[發明專利]綜采工作面成套設備一體化控制系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202110385223.4
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113062737A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 羅開成;張幸福;常亞軍;連東輝;李權;毛旭東
• 申請（專利權）人: 鄭州煤機液壓電控有限公司;鄭州煤礦機械集團股份有限公司
• 主分類號: E21C35/24
• 分類號: E21C35/24;E21D23/12;E21F17/18
• 代理公司: 鄭州異開專利事務所(普通合伙) 41114
• 代理人: 韓華;韓鵬程

本發明公開了一種綜采工作面成套設備一體化控制系統及其控制方法，包括數據管理中心、模型管理中心、業務模型、設備模型，所述業務模型和設備模型之間通過注冊統一的接口進行數據傳輸。設備代理負責從物理設備中獲取原始數據點和控制點；當數據管理中心接收到來自設備代理上傳的數據點后，利用內部的數據過濾器對輸入的數據點進行標準化處理；當需要對單機物理設備進行動作時，相應設備代理的對應控制點將收到來自上層的控制信號；當需要工作面調直、自動跟機時，業務模塊將通過相應數據接口調用相應業務的模型參數進行相應的功能計算。本發明利用設備模型實現對設備的直接控制，利于提高一體化控制系統的穩定性與可靠性。

技術領域

本發明涉及煤礦綜采工作面自動化開采，尤其是涉及綜采工作面成套設備一體化控制系統及其控制方法。

背景技術

在煤炭開采的過程中，由于井下環境復雜，不安全因素較多，使得井下的工作人員存在人身安全隱患。因此，在煤炭開采的過程中，提高井下設備的自動化水平和遠程控制能力，從而減少煤礦井下人員的投入，是提高井下生產安全性的有效保障。同時，綜采工作面自動化水平的提高，能夠有效控制綜采工作面各設備的協調作業，進而提高煤礦開采的效率。然而，綜采工作面各設備通常由不同廠家提供，設備的通訊協議不統一，直接影響了綜采工作面設備間的信息交互，增加了綜采工作面設備的控制難度，為自動化集控系統的研發與設計帶來了困難。

目前，在對綜采工作面集控系統的開發過程中，通常是針對某一煤礦的綜采工作面進行研發，通過將封裝好的控制系統經通訊網絡與綜采工作面設備連接，實現數據的傳輸以及對綜采工作面設備的邏輯控制。但是，當設備進行更換或者升級時，通訊接口、功能等將會發生改變，此時需要對綜采工作面集控系統內的通訊協議進行修改并進行重新封裝，工作量非常大。

發明內容

本發明目的在于提供一種綜采工作面成套設備一體化控制系統，本發明另一目的是提供該控制系統的控制方法。

為實現上述目的，本發明采取下述技術方案：

本發明所述綜采工作面成套設備一體化控制系統，包括數據管理中心、模型管理中心、業務模型、設備模型，所述業務模型和設備模型之間通過注冊統一的接口進行數據傳輸；

所述數據管理中心，由接口管理、數據緩存、數據過濾器以及寫管理器組成；用于對外提供統一的接口，并對來自所述業務模型和設備模型的數據進行添加、刪除、更新、過濾、讀寫、刷新操作；

所述模型管理中心，用于管理所述業務模型和設備模型的模型參數，與礦級服務器對接實現所述模型參數的上傳、下載，并負責解析來自所述礦級服務器的模型參數，提供模型參數的讀寫、更新通知；

所述業務模型位于數據管理上層，是基于已經標準化的數據點建立的業務模型，用于完成數據的運算與邏輯控制，實現自動化系統的業務功能；

所述設備模型由設備代理插件組成，所述設備代理用于對物理設備的功能、接口形式、結構尺寸進行定義，每個設備代理對應一個或一組物理設備，設備代理通過Modbus驅動插件直接與所述物理設備進行通訊，同時向上層系統提供物理設備的原始數據點和控制點。

所述物理設備包括采煤機、液壓支架、刮板運輸機、轉載機、破碎機、皮帶機、高壓過濾站及自動配比設備；所述設備模型通過所述設備代理插件直接與所述物理設備進行通訊，獲取物理設備的原始數據點和控制點；當需要對綜采工作面中的單機物理設備進行操作時，設備模型通過調用所述模型管理中心中相應的所述模型參數，經相應設備代理將設備控制點信號利用通訊網絡傳輸給相應的物理設備；同時，由設備代理所獲取的原始數據點通過統一接口傳輸給數據管理中心進行數據更新。

本發明所述控制系統的控制方法，包括下述步驟：

步驟1，所述設備代理負責從所述物理設備中獲取原始數據點和控制點，實現對物理設備的直接控制，每個設備代理封裝成一個獨立的插件，通過統一的接口對上層進行數據的傳輸；