煤机隔离应急握手系统的通讯方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1、采煤机外围执行元件启动或工作时，通过变频器实时将外围执行元件的状态数据反馈给采煤机的控制器；在变频器通电后会发出通讯申请，变频通讯隔离握手模块的通讯申请接收模块接收到申请后，通过CAN询问模块向控制器发送应答信息，控制器的CAN应答模块向变频通讯隔离握手模块发送应答信息，表示允许解锁；变频通讯隔离握手模块的CAN解锁模块向采煤机的控制器发送握手解锁信息，若接收到采煤机控制器回复的握手解锁信息，则握手成功，变频器与采煤机的控制器通讯正常，通过通讯指令控制变频启动信号给定和速度调节；

步骤S2、采煤机正常工作模式下，遥控发射机的操作按键信号通过接口电路输入到第一微处理器内部进行编解码运算处理，然后通过串行总线将数据及配置信息发至第一RF射频模组，由第一RF射频模组进行射频调制放大后通过第一天线发送特定射频编码，同时第一微处理器控制液晶屏显示相应信息；

步骤S3、遥控接收机通过第二天线接收到特定射频无线信号，经第二RF射频模组选频匹配解调，若数据信息符合配置要求，则通过串行总线传至第二微处理器进行编解码运算处理，处理后的有效数据通过CAN数据发送模块发出；

步骤S4、根据隔离应急模块的拨码开关位置以及第一CAN心跳判断模块、第二CAN心跳判断模块的数据情况选择工作模式；如果拨码开关处于OFF位置，且第一CAN心跳判断模块判断CAN总线心跳信号正常，则采煤机的控制器正常，由控制器接收遥控接收机的CAN总线数据信息，并通过隔离应急模块将采煤机外围执行元件与控制器的电信号隔离，间接控制外围执行元件工作(具体方式为：控制器接收遥控接收机的CAN总线信息，隔离应急模块重新上电3秒后，周期接收来自控制器的CAN总线数据帧，并实时按照所接收到的数据帧内容周期刷新两个模拟量通道、以及12路输出和3路输入I/O触点，所有输出按接收的总线信号执行，实现采煤机截割、牵引、升降、速度给定和抱闸信号等功能；如果3秒内没有收到合法CAN总线数据帧，则复位所有的I/O触点和模拟量通道，并在人机界面上显示故障信息，直到故障排除为止；此时，隔离应急模块起到 EPEC控制器与外部电信号隔离的作用)；如果拨码开关处于ON位置，或第一CAN心跳判断模块判断CAN总线心跳信号异常，则采煤机的控制器异常，由隔离应急模块临时接收遥控接收机的CAN总线信息；同时通过第一故障反馈模块在人机界面反馈故障信息，提醒操作人员，尽快维修，并停机保护；

步骤S5、隔离应急模块临时接收遥控接收机的CAN总线信息后，通过第二CAN心跳判断模块判断CAN总线心跳信号情况；如果心跳正常，隔离应急模块直接控制采煤机外围执行元件工作；如果心跳异常，隔离应急模块通过数据中断模块中断模块输出接口，所有外围执行元件停止工作；(具体方式为：隔离应急模块接收遥控接收机的CAN总线信息，与遥控接收机通讯，隔离应急模块重新上电3秒后，自保继电器触点首先吸合动作，其后周期接收来自遥控接收机的CAN总线数据帧；如果3秒内没有收到合法CAN总线数据帧，则复位所有的I/O点和模拟量通道，直到故障排除为止；此时，隔离应急模块起到临时应急操作的作用,以实现采煤机截割、牵引、升降、速度给定和抱闸信号等功能)。

步骤S6、当根据实际情况需要更改采煤机采煤过程的技术参数时，通过遥控发射机的智能键切换遥控发射机的工作模式，将遥控发射机由正常采煤机工作模式切换成本机设置模式，此时会进入“本机设置”界面；

步骤S7、在本机设置界面下，通过上选择功能模块、下选择功能模块选择菜单的第几行，通过左选择功能模块、右选择功能模块改变对应菜单行的内容，选择第1或第n 个数据监控显示界面，或选择设置界面，之后通过确定功能模块或退出功能模块确定进入该界面或退出该界面；当确定进入“数据监控显示界面”，则显示采煤机回馈的数据信息；当确定进入“设置界面”，则可进入设置界面设置界面内容；

步骤S8、进入设置界面后根据需要设置选择进入相应功能，并根据需要更改的参数通过数字1至9输入功能模块对相应参数进行修改，修改成功后通过发送功能模块发送，完成对采煤机参数的设置。

如图8所示，本实施例通过在本机设置界面选择进入“设置界面”后，有四项内容，根据需要设置进入相应功能，按“确认”进入选项，按“退出”返回；下面以“确认”进入“智能化采煤机设置菜单”为例，进入该菜单后共有8个子选项(如图9所示)，之后根据需要设置的功能去发送数据，以“工艺段起始位置设置”为例发送数据，进入“工艺段起始位置设置”界面，按“上下箭头”选择选项，数字键更改，按“发送”发送数据，出现“T”，确认是否发送，再次按“发送”出现“**”，确认数据已经发出 (如图10所示)。

最后应说明的是，以上各实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明实施例进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实施例方案的范围。

Claims (10)

1.一种采煤机隔离应急握手系统，其特征在于，包括遥控发射机、遥控接收机、变频通讯隔离握手模块、隔离应急模块；其中，所述遥控发射机，用于通过操作按键发送控制指令，同时接收并显示采煤机各执行元件反馈的数据信息；

所述遥控接收机与遥控发射机无线连接，遥控接收机的CAN接口通过CAN总线与采煤机的控制器或隔离应急模块通讯，用于将遥控发射机的操作按键指令信息发送到采煤机的外围执行元件，实现对采煤机的控制；

所述变频通讯隔离握手模块，用于变频器与采煤机的控制器通讯隔离保护，保证采煤机的控制器和变频器 CAN 通讯的安全与稳定；变频通讯隔离握手模块包括两个CAN接口，两个CAN接口分别通过CAN总线与采煤机的控制器和变频器通讯，实现双CAN接口隔离，同时过滤多余ID节点；变频通讯隔离握手模块内设有通讯申请接收模块、CAN询问模块、CAN解锁模块；所述通讯申请接收模块，用于接收变频器发送的通讯申请；所述CAN询问模块，用于向采煤机的控制器发送应答信息，同时接收采煤机控制器回复的应答信息；所述CAN解锁模块，用于向采煤机的控制器发送握手解锁信息，同时接收采煤机控制器回复的握手解锁信息，若发送解锁信息时得到握手信号，则握手成功，变频器与采煤机的控制器通讯正常，通过通讯指令控制变频启动信号给定和速度调节；否则握手失败；

所述隔离应急模块上设有拨码开关，所述拨码开关用于判断采煤机的控制器是否正常，并根据采煤机的控制器的情况切换隔离应急模块的工作模式；当拨码开关处于OFF位置时，采煤机的控制器正常，由采煤机的控制器接收遥控接收机的CAN总线信息，采煤机控制器的数据输出接口与隔离应急模块连接，通过隔离应急模块将采煤机外围执行元件与控制器的电信号隔离；当拨码开关处于ON位置时，采煤机的控制器异常，由隔离应急模块临时接收遥控接收机的CAN总线信息，并直接控制采煤机外围执行元件工作；

所述采煤机的控制器内设有CAN应答模块、CAN握手模块；所述CAN应答模块，用于向变频通讯隔离握手模块发送应答信息；所述CAN握手模块，用于向变频通讯隔离握手模块发送握手解锁信息。

2.根据权利要求1所述的一种采煤机隔离应急握手系统，其特征在于，所述采煤机的控制器内设有第一CAN心跳判断模块、第一故障反馈模块；其中，所述第一CAN心跳判断模块，用于判断CAN总线心跳信号情况，如心跳异常，判断通讯中断或器件损坏，控制器停止接收和发送实时输入输出数据和控制指令；所述第一故障反馈模块，用于在控制器接收到故障反馈时，通过人机界面提醒操作人员。

3.根据权利要求1所述的一种采煤机隔离应急握手系统，其特征在于，所述隔离应急模块内设有第二CAN心跳判断模块、数据中断模块、第二故障反馈模块；其中，所述第二CAN心跳判断模块，用于判断CAN总线心跳信号情况，如心跳异常，隔离应急模块通过数据中断模块中断模块输出接口，所有外围执行元件停止；所述第二故障反馈模块，用于在隔离应急模块接收到故障反馈时，通过人机界面提醒操作人员。

4.根据权利要求1所述的一种采煤机隔离应急握手系统，其特征在于，所述遥控发射机内设置有第一微处理器、电池自适应模组、第一RF 射频模组，遥控发射机的正面设置有液晶显示屏、操作按键，遥控发射机的顶部设置有第一开关按钮、第一天线；其中，所述电池自适应模组用于为第一微处理器供电；所述第一RF 射频模组通过串行总线与第一微处理器连接，所述液晶显示屏与第一微处理器电连接，所述操作按键通过接口电路与第一微处理器连接。

5.根据权利要求1所述的一种采煤机隔离应急握手系统，其特征在于，所述遥控接收机与遥控发射机无线连接，遥控接收机内设置有第二微处理器、电源模块、第二RF 射频模组，所述电源模块用于为第二微处理器供电，所述第二RF 射频模组通过串行总线与第二微处理器连接；遥控发射机的顶部设置有第二开关按钮、第二天线；其中，所述微处理器包括CAN数据发送模块，所述CAN数据发送模块与微处理器的CAN接口电连接， CAN接口通过CAN总线与采煤机的控制器或隔离应急模块通讯。

6.根据权利要求4所述的一种采煤机隔离应急握手系统，其特征在于，所述遥控发射机的第一天线为鞭状天线，电池自适应模组采用锰酸锂离子电池，遥控发射机的正面还设置有指示灯，顶部还设置有挂绳孔，所述指示灯包括电源指示灯、发射信号指示灯、接收信号指示灯；所述操作按键包括急停键、牵停键、向左键、向右键、加速键、减速键、上升键、下降键、碎升键、碎降键、屏显键、翻页键、记忆键、示范键、手动键；其中，所述急停键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机主机停电，所述牵停键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机停止牵引，所述向左键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机向左行走，所述向右键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机向右行走，所述加速键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机牵引加速，所述减速键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机牵引减速，所述上升键在正常采煤机工作模式下用于控制采煤机截煤部上升，所述下降键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机截煤部下降，所述碎升键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机破碎上升，所述碎降键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机破碎下降，所述屏显键用于对遥控发射机进行设置；所述翻页键用于在正常采煤机工作模式下给采煤机的人机界面翻页；所述记忆键用于在正常采煤机工作模式下控制采煤机执行记忆截割功能；所述示范键用于在正常采煤机工作模式下做示范刀，储存煤机数据；所述手动键用于手动操作执行超过限制的动作。

7.根据权利要求5所述的一种采煤机隔离应急握手系统，其特征在于，所述遥控接收机的第二天线为鞭状天线，遥控接收机的正面设置有LED 指示灯，所述LED指示灯包括左遥控接收指示灯、右遥控接收指示灯、接收机无线发射指示灯、电源指示灯。

8.根据权利要求6所述的一种采煤机隔离应急握手系统，其特征在于，所述遥控发射机为FYF40-XZ遥控发射机，所述遥控接收机为FYS40-XZ遥控接收机，所述采煤机的控制器为EPEC-3724型号；遥控接收机内的CAN数据发送模块采用标准 CAN2.0B协议；

所述操作按键还包括智能键，所述智能键用于切换遥控发射机的工作模式，将遥控发射机由正常采煤机工作模式切换成本机设置模式，以实现机外遥控设置采煤机工作参数；操作按键为多功能键，不同的操作按键兼具上选择功能模块、下选择功能模块、左选择功能模块、右选择功能模块、确定功能模块、退出功能模块、数字0至9输入功能模块、发送功能模块、复位功能模块中的一个功能；其中， 所述上选择功能模块、下选择功能模块用于在本机设置模式下选择菜单的第几行，所述左选择功能模块、右选择功能模块用于在本机设置模式下改变对应菜单行的内容，选择第1或第n个数据监控显示界面，或选择设置界面；所述确定功能模块用于对上选择功能模块、下选择功能模块、左选择功能模块、右选择功能模块选择的内容进行确定，从而进入相应界面，当确定进入“数据监控显示界面”，则显示采煤机回馈的数据信息；当确定进入“设置界面”，则进入设置界面设置界面内容；所述退出功能模块用于对上选择功能模块、下选择功能模块、左选择功能模块、右选择功能模块选择的内容进行返回，从而离开相应界面；所述数字1至9输入功能模块用于在本机设置模式下更改采煤机的相应数据；所述发送功能模块用于在本机设置模式下对更改的采煤机数据进行发送；所述复位功能模块用于在本机设置模式下对采煤机进行设置。

9.权利要求1所述的采煤机隔离应急握手系统的通讯方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤S1、采煤机外围执行元件启动或工作时，通过变频器实时将外围执行元件的状态数据反馈给采煤机的控制器；在变频器通电后会发出通讯申请，变频通讯隔离握手模块的通讯申请接收模块接收到申请后，通过CAN询问模块向控制器发送应答信息，控制器的CAN应答模块向变频通讯隔离握手模块发送应答信息，表示允许解锁；变频通讯隔离握手模块的CAN解锁模块向采煤机的控制器发送握手解锁信息，若接收到采煤机控制器回复的握手解锁信息，则握手成功，变频器与采煤机的控制器通讯正常，通过通讯指令控制变频启动信号给定和速度调节；

步骤S2、采煤机正常工作模式下，遥控发射机的操作按键信号通过接口电路输入到第一微处理器内部进行编解码运算处理，然后通过串行总线将数据及配置信息发至第一RF射频模组，由第一RF射频模组进行射频调制放大后通过第一天线发送特定射频编码，同时第一微处理器控制液晶屏显示相应信息；

步骤S3、遥控接收机通过第二天线接收到特定射频无线信号，经第二RF 射频模组选频匹配解调，若数据信息符合配置要求，则通过串行总线传至第二微处理器进行编解码运算处理，处理后的有效数据通过CAN数据发送模块发出；

步骤S4、根据隔离应急模块的拨码开关位置以及第一CAN心跳判断模块、第二CAN心跳判断模块的数据情况选择工作模式；如果拨码开关处于OFF位置，且第一CAN心跳判断模块判断CAN总线心跳信号正常，则采煤机的控制器正常，由控制器接收遥控接收机的CAN总线数据信息，并通过隔离应急模块将采煤机外围执行元件与控制器的电信号隔离，间接控制外围执行元件工作；如果拨码开关处于ON位置，或第一CAN心跳判断模块判断CAN总线心跳信号异常，则采煤机的控制器异常，由隔离应急模块临时接收遥控接收机的CAN总线信息；同时通过第一故障反馈模块在人机界面反馈故障信息，提醒操作人员，尽快维修，并停机保护；

步骤S5、隔离应急模块临时接收遥控接收机的CAN总线信息后，通过第二CAN心跳判断模块判断CAN总线心跳信号情况；如果心跳正常，隔离应急模块直接控制采煤机外围执行元件工作；如果心跳异常，隔离应急模块通过数据中断模块中断模块输出接口，所有外围执行元件停止工作。

10.根据权利要求9所述的一种采煤机隔离应急握手系统的通讯方法，其特征在于，当根据实际情况需要更改采煤机采煤过程的技术参数时，执行以下步骤：

步骤S1、通过遥控发射机的智能键切换遥控发射机的工作模式，将遥控发射机由正常采煤机工作模式切换成本机设置模式，此时会进入“本机设置”界面；

步骤S2、在本机设置界面下，通过上选择功能模块、下选择功能模块选择菜单的第几行，通过左选择功能模块、右选择功能模块改变对应菜单行的内容，选择第1或第n个数据监控显示界面，或选择设置界面，之后通过确定功能模块或退出功能模块确定进入该界面或退出该界面；当确定进入“数据监控显示界面”，则显示采煤机回馈的数据信息；当确定进入“设置界面”，则可进入设置界面设置界面内容；

步骤S3、进入设置界面后根据需要设置选择进入相应功能，并根据需要更改的参数通过数字1至9输入功能模块对相应参数进行修改，修改成功后通过发送功能模块发送，完成对采煤机参数的设置。