[發明專利]一種綜采工作面的自動控制系統

在審

• 申請號: 201810207144.2
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108490897A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 李首濱;馮銀輝;黃曾華;田成金;李森;陳凱;何勇華
• 申請（專利權）人: 北京天地瑪珂電液控制系統有限公司;北京煤科天瑪自動化科技有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種基于Ethernet/IP工業以太網協議，以IPC(工控計算機)為智能控制中心、PAC(可編程自動化控制器)為控制主站、嵌入式網絡控制器為分站的綜采工作面全自動化控制系統。智能控制中心實現對控制主站的參數優化，調節工作面采運支的運行速度和智能控制；控制主站具有實時性強和可靠性高的特點，用于實現全工作面的設備自動化控制；嵌入式網絡控制器分別實現乳化泵、噴霧泵、過濾站、運輸三機等控制，統一接受控制主站調度。

技術領域

本發明涉及煤炭開采領域，特別涉及一種煤炭開采綜采工作面的自動化控制系統。

背景技術

綜采工作面采煤裝備主要包括采煤機、液壓支架、刮板輸送機、轉載機、破碎機、泵站、順槽皮帶輸送機等裝備。目前綜采工作面在煤從煤壁落下到運送出工作面的整個過程中，煤依次經由采煤機、刮板運輸機、轉載機、破碎機和皮帶設備，綜采設備在實際運行中要實現無人值守的自動化開采，對上述設備的控制并非是簡單的啟停控制，必須實現自動連鎖控制。英國在上世紀八十年代就誕生了無或少人值守工作面，也就是說，一個采煤工作面，只需要很少幾個人就能完成采、支、運、供各大環節的自動銜接，達到了高效生產的目的，大大提高了生產效率。在集控平臺控制下的多裝備統一協調的智能化集控制模式，在國外和國內還未有應用報道。因此建立綜采工作面大型裝備的集中控制平臺，探索綜采工作面群控系統的集中協同智能化控制規律，提出適用于綜采工作面采煤裝備的智能控制方法和控制策略，為實現綜采工作面無人值守的自動化采煤目標提供理論和技術支持是非常必要的。

傳統的綜采工作面控制系統包括采煤機子系統、電液控子系統、泵站子系統、三機子系統、工作面通訊子系統、供電子系統等，而集控系統是建立在各個子系統之上，通過通訊等方式實現整個工作面設備的集中控制或遠程控制。

傳統的綜采工作面控制系統在一定程度上，體現了分層設計的架構，各個子系統保持完全的獨立性。但是，在實際生產運行過程中，這種模式也存在一些缺點，如：子系統之間的通訊接口和協議標準不一致；控制系統多、層級復雜、實時性很難保證；設備種類多，維護工作量大等。

例如中國專利申請CN201510527484.X公開了一種煤礦綜采工作面大型裝備集中控制平臺，其實現方式是利用控制層高速工控機對大型裝備各子系統傳送的信息進行分析判斷，若判斷大型裝備各子系統裝備狀態正常，則根據采煤機位置進行相應的控制，該發明的系統是在各子系統的只能控制系統的基礎上增加了高速工控機，各子系統之間的通信接口和協議標準均不一致，層級復雜。

發明內容

為克服現有技術存在的缺陷，本發明提供一種基于Ethernet/IP工業以太網協議，以IPC(工控計算機)為智能控制中心、PAC(可編程自動化控制器)為控制主站、嵌入式網絡控制器為分站的綜采工作面全自動化控制系統。智能控制中心實現對控制主站的參數優化，調節工作面采運支的運行速度和智能控制；控制主站具有實時性強和可靠性高的特點，用于實現全工作面的設備自動化控制；嵌入式網絡控制器分別實現乳化泵、噴霧泵、過濾站、運輸三機等控制，統一接受控制主站調度。

第一方面，本發明提供一種綜采工作面自動控制系統，包括：

智能控制中心、控制主站和嵌入式網絡控制器；

其中，所述智能控制中心以全工作面自動化參數調整、優化為主要任務，不參與實時控制；

所述控制主站包括可編程自動化控制器，負責進行全工作面自動化控制，采用實時操作系統，控制對象包括采煤機、支架、運輸機三機和泵站；

所述嵌入式網絡控制器負責進行前端傳感數據采集，簡單任務控制，報警及故障處理。

優選的，本發明的自動控制系統具有扁平化特征，所述嵌入式網絡控制器、可編程自動化控制器、智能控制中心全部位于同一個工業以太網，基于Ethernet/IP協議建立綜采工作面統一的CIP對象模型，相互之間可以直接互聯互通，數據共享。