連采工作面設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及煤礦井下連采工作面，具體涉及一種連采工作面設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 連采工作面是一種集掘進(jìn)、切割、行走、轉(zhuǎn)運(yùn)、噴霧滅塵、通風(fēng)于一體的生產(chǎn)設(shè)備系 統(tǒng)。當(dāng)前我國(guó)連采技術(shù)向著大型化、高效化、國(guó)產(chǎn)化發(fā)展，但這些都是在井下就地生產(chǎn)模式 下的改進(jìn)，所有設(shè)備的控制，設(shè)備生產(chǎn)狀況等均由就地崗位工操作。地面調(diào)度集控中心與井 下連采生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)電話溝通，導(dǎo)致地面調(diào)度集控中心無(wú)法實(shí)時(shí)掌握連采設(shè)備的運(yùn)行、生 產(chǎn)狀況，連采生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)無(wú)法保存、查詢，無(wú)法生成數(shù)據(jù)報(bào)表，地面調(diào)度集控中心更無(wú)法 遠(yuǎn)程控制連采工作面的相關(guān)設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，本發(fā)明提出一種連采工作面設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)連采工作 面設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制，提高系統(tǒng)自動(dòng)化程度。
[0004] 本發(fā)明提供了一種連采工作面設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)，其中，包括：上位機(jī)、以 太環(huán)網(wǎng)平臺(tái)、KZ-A控制柜、KZ-B控制柜、第一Modbus通訊模塊和第二Modbus通訊模塊；其 中，KZ-A控制柜通過(guò)以太環(huán)網(wǎng)平臺(tái)接入到上位機(jī)，KZ-A控制柜中配置有處理器CPU，KZ-B控 制柜為KZ-A控制柜的遠(yuǎn)程站，兩者以電纜連接；并且，KZ-A控制柜通過(guò)第一Modbus通訊模 塊與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備電連接，KZ-B控制柜通過(guò)第二Modbus通訊模塊與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備電連接。
[0005] 優(yōu)選的是，其中，與KZ-A控制柜連接的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備包括：配電點(diǎn)移變高低壓饋頭、風(fēng) 機(jī)饋電開(kāi)關(guān)、膠帶機(jī)饋電開(kāi)關(guān)、膠帶機(jī)控制器和膠帶機(jī)保護(hù)器。
[0006] 優(yōu)選的是，其中，與KZ-B控制柜連接的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備包括：連采機(jī)、饋電開(kāi)關(guān)和給料破 碎機(jī)控制器。
[0007] 優(yōu)選的是，其中，上位機(jī)采用人機(jī)界面HMI工作站，人機(jī)界面HMI工作站配置有PLC 通訊驅(qū)動(dòng)。
[0008] 優(yōu)選的是，其中，KZ-A控制柜和KZ-B控制柜內(nèi)均設(shè)置有工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，用于 接入以太網(wǎng)控制平臺(tái)。
[0009] 優(yōu)選的是，其中，KZ-A控制柜和KZ-B控制柜通過(guò)以太網(wǎng)遠(yuǎn)程IO通訊。
[0010] 優(yōu)選的是，其中，KZ-A柜通過(guò)背板與第一Modbus通訊模塊連接。
[0011] 優(yōu)選的是，其中，KZ-B柜通過(guò)背板與第二Modbus通訊模塊連接。
[0012] 優(yōu)選的是，其中，第一Modbus通訊模塊與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備采用主從通訊。
[0013] 優(yōu)選的是，其中，第二Modbus通訊模塊與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備采用主從通訊。
[0014] 本發(fā)明的連采工作面設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)具有對(duì)連采工作面現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù) 顯示、遠(yuǎn)程控制和設(shè)備報(bào)警等功能，可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、電量等參數(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn) 程監(jiān)控，提高了礦井的自動(dòng)化信息程度，縮短了故障診斷時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)減少 了崗位工人的現(xiàn)場(chǎng)操作，提高了礦井的安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1是本發(fā)明的連采工作面設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)的架構(gòu)圖。
[0016] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的連采工作面設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0017] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例的連采工作面設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 以下結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0019] 圖1為本發(fā)明的連采工作面設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)框圖，其包括：上 位機(jī)110、以太環(huán)網(wǎng)平臺(tái)150、KZ-A控制柜12UKZ-B控制柜122、第一Modbus通訊模塊131 和第二Modbus通訊模塊132;其中，KZ-A控制柜121通過(guò)以太環(huán)網(wǎng)平臺(tái)150接入到上位機(jī) 110,KZ-A控制柜121中配置有處理器CPU，KZ-B控制柜122為KZ-A控制柜121的遠(yuǎn)程站， 兩者以電纜連接；并且，KZ-A控制柜121通過(guò)第一Modbus通訊模塊131與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備電連接， KZ-B控制柜122通過(guò)第二Modbus通訊模塊132與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備電連接。操作人員通過(guò)上位機(jī) 110查看現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)、故障報(bào)警、歷史記錄等，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
[0020] 其中，上位機(jī)110采用人機(jī)界面HMI工作站，其配置有對(duì)應(yīng)的PLC通訊驅(qū)動(dòng)，安裝 RSlinx，通過(guò)EtherNet/IP協(xié)議與PLC進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示和遠(yuǎn)程 控制的功能。
[0021] 其中，KZ-A控制柜121和KZ-B控制柜122內(nèi)均設(shè)置有工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，用于接 入以太環(huán)網(wǎng)平臺(tái)150。工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)可選用高性能的HirschMann系列網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，具 備高可靠性和互換性。
[0022] 具體來(lái)看，在本發(fā)明的實(shí)施例中，根據(jù)連采工作面的設(shè)備布置情況，可將連采工作 面劃分為兩個(gè)控制區(qū)域：A和B，對(duì)應(yīng)設(shè)置防爆PLC(ProgrammableLogicController，可編 程邏輯控制器）控制柜：KZ-A和KZ-B;其中考慮到連采工作面的運(yùn)行性質(zhì)，在KZ-A中配置 處理器CPU，KZ-B為KZ-A的遠(yuǎn)程站，兩者以電纜連接，并通過(guò)以太網(wǎng)遠(yuǎn)程10模塊通訊，將 KZ-B的地址映射到KZ-A中的處理器的約定內(nèi)存地址，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
[0023]KZ-A柜121通過(guò)背板與第一Modbus通訊模塊131連接，KZ-B柜122通過(guò)背板與 第二Modbus通訊模塊132連接。
[0024] 參考圖2, 一方面，在本發(fā)明的實(shí)施例中，KZ-A控制的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝在連采膠帶機(jī) 頭位置，位置相對(duì)比較固定，KZ-A控制的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備具體包括以下設(shè)備：
[0025] ①配電點(diǎn)移變高低壓饋頭210,數(shù)量為4臺(tái)，通過(guò)ModbusRTU通訊協(xié)議RS485接口 接入KZ-A，1臺(tái)型號(hào)為KBSGZY-120/10,用于給連采機(jī)、錨桿機(jī)和給料破碎機(jī)供電，1臺(tái)型號(hào) 為KBSGZY-630/10,用于給連采膠帶機(jī)和工作面排水供電，2臺(tái)型號(hào)為KBSGZY-200/10,用于 給局部通風(fēng)機(jī)供電，局部通風(fēng)機(jī)設(shè)置為2臺(tái)，一臺(tái)備用；
[0026] ②風(fēng)機(jī)饋電開(kāi)關(guān)250,數(shù)量為4臺(tái)，其中3臺(tái)型號(hào)為KBZ-200 11，1臺(tái)型號(hào)為 KBZ-400II，用于控制局部通風(fēng)機(jī)，通過(guò)非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議RS485接口接入KZ-A;
[0027] ③膠帶機(jī)饋電開(kāi)關(guān)240,數(shù)量為1臺(tái)，型號(hào)為BKD-400Z/1140,用于控制連采膠帶機(jī) 供電，通過(guò)ModbusRTU通訊協(xié)議RS485接口接入KZ-A;
[0028] ④膠帶機(jī)控制器230,數(shù)量為1套，型號(hào)為ZJT-250/660,用于控制連采膠帶機(jī)的變 頻驅(qū)動(dòng)，通過(guò)以太網(wǎng)通訊接口RJ45接入KZ-A;
[0029] ⑤膠帶機(jī)保護(hù)器220,數(shù)量為1套，型號(hào)為KJZ110-12/16,用于實(shí)現(xiàn)連采膠帶機(jī)堆 煤、跑偏及煙霧等保護(hù)，通過(guò)ModbusRTU通訊協(xié)議RS485接口接入KZ-A。
[0030] 在本實(shí)施例中，風(fēng)機(jī)饋電開(kāi)關(guān)250通過(guò)RS485非標(biāo)準(zhǔn)自定義協(xié)議接入到KZ-A對(duì)應(yīng) 的接口模塊中，在接口模塊中實(shí)現(xiàn)協(xié)議的解析轉(zhuǎn)換為EtherNet/IP的接口映射到CPU地址 I/O區(qū)域，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。
[0031] 在作業(yè)過(guò)程中，可將第一Modbus通訊模塊131設(shè)置為主站，配電點(diǎn)移變高低壓饋 頭210綜保設(shè)置為從站，通過(guò)與綜保的通訊，實(shí)現(xiàn)移變數(shù)據(jù)顯示、遠(yuǎn)程控制、參數(shù)設(shè)置和報(bào) 警等功能。
[0032] 可將第一Modbus通訊模塊131設(shè)置為主站，膠帶機(jī)保護(hù)器220設(shè)置為從站，通過(guò) 主從通訊，實(shí)現(xiàn)皮帶保護(hù)顯示功能。
[0033] 可將第一Modbus通訊模塊131設(shè)置為主站，膠帶機(jī)控制器230設(shè)置為從站，通過(guò) 主從通訊，實(shí)現(xiàn)變頻數(shù)據(jù)顯示、遠(yuǎn)程控制、參數(shù)設(shè)置和報(bào)警等功能。
[0034] 可將第一Modbus通訊模塊131設(shè)置為主站，膠帶機(jī)饋電開(kāi)關(guān)240綜保設(shè)置為從 站，通過(guò)主從通訊，實(shí)現(xiàn)饋電開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)顯示、遠(yuǎn)程控制、報(bào)警等功能。
[0035] 參考圖2,另一方面，在本發(fā)明的實(shí)施例中，KZ-B柜122控制的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備具體包括 以下設(shè)備：
[0036] 必連采機(jī)〇?^)270，數(shù)量1臺(tái)，型號(hào)為1(^1201115-100舅5238，用于掘進(jìn)采煤，由動(dòng) 力電纜通過(guò)動(dòng)力載波信號(hào)傳輸