CN203905989U - 一种矿用工作面远程集控操作台 - Google Patents

Abstract

一种矿用工作面远程集控操作台，包括1个操作面板、底壳、4个键值扫描矩阵、1个单片机核心、多种数据通信接口、8个可快速插拔铜座；操作面板上印有操作对象采煤机的轮廓图，安装有旋钮、金属按钮、可上拨和下拨的扭子开关、摇杆、急停开关、指示灯；4个键值扫描矩阵均为4行×5列的结构，每个键值扫描矩阵可定义20个键值；多种数据通信接口包括标准单线CAN、双线CAN、RS485、RS232、以太网接口；单片机核心为M2378嵌入式工业控制模块；可快速插拔铜座为煤矿专用4芯铜插座。采煤工人可通过它在顺槽控制台远程操控工作面上的工作面设备，实现综采设备远程集控。本实用新型具有功能强大、操作方式直观明了、安装维护方便的优点。

Description

一种矿用工作面远程集控操作台

技术领域

本实用新型涉及一种远程操作台，尤其涉及一种煤矿综采工作面集控用远程操作台。

背景技术

我国有数百个大型煤矿，数万个中小煤矿，每个煤矿平均2-3个综采工作面。这些工作面绝大部分都采用长臂综合机械化采煤工艺进行开采。必不可少的综采设备就包括采煤机、液压支架、泵站、刮板运输机、转载机、破碎机等，其中刮板运输机、转载机、破碎机常统称为工作面三机。单说这些综采设备，每一类每一种都是一个复杂的机、电、液综合体，这些设备的控制本身就各自需要一套完整的单机控制理论和单机控制主控计算机来实现。然而综合机械化开采需要以上各类综采设备协调连续运行，所谓协调至少包括逆煤流启动、顺煤流停机、液压支架跟机自动化、采煤机牵引速度和三机煤流负荷平衡等等。这些协调运行的实现就要求存在一个凌驾于这些单系统之上的顺槽监控中心来统一控制这些单机，使其各自的运行模式相互协调、速率、功率等关键参数匹配，符合综采自动化的要求。

顺槽监控中心位于顺槽设备列车上，距长臂工作面端头一搬有300米左右的距离。顺槽监控中心由顺槽监控主机及其显示器、网络交换机和工作面远程操作台组成，其中远程操作台包含工作面远程集控操作台和液压支架远程操作台。工作面因为是采煤现场，电气设备工作的环境比较恶劣，煤尘、潮气、噪声、电磁干扰等等污染源集中，而监控中心相对来说环境好得多。在顺槽监控中心实现综采设备的远程控制和操作无疑大大改善了工人的工作环境，降低了劳动强度，增强了开采安全性。

所述工作面远程集控操作台即为在顺槽监控中心远程集中控制工作面三机、泵站、采煤机所用的操作台。

发明内容

本实用新型的目的是：通过集中控制思想和顺槽监控中心来解决工作面生产过程中三机、泵站、采煤机等综采设备各成系统、各自单独受控而达不到真正协调连续开采目标的问题。将以往单系统各自单独就地控制的模式改为在监控中心通过集控操作台上统一远程控制的模式。

为实现上述目的，提出以下技术方案：

一种矿用工作面远程集控操作台，包括1个操作面板、底壳、4个键值扫描矩阵、1个单片机核心、多种数据通信接口、8个可快速插拔铜座；所述操作面板上印有操作对象采煤机的轮廓图，安装有旋钮、金属按钮、可上拨和下拨的扭子开关、摇杆、急停开关、指示灯；所述4个键值扫描矩阵均为4行×5列的结构，每个所述键值扫描矩阵可定义20个键值；所述多种数据通信接口包括标准单线CAN、双线CAN、RS485、RS232、以太网接口；所述单片机核心为M2378嵌入式工业控制模块；所述可快速插拔铜座为煤矿专用4芯铜插座。

优选所述操作面板和底壳间采用标准的工业用直角回转锁紧固，使用EPDM三元乙丙橡胶材质的自夹紧式密封条密封。

优选所述操作面板按操作对象划分为总控区、三机集控区、泵站集控区、采煤机集控区四大分区，四大分区之间设有分区界线。

优选所述总控区设置有心跳按钮、一键启按键、一键停按键、总急停开关、总急停指示灯和总控模式选择旋钮，其中所述总急停指示灯在系统急停时显示为红色，所述总控模式选择旋钮有手动、远程、全自动三种模式可选。

优选所述三机集控区设置有三机急停开关、三机急停指示灯、三机控制模式选择旋钮，还有顺序、1#皮带、2#皮带、采煤机、备用、启动、破碎机、转载机、前部、后部、备用、停止共12个按钮，其中所述三机急停指示灯在三机急停时显示为红色，所述三机控制模式选择旋钮有手动、闭锁、自动三种模式可选。

优选所述泵站集控区设置有泵站急停开关、泵站急停指示灯、泵站控制模式选择旋钮，还有液泵、1#液泵、2#液泵、3#液泵、4#液泵、启动、水泵、1#水泵、2#水泵、3#水泵、备用、停止共12个按钮，其中所述泵站急停指示灯在泵站急停时显示为红色，所述泵站控制模式选择旋钮有手动、闭锁、自动三种模式可选。

优选所述采煤机集控区设置有采煤机急停开关、采煤机急停指示灯、采煤机控制模式选择旋钮，其中所述采煤机急停指示灯在泵站急停时显示为红色，所述采煤机控制模式选择旋钮有手动、闭锁、自动三种模式可选；还有左右截割启动、左右截割停止、采煤机破碎启动、采煤机破碎停止、总启、牵启、牵停、复位、总停、辅助功能1、辅助功能2、辅助功能3、辅助功能4、上一视频、下一视频、视频切换、分屏／全屏、备注、示范、记忆、在线学习、退出干预共24个按钮，左摇臂调高调低、右摇臂调高调低、破碎臂调高调低3个扭子开关，和1个十字摇杆开关，所述十字摇杆开关其左、右、上、下方位键功能分别定义为采煤机左、右牵引和加速、减速。

优选所述心跳按钮包含的安全策略为在远程操作模式下操作人员需每隔30秒主动去按下该按钮来表征当前操作人员在岗，远程操作功能方可继续使用，否则系统远程操作功能被解除，自动回到就地控制模式。

优选所述三机急停开关、泵站急停开关、采煤机急停开关均为硬件急停开关，任意一个被拍下后对应的子系统立即急停；所述总急停开关拍下后，所有系统立即急停。

本实用新型的优点在于：

1、功能强大，一个操作台实现了工作面三机、泵站、采煤机系统的全部控制，有利于实现工作面设备协调连续运行；

2、操作方式直观明了，操作对象轮廓直接印在面板上，特定功能的操作按键布局于其所对应的功能部件处，比如在面板上所印的采煤机左右摇臂上布置摇臂调高调低的按钮；

3、安装方便，所有电气连接均采用可快速插拔的铜头和铜座；

4、维护方便，改常用的螺钉紧固为直角回转锁紧固方式，只用三把钥匙同时开启就可以打开机箱，进行内部维护，避免了一次拧几十个螺钉才能开箱的麻烦。

附图说明

附图1为本实用新型的组成图；

附图2为本实用新型的操作面板图；

附图3为本实用新型的系统应用框图。

具体实施方式

参见附图1-2，其描述了本实用新型所述工作面远程集控操作台的一种优选实施例，包括1个操作面板、底壳、4个键值扫描矩阵、1个单片机核心、多种数据通信接口、8个可快速插拔铜座。所述操作面板上印有操作对象采煤机的轮廓图，安装有旋钮、金属按钮、扭子开关(可上拨和下拨)、摇杆、急停开关、指示灯等元件；所述4个键值扫描矩阵均为4行×5列的结构，可定义20个键值，4个矩阵可定义80个键值；所述多种数据通信接口包括标准单线CAN、双线CAN、RS485、RS232、以太网接口；所述单片机核心为M2378嵌入式工业控制模块；所述可快速插拔铜座为煤矿专用4芯铜插座。

操作面板和底壳间采用标准的工业用直角回转锁紧固，EPDM三元乙丙橡胶材质的自夹紧式密封条密封，以此构成整个操作台的外壳式机箱。此种设计只需要三把钥匙同时开启就可以打开机箱，避免了一次拧几十个螺钉才能打开机箱的麻烦。

参见附图2，其描述了本实用新型所述工作面远程集控操作台的操作面板按键布局。操作面板按操作对象分为总控、三机集控、泵站集控、采煤机集控四大分区，面板上设有明显分区界线。操作者只需在操作台按下相应的功能键，操作命令就可以通过通信平台到达各控制主机，执行相应的功能。

所述总控区设置有心跳按钮、一键启按键、一键停按键、总急停开关、总急停指示灯(系统急停时显示为红色)、总控模式选择旋钮(手动、远程、全自动三种模式可选)。

所述三机集控区设置有三机急停开关、三机急停指示灯(三机急停时显示为红色)、三机控制模式选择旋钮(手动、闭锁、自动三种模式可选)，还有顺序、1#皮带、2#皮带、采煤机、备用、启动、破碎机、转载机、前部、后部、备用、停止共12个按钮。

所述泵站集控区设置有泵站急停开关、泵站急停指示灯(泵站急停时显示为红色)、泵站控制模式选择旋钮(手动、闭锁、自动三种模式可选)，还有液泵、1#液泵、2#液泵、3#液泵、4#液泵、启动、水泵、1#水泵、2#水泵、3#水泵、备用、停止共12个按钮。

所述采煤机集控区设置有采煤机急停开关、采煤机急停指示灯(泵站急停时显示为红色)、采煤机控制模式选择旋钮(手动、闭锁、自动三种模式可选)；还有左右截割启动、左右截割停止、采煤机破碎启动、采煤机破碎停止、总启、牵启、牵停、复位、总停、辅助功能1、辅助功能2、辅助功能3、辅助功能4、上一视频、下一视频、视频切换、分屏／全屏、备注、示范、记忆、在线学习、退出干预共24个按钮；左摇臂调高调低、右摇臂调高调低、破碎臂调高调低3个扭子开关；1个十字摇杆开关，其左、右、上、下方位键功能分别定义为采煤机左、右牵引和加速、减速。

所述心跳按钮包含的安全策略为在远程操作模式下操作人员需每隔30秒主动去按下该按钮来表征当前操作人员在岗，远程操作功能方可继续使用，否则系统自动进入就地模式，远程操作功能被解除。

参见附图3，其描述了本实用新型的系统应用框图。工作面三机、泵站、采煤机的直接控制仍然由各自系统的主控计算机来完成，其动力来源由组合开关控制，组合开关上设计有急停闭锁系统，一旦急停开关被拍下，对应系统断电，危险动作被立即停止。网络交换机将顺槽监控主机和这些单系统主控计算机连在一起。操作者在远程操作台上所发出的的操作命令通过顺槽监控主机所发现，然后按设计好的模式传输给各系统主控计算机，从而使得各单机执行相应的动作。远程操作台上的急停开关均为硬件急停开关，其串入了组合开关的急停闭锁系统，意即任意一个被拍下后对应的子系统立即急停；总急停开关拍下后，所有系统立即急停。操作者可在顺槽监控主机的软件页面上直观观察到远程操作的结果。

以上所述，仅为本实用新型专利较佳的具体实施方式，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种矿用工作面远程集控操作台，其特征在于：包括1个操作面板、底壳、4个键值扫描矩阵、1个单片机核心、多种数据通信接口、8个可快速插拔铜座；所述操作面板上印有操作对象采煤机的轮廓图，安装有旋钮、金属按钮、可上拨和下拨的扭子开关、摇杆、急停开关、指示灯；所述4个键值扫描矩阵均为4行×5列的结构，每个所述键值扫描矩阵可定义20个键值；所述多种数据通信接口包括标准单线CAN、双线CAN、RS485、RS232、以太网接口；所述单片机核心为M2378嵌入式工业控制模块；所述可快速插拔铜座为煤矿专用4芯铜插座。 

2.如权利要求1所述的矿用工作面远程集控操作台，其特征在于：所述操作面板和底壳间采用工业用直角回转锁紧固，使用EPDM三元乙丙橡胶材质的自夹紧式密封条密封。 

3.如权利要求1所述的矿用工作面远程集控操作台，其特征在于：所述操作面板按操作对象划分为总控区、三机集控区、泵站集控区、采煤机集控区四大分区，四大分区之间设有分区界线。 

4.如权利要求3所述的矿用工作面远程集控操作台，其特征在于：所述总控区设置有心跳按钮、一键启按键、一键停按键、总急停开关、总急停指示灯和总控模式选择旋钮，其中所述总急停指示灯在系统急停时显示为红色，所述总控模式选择旋钮有手动、远程、全自动三种模式可选。 

5.如权利要求3所述的矿用工作面远程集控操作台，其特征在于：所述三机集控区设置有三机急停开关、三机急停指示灯、三机控制模式选择旋钮，还有顺序、1#皮带、2#皮带、采煤机、备用、启动、破碎机、转载机、前部、后部、备用、停止共12个按钮，其中所述三机急停指示灯在三机急停时显示为红色，所述三机控制模式选择旋钮有手动、闭锁、自动三种模式可选。 

6.如权利要求3所述的矿用工作面远程集控操作台，其特征在于：所述泵站集控区设置有泵站急停开关、泵站急停指示灯、泵站控制模式选择旋钮，还有液泵、1#液泵、2#液泵、3#液泵、4#液泵、启动、水泵、1#水泵、2#水泵、3#水泵、备用、停止共12个按钮，其中所述泵站急停指示灯在泵站急停时显示为红色，所述泵站控制模式选择旋钮有手动、闭锁、自动三种模式可选。 

7.如权利要求3所述的矿用工作面远程集控操作台，其特征在于：所述采煤机集控区设置有采煤机急停开关、采煤机急停指示灯、采煤机控制模式选择旋钮，其中所述采煤机急停指示灯在泵站急停时显示为红色，所述采煤机控制模式选择旋钮有手动、闭锁、自动三种模式可选；还有左右截割启动、左右截割停止、采煤机破碎启动、采煤机破碎停止、总启、牵启、牵停、复位、总停、辅助功能1、辅助功能2、辅助功能3、辅助功能4、上 一视频、下一视频、视频切换、分屏/全屏、备注、示范、记忆、在线学习、退出干预共24个按钮，左摇臂调高调低、右摇臂调高调低、破碎臂调高调低3个扭子开关，和1个十字摇杆开关，所述十字摇杆开关其左、右、上、下方位键功能分别定义为采煤机左、右牵引和加速、减速。 

8.如权利要求4-7任一所述的矿用工作面远程集控操作台，其特征在于：所述三机急停开关或泵站急停开关或采煤机急停开关为硬件急停开关，被拍下后对应的子系统立即急停；所述总急停开关被拍下后，所有系统立即急停。