本發(fā)明涉及一種煤礦無人值守工作面液壓支架遠程控制系統(tǒng)，適用于機械領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

煤炭是我國一次能源的主體，國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要明確指出，要大力發(fā)展煤炭清潔、高效、安全開采和利用技術(shù)，并且將開發(fā)高效自動化開采技術(shù)列為重點領(lǐng)域的優(yōu)先發(fā)展主題。煤炭綜合機械化、自動化采煤技術(shù)是實現(xiàn)安全高效開采的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而液壓支架的電液自動控制系統(tǒng)又是該環(huán)節(jié)的重要組成部分。液壓支架電液控制系統(tǒng)是集傳感器技術(shù)、信號處理技術(shù)、計算機及控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、液壓閥控制技術(shù)于一體的綜合控制技術(shù)。自綜采技術(shù)誕生以來，液壓支架控制技術(shù)一直被國外所壟斷，特別是德國的DPT、MARCO、TIEFEN—BACH、EEP和美國JOY公司的產(chǎn)品，幾乎占據(jù)了整個中國煤炭行業(yè)市場。國外產(chǎn)品技術(shù)的先進性、運行的穩(wěn)定性和動作的可靠性是毋庸置疑的，但價格昂貴、供貨周期長、配件不及時，直接影響到煤炭生產(chǎn)成本。特別是其協(xié)議不公開、技術(shù)保密、更新速度慢、不適應(yīng)我國現(xiàn)代化無人開采技術(shù)發(fā)展等問題，嚴重制約著我國煤炭工業(yè)的技術(shù)進步，更成為制約我國煤炭高效集約化生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的瓶頸。近幾年來，國內(nèi)在電液控制技術(shù)開發(fā)方面群雄并起，但是缺乏對關(guān)鍵技術(shù)的突破和掌握，目前還沒有實用性的創(chuàng)新技術(shù)和產(chǎn)品在市場上占有一席之地。2001年3月，中國天地集團與德國MARC0公司合資成立了北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司，但由于國外技術(shù)的保密和壟斷，在關(guān)鍵技術(shù)方面還沒有取得實質(zhì)性突破和進展，有很多環(huán)節(jié)還是不得不依靠進口，國產(chǎn)化的進程仍未完成。在煤礦無人或少人值守工作面，液壓支架電液控制系統(tǒng)方面的研究更是鮮有報道。在我國，每年的煤炭總產(chǎn)量中，大中型礦井占到70％左右，大約需要數(shù)以萬計的液壓支架電液系統(tǒng)，目前僅靠進口也遠遠不能滿足市場需求。因此，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的無人值守工作面液壓支架電液控制系統(tǒng)，不僅具有重大的現(xiàn)實意義，更具有深遠的戰(zhàn)略意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種煤礦無人值守工作面液壓支架遠程控制系統(tǒng)，系統(tǒng)中采用PowerBuilder作為前端開發(fā)平臺，實現(xiàn)煤礦無人值守工作面液壓支架電液遠程控制，它可與任何數(shù)據(jù)庫連接，適用性很強。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

所述煤礦無人值守工作面液壓支架電液控制系統(tǒng)主要包括：地面主機和集控室主機對工作面液壓支架的遠程控制，地面主機對井下液壓支架運行狀態(tài)進行智能化分析和預(yù)警策略；端頭控制器對液壓支架的自動追機拉架控制；液壓支架電液控制系統(tǒng)的多層通訊體系，實現(xiàn)電液控制系統(tǒng)中地面主機與集控室主機、集控室主機與端頭控制器、端頭控制器與間架控制器的三級網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測和控制。

所述煤礦無人值守工作面液壓支架電液控制系統(tǒng)的地面監(jiān)控系統(tǒng)，是實現(xiàn)無人值守的主控部分，屬遠程遙控部分。其目的是提供一種煤礦井下工作面液壓支架電液遠程控制方法，以解決煤礦井下無人值守工作面液壓支架的電液遠程控制問題，實現(xiàn)煤礦井下工作面無人值守控制液壓支架的目的。

所述煤礦無人值守工作面液壓支架電液遠程控制系統(tǒng)可對井下液壓支架的運行方式等參數(shù)進行遠程設(shè)定，同時實時記錄和顯示液壓支架的運行狀態(tài)，保存歷史數(shù)據(jù)，集數(shù)據(jù)記錄、查詢、分析為一體，具有RS485和CANBUS通訊接口功能；通過PROFI—BUS、MODBUS、CANBUS等協(xié)議與井下進行實時通訊，以實現(xiàn)連續(xù)的數(shù)據(jù)采集和控制，實現(xiàn)無人值守自動化操作，使煤炭生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)實現(xiàn)無人化，真正做到安全生產(chǎn)。能將各運行參數(shù)進行長期記錄，并對采集到的數(shù)據(jù)進行分析和處理，為事故分析提供第一手資料。

所述液壓支架電液自動控制系統(tǒng)包括間架控制器、端頭控制器、計算機(順槽工控機、地面計算機)以及相關(guān)的通訊體系。間架控制器完成支架各種動作的控制，它可接收來自鍵盤的手動控制，還可接收來自端頭控制器的集中自動控制。間架控制器包含2片CPU，一個為主控系統(tǒng)服務(wù)，另一個負責鍵盤掃描、液晶屏顯示和左右鄰架通信。2片CPU之間利用SPI通信口通訊，間架控制器之間利用RS485通信傳送架間控制信息。端頭控制器是實現(xiàn)無人值守自動控制的中心環(huán)節(jié)，起著承上啟下的關(guān)鍵作用。它可根據(jù)采煤機位置控制相應(yīng)液壓支架的動作，實現(xiàn)自動追機拉架；還可接收來自順槽工控機和地面計算機的遠程指令，控制液壓支架的動作。順槽工控機與端頭控制器、端頭控制器與間架控制器之間利用MODBUS協(xié)議進行通訊，地面計算機需要通過工業(yè)以太網(wǎng)與井下通訊。

所述遠程控制系統(tǒng)能實現(xiàn)煤礦無人值守工作面液壓支架電液控制系統(tǒng)的地面遠程遙控功能，是實現(xiàn)無人值守的主控部分，可遠程發(fā)送液壓支架控制參數(shù)、控制命令和操作命令。傳送的數(shù)據(jù)由工控機的串口傳到端頭控制器，也是由它的串口接收，再由它將數(shù)據(jù)整理后由串口以主從模式傳遞給各個支架控制器的串口。

在實際采煤中需要的液壓支架數(shù)隨工作面的不同而不同，一般在120～200架之間，所以在采煤工作前此數(shù)據(jù)將作為參數(shù)由工控機或端頭控制器傳送給液壓支架控制器。當然，工作面液壓支架實時狀態(tài)監(jiān)測的主界面表示的支架控制器的小塊數(shù)量也要隨這一參數(shù)而變化。在界面上添加RichTextEdit(多文本編輯)控件，它有g(shù)etfocus(得到焦點)和mousemove(鼠標移動)事件。當鼠標指在表示支架的RichTextEdit(多文本編輯)控件上時，鼠標移動事件發(fā)生，顯示出支架的編號；若在此控件上雙擊鼠標，便彈出一個窗口，以表格、圖形及曲線等形式顯示此支架的運行信息。由于控制的綜采面支架數(shù)較多，支架的信息也較多，且具有幾百個RichTextEdit(多文本編輯)控件，不可能逐一對其進行設(shè)置、編程等，因此用宏代換統(tǒng)一實現(xiàn)，包括隨鼠標顯示支架號，用紅色顯示超限的支架，用閃爍表示處于急停狀態(tài)的支架，等等。隨著鼠標的移動，小方塊顯示出所指到的支架編號，若想了解某一支架的詳細運行狀態(tài)，可用鼠標單擊此編號的小方塊，便可得到此編號小方塊代表的支架的狀態(tài)信息，并用圖形形象地表示一級護幫、二級護幫、急停、噴霧和采煤機位置等狀態(tài)，或以表格和曲線形式實時顯示目前各種物理量，如支架下腔壓力、推移行程和梁端距等模擬量的數(shù)值大小和變化趨勢。

本發(fā)明的有益效果是：系統(tǒng)中采用PowerBuilder作為前端開發(fā)平臺，實現(xiàn)煤礦無人值守工作面液壓支架電液遠程控制，它可與任何數(shù)據(jù)庫連接，適用性很強。由于其具有功能強大的Data window(數(shù)據(jù)窗口)，再加入靈活的SQL語句，為數(shù)據(jù)處理提供了極大的靈活性。PowerBuilder獨有的數(shù)據(jù)庫管理特點及與其他外部事物的友好接口功能，能廣泛應(yīng)用其他各方面的資源，如三方控件等等。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1，煤礦無人值守工作面液壓支架電液控制系統(tǒng)主要包括：地面主機和集控室主機對工作面液壓支架的遠程控制，地面主機對井下液壓支架運行狀態(tài)進行智能化分析和預(yù)警策略；端頭控制器對液壓支架的自動追機拉架控制；液壓支架電液控制系統(tǒng)的多層通訊體系，實現(xiàn)電液控制系統(tǒng)中地面主機與集控室主機、集控室主機與端頭控制器、端頭控制器與間架控制器的三級網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測和控制。

煤礦無人值守工作面液壓支架電液控制系統(tǒng)的地面監(jiān)控系統(tǒng)，是實現(xiàn)無人值守的主控部分，屬遠程遙控部分。其目的是提供一種煤礦井下工作面液壓支架電液遠程控制方法，以解決煤礦井下無人值守工作面液壓支架的電液遠程控制問題，實現(xiàn)煤礦井下工作面無人值守控制液壓支架的目的。

煤礦無人值守工作面液壓支架電液遠程控制系統(tǒng)可對井下液壓支架的運行方式等參數(shù)進行遠程設(shè)定，同時實時記錄和顯示液壓支架的運行狀態(tài)，保存歷史數(shù)據(jù)，集數(shù)據(jù)記錄、查詢、分析為一體，具有RS485和CANBUS通訊接口功能；通過PROFI—BUS、MODBUS、CANBUS等協(xié)議與井下進行實時通訊，以實現(xiàn)連續(xù)的數(shù)據(jù)采集和控制，實現(xiàn)無人值守自動化操作，使煤炭生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)實現(xiàn)無人化，真正做到安全生產(chǎn)。能將各運行參數(shù)進行長期記錄，并對采集到的數(shù)據(jù)進行分析和處理，為事故分析提供第一手資料。

液壓支架電液自動控制系統(tǒng)包括間架控制器、端頭控制器、計算機(順槽工控機、地面計算機)以及相關(guān)的通訊體系。間架控制器完成支架各種動作的控制，它可接收來自鍵盤的手動控制，還可接收來自端頭控制器的集中自動控制。間架控制器包含2片CPU，一個為主控系統(tǒng)服務(wù)，另一個負責鍵盤掃描、液晶屏顯示和左右鄰架通信。2片CPU之間利用SPI通信口通訊，間架控制器之間利用RS485通信傳送架間控制信息。端頭控制器是實現(xiàn)無人值守自動控制的中心環(huán)節(jié)，起著承上啟下的關(guān)鍵作用。它可根據(jù)采煤機位置控制相應(yīng)液壓支架的動作，實現(xiàn)自動追機拉架；還可接收來自順槽工控機和地面計算機的遠程指令，控制液壓支架的動作。順槽工控機與端頭控制器、端頭控制器與間架控制器之間利用MODBUS協(xié)議進行通訊，地面計算機需要通過工業(yè)以太網(wǎng)與井下通訊。

遠程控制系統(tǒng)能實現(xiàn)煤礦無人值守工作面液壓支架電液控制系統(tǒng)的地面遠程遙控功能，是實現(xiàn)無人值守的主控部分，可遠程發(fā)送液壓支架控制參數(shù)、控制命令和操作命令。傳送的數(shù)據(jù)由工控機的串口傳到端頭控制器，也是由它的串口接收，再由它將數(shù)據(jù)整理后由串口以主從模式傳遞給各個支架控制器的串口。

在實際采煤中需要的液壓支架數(shù)隨工作面的不同而不同，一般在120～200架之間，所以在采煤工作前此數(shù)據(jù)將作為參數(shù)由工控機或端頭控制器傳送給液壓支架控制器。當然，工作面液壓支架實時狀態(tài)監(jiān)測的主界面表示的支架控制器的小塊數(shù)量也要隨這一參數(shù)而變化。在界面上添加RichTextEdit(多文本編輯)控件，它有g(shù)etfocus(得到焦點)和mousemove(鼠標移動)事件。當鼠標指在表示支架的RichTextEdit(多文本編輯)控件上時，鼠標移動事件發(fā)生，顯示出支架的編號；若在此控件上雙擊鼠標，便彈出一個窗口，以表格、圖形及曲線等形式顯示此支架的運行信息。由于控制的綜采面支架數(shù)較多，支架的信息也較多，且具有幾百個RichTextEdit(多文本編輯)控件，不可能逐一對其進行設(shè)置、編程等，因此用宏代換統(tǒng)一實現(xiàn)，包括隨鼠標顯示支架號，用紅色顯示超限的支架，用閃爍表示處于急停狀態(tài)的支架，等等。隨著鼠標的移動，小方塊顯示出所指到的支架編號，若想了解某一支架的詳細運行狀態(tài)，可用鼠標單擊此編號的小方塊，便可得到此編號小方塊代表的支架的狀態(tài)信息，并用圖形形象地表示一級護幫、二級護幫、急停、噴霧和采煤機位置等狀態(tài)，或以表格和曲線形式實時顯示目前各種物理量，如支架下腔壓力、推移行程和梁端距等模擬量的數(shù)值大小和變化趨勢。