本發(fā)明涉及一種綜采工作面監(jiān)控系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)，尤其是一種基于LabVIEW的綜采工作面三機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代化礦井逐步向綜采工作面自動(dòng)化采煤方向發(fā)展，隨著綜采工作面自動(dòng)化、智能化程度越來越高，通信總線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量越來越大，對(duì)通信總線可靠性、實(shí)時(shí)性和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理性的要求也越來越高。因此，尋找一種通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通信速度快、冗余性強(qiáng)、可靠性高的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是目前迫切需要解決的問題。

在現(xiàn)有技術(shù)中，《一種煤礦綜采工作面無(wú)人值守作業(yè)的控制方法》（申請(qǐng)?zhí)枺?01310177472.X）公開了一種基于端頭控制器的雙總線結(jié)構(gòu)通信方法，一路總線用于巡檢工作面液壓支架的工作狀態(tài)參數(shù)，并實(shí)時(shí)傳遞給集控計(jì)算機(jī)；另一路總線用于集中控制。但是該通信方法僅針對(duì)液壓支架控制系統(tǒng)，未能充分考慮通信冗余性，當(dāng)一路通信線路故障時(shí)將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)不能正常工作，且集控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸速率受端頭控制器限制。

《一種基于端頭控制器的液壓支架集控系統(tǒng)熱備份方法》（申請(qǐng)?zhí)枺?01510065421.7）公開了一種基于端頭控制器的液壓支架控制系統(tǒng)熱備份方法，當(dāng)集控計(jì)算機(jī)向端頭控制器的詢問命令未得到響應(yīng)或響應(yīng)不正確時(shí)，立即切換到備用端頭控制器集控模式，能夠快速準(zhǔn)確完成故障診斷并保證系統(tǒng)不間斷運(yùn)行。但是該通信方法僅針對(duì)液壓支架控制系統(tǒng)，對(duì)集控計(jì)算機(jī)和端頭控制器之間的通信起不到切換作用，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備較多，正常工作時(shí)只有一路總線處于工作狀態(tài)，對(duì)控制和監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性有很大影響，且集控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸速率受端頭控制器限制。

為此，尋找一種融合綜采工作面三機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通信速度快、冗余性強(qiáng)、可靠性高的通信方法不僅可以增強(qiáng)通信系統(tǒng)的冗余性、可靠性和通信模式轉(zhuǎn)換的靈活性，同時(shí)也為綜采工作面自動(dòng)化生產(chǎn)提供技術(shù)保障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于LabVIEW的綜采工作面三機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)，以解決現(xiàn)有通信系統(tǒng)中冗余性差、可靠性低和通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題。

本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明的技術(shù)方案是一種基于LabVIEW的綜采工作面三機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)；

所述方案包括以LabVIEW為核心的集控計(jì)算機(jī)通信單元、液壓支架控制器通信單元、采煤機(jī)控制器通信單元、刮板輸送機(jī)控制器通信單元和雙RS485通信總線；

所述集控計(jì)算機(jī)通信單元、液壓支架控制器通信單元、采煤機(jī)控制器通信單元和刮板輸送機(jī)控制器通信單元分別并聯(lián)至雙RS485總線并工作在主從工作模式下；

所述集控計(jì)算機(jī)通信單元在綜采工作面三機(jī)系統(tǒng)中為主機(jī)，所述液壓支架控制器通信單元、采煤機(jī)控制器通信單元和刮板輸送機(jī)控制器通信單元為從機(jī)；

所述集控計(jì)算機(jī)通信單元是綜采工作面三機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的核心，通過RS485通信總線1巡檢各個(gè)通信單元的狀態(tài)信息，并根據(jù)綜采工作面三機(jī)動(dòng)作邏輯通過RS485通信總線2將動(dòng)作命令發(fā)送給各個(gè)通信單元，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)信息實(shí)時(shí)巡檢和動(dòng)作命令快速發(fā)送；

所述液壓支架控制器通信單元、采煤機(jī)控制器通信單元、刮板輸送機(jī)控制器通信單元是動(dòng)作控制和狀態(tài)信息監(jiān)測(cè)的實(shí)際操作單元，所述液壓支架控制器通信單元、采煤機(jī)控制器通信單元和刮板輸送機(jī)控制器通信單元通過RS485通信總線1返回狀態(tài)信息給所述集控計(jì)算機(jī)，通過RS485通信總線2接收所述集控計(jì)算機(jī)通信單元發(fā)送的動(dòng)作控制命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓支架的動(dòng)作控制；

所述集控計(jì)算機(jī)通信單元通過LabVIEW軟件編程實(shí)現(xiàn)與所述液壓支架控制器通信單元、采煤機(jī)控制器通信單元和刮板輸送機(jī)控制器通信單元的通信，通過設(shè)置LabVIEW串口配置中奇偶校驗(yàn)位分別為0校驗(yàn)和1校驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)與RS485總線通信模式下數(shù)據(jù)幀和地址幀的匹配；

根據(jù)綜采工作面工作要求，所述基于LabVIEW的綜采工作面三機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)有五種工作模式：就地手動(dòng)控制模式、就地半自動(dòng)控制模式、遠(yuǎn)程點(diǎn)動(dòng)控制模式、遠(yuǎn)程半自動(dòng)控制模式和遠(yuǎn)程全自動(dòng)工作模式，并由所述集控計(jì)算機(jī)通信單元進(jìn)行切換；

就地手動(dòng)控制模式下，由所述液壓支架控制器通信單元、采煤機(jī)控制器通信單元和刮板輸送機(jī)控制器通信單元控制對(duì)應(yīng)設(shè)備的動(dòng)作，所述集控計(jì)算機(jī)通信單元負(fù)責(zé)巡檢各個(gè)通信單元的狀態(tài)信息；

就地半自動(dòng)控制模式下，由所述采煤機(jī)控制器通信單元控制相應(yīng)設(shè)備的動(dòng)作，所述集控計(jì)算機(jī)通信單元負(fù)責(zé)巡檢各個(gè)控制器通信單元的狀態(tài)信息，并根據(jù)所述采煤機(jī)控制器通信單元狀態(tài)信息自動(dòng)地將動(dòng)作命令發(fā)送給液壓支架控制器通信單元和刮板輸送機(jī)控制器通信單元，實(shí)現(xiàn)就地半自動(dòng)控制；

遠(yuǎn)程點(diǎn)動(dòng)控制模式下，由所述集控計(jì)算機(jī)通信單元控制各個(gè)設(shè)備的動(dòng)作，所述集控計(jì)算機(jī)通信單元負(fù)責(zé)巡檢各個(gè)通信單元的狀態(tài)信息，并根據(jù)人工輸入的控制命令分別將對(duì)應(yīng)的動(dòng)作命令發(fā)送給對(duì)應(yīng)的通信單元，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程點(diǎn)動(dòng)控制；

遠(yuǎn)程半自動(dòng)控制模式下，由所述集控計(jì)算機(jī)通信單元控制采煤機(jī)的動(dòng)作，所述集控計(jì)算機(jī)通信單元巡檢各個(gè)通信單元狀態(tài)信息，并根據(jù)人工輸入的動(dòng)作命令發(fā)送給采煤機(jī)控制器通信單元，根據(jù)所述采煤機(jī)控制器狀態(tài)信息自動(dòng)地將相應(yīng)的動(dòng)作命令發(fā)送給液壓支架控制器通信單元和刮板輸送機(jī)控制器通信單元，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程半自動(dòng)控制；

全自動(dòng)工作模式下，所述集控計(jì)算機(jī)通信單元根據(jù)煤層情況自動(dòng)設(shè)計(jì)采煤機(jī)運(yùn)行軌跡，并根據(jù)各個(gè)通信單元狀態(tài)信息自動(dòng)將動(dòng)作命令發(fā)送給各個(gè)控制器通信單元，控制各個(gè)設(shè)備的動(dòng)作以配合采煤機(jī)自動(dòng)化采煤，實(shí)現(xiàn)綜采工作面三機(jī)的全自動(dòng)工作；

所述集控計(jì)算機(jī)通信單元過程中進(jìn)行故障位置檢測(cè)，所述集控計(jì)算機(jī)通信單元與其它通信單元之間的RS485通信總線發(fā)生故障時(shí)，顯示故障位置信息并進(jìn)行故障報(bào)警，同時(shí)將相應(yīng)的巡檢命令和動(dòng)作命令在另一路RS485總線上執(zhí)行，隔離通信故障線路段，保證系統(tǒng)正常工作；

實(shí)施本發(fā)明上述所提供的一種基于LabVIEW的綜采工作面三機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明解決了現(xiàn)有發(fā)明未能對(duì)綜采工作面三機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，也不能通過集控計(jì)算機(jī)通信單元直接與液壓支架控制器通信單元、采煤機(jī)控制器通信單元、刮板輸送機(jī)通信單元進(jìn)行多機(jī)通信。通過設(shè)置LabVIEW串口配置中奇偶校驗(yàn)位分別為0校驗(yàn)和1校驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)與RS485總線通信模式下數(shù)據(jù)幀和地址幀的匹配。通過將集控計(jì)算機(jī)通信單元、液壓支架控制器通信單元、采煤機(jī)通信單元和刮板輸送機(jī)通信單元分別并聯(lián)至雙RS485通信總線上并使其工作在主從工作模式下，以集控計(jì)算機(jī)作為主機(jī)，以其余控制器作為從機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)綜采工作面三機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化和冗余性設(shè)計(jì)。本發(fā)明將綜采工作面三機(jī)有機(jī)地融合到一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中，簡(jiǎn)化了綜采工作面三機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了系統(tǒng)通信的實(shí)時(shí)性和冗余性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明綜采工作面三機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)示意圖。

圖2是本發(fā)明LabVIEW總線通信模式下串口配置示意圖。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做出進(jìn)一步的說明。

如附圖1所示的實(shí)施本發(fā)明上述所提供的一種基于LabVIEW的綜采工作面三機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)，綜采工作面三機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)由集控計(jì)算機(jī)J1、液壓支架控制器Y1~Yn、采煤機(jī)控制器C1和刮板輸送機(jī)控制器G1構(gòu)成。監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信由RS485通信實(shí)現(xiàn)，通信協(xié)議為MODBUS協(xié)議。所述集控計(jì)算機(jī)通過RS485通信總線1和RS485通信總線2分別連接所有的控制器。

所述基于LabVIEW的綜采工作面三機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)包括五種工作模式：就地手動(dòng)控制模式、就地半自動(dòng)控制模式、遠(yuǎn)程點(diǎn)動(dòng)控制模式、遠(yuǎn)程半自動(dòng)控制模式和遠(yuǎn)程全自動(dòng)工作模式；

就地手動(dòng)控制模式下，由液壓支架控制器、采煤機(jī)控制器和刮板輸送機(jī)控制器控制對(duì)應(yīng)設(shè)備的動(dòng)作，集控計(jì)算機(jī)通信單元負(fù)責(zé)巡檢各個(gè)通信單元的狀態(tài)參數(shù)等；就地半自動(dòng)控制模式下，由采煤機(jī)控制器控制相應(yīng)設(shè)備的動(dòng)作，集控計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)巡檢各個(gè)控制器的狀態(tài)信息，并根據(jù)采煤機(jī)控制器狀態(tài)信息自動(dòng)地將動(dòng)作命令發(fā)送給液壓支架控制器和刮板輸送機(jī)控制器實(shí)現(xiàn)就地半自動(dòng)控制；遠(yuǎn)程點(diǎn)動(dòng)控制模式下，由集控計(jì)算機(jī)控制各個(gè)設(shè)備的動(dòng)作，集控計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)巡檢各個(gè)控制器的狀態(tài)信息，并根據(jù)人工輸入的控制命令分別將對(duì)應(yīng)的動(dòng)作命令發(fā)送給對(duì)應(yīng)的控制器；遠(yuǎn)程半自動(dòng)控制模式下，由集控計(jì)算機(jī)控制采煤機(jī)的動(dòng)作，集控計(jì)算機(jī)巡檢各個(gè)控制器狀態(tài)信息，并根據(jù)人工輸入的動(dòng)作命令發(fā)送給采煤機(jī)控制器，根據(jù)采煤機(jī)控制器自動(dòng)地將相應(yīng)的動(dòng)作命令發(fā)送給液壓支架控制器和刮板輸送機(jī)控制器；全自動(dòng)工作模式下，集控計(jì)算機(jī)根據(jù)煤層情況自動(dòng)設(shè)計(jì)采煤機(jī)運(yùn)行軌跡，并根據(jù)各個(gè)控制器狀態(tài)信息自動(dòng)將動(dòng)作命令發(fā)送給各個(gè)控制器，控制各個(gè)設(shè)備的動(dòng)作以配合采煤機(jī)自動(dòng)化采煤；

集控計(jì)算機(jī)是監(jiān)控系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)巡檢各個(gè)控制器的狀態(tài)信息以及發(fā)送控制命令給相應(yīng)的控制器，液壓支架控制器、采煤機(jī)控制器、刮板輸送機(jī)控制器是動(dòng)作控制和狀態(tài)信息監(jiān)測(cè)的實(shí)際操作單元，液壓支架控制器、采煤機(jī)控制器和刮板輸送機(jī)控制器通過RS485通信總線1返回狀態(tài)信息給集控計(jì)算機(jī)，通過RS485通信總線2接收集控計(jì)算機(jī)通信單元發(fā)送的控制命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓支架的動(dòng)作控制，；

集控計(jì)算機(jī)通信過程中進(jìn)行故障位置檢測(cè)，集控計(jì)算機(jī)與其它控制器之間的RS485通信總線發(fā)生故障時(shí)，顯示故障位置信息并進(jìn)行故障報(bào)警，同時(shí)將相應(yīng)的巡檢命令和動(dòng)作命令在另一路RS485總線上執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)通信故障隔離，保證系統(tǒng)正常工作；

如附圖2所示實(shí)施本發(fā)明LabVIEW總線通信模式下串口配置，集控計(jì)算機(jī)的總線通信模式中，串口發(fā)送命令的第一個(gè)字節(jié)時(shí)將串口奇偶校驗(yàn)位設(shè)置為1校驗(yàn)，匹配RS485總線模式下的地址幀，發(fā)送剩余字節(jié)時(shí)將串口奇偶校驗(yàn)位設(shè)置為0校驗(yàn)，匹配RS485總線模式下的數(shù)據(jù)幀，實(shí)現(xiàn)與各個(gè)控制器RS485總線通信。