連采工作面設備遠程監(jiān)測與控制系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[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備遠程監(jiān)測與控制 系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 連采工作面是一種集掘進、切割、行走、轉運、噴霧滅塵、通風于一體的生產設備系 統(tǒng)。當前我國連采技術向著大型化、高效化、國產化發(fā)展，但這些都是在井下就地生產模式 下的改進，所有設備的控制，設備生產狀況等均由就地崗位工操作。地面調度集控中心與井 下連采生產現(xiàn)場通過電話溝通，導致地面調度集控中心無法實時掌握連采設備的運行、生 產狀況，連采生產系統(tǒng)數(shù)據(jù)無法保存、查詢，無法生成數(shù)據(jù)報表，地面調度集控中心更無法 遠程控制連采工作面的相關設備。
【發(fā)明內容】
[0003] 有鑒于此，本發(fā)明提出一種連采工作面設備遠程監(jiān)測與控制系統(tǒng)，實現(xiàn)連采工作 面設備的遠程監(jiān)測和控制，提高系統(tǒng)自動化程度。
[0004] 本發(fā)明提供了一種連采工作面設備遠程監(jiān)測和控制系統(tǒng)，其中，包括：上位機、以 太環(huán)網(wǎng)平臺、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控制柜通過以太環(huán)網(wǎng)平臺接入到上位機，KZ-A控制柜中配置有處理器CPU，KZ-B控 制柜為KZ-A控制柜的遠程站，兩者以電纜連接；并且，KZ-A控制柜通過第一Modbus通訊模 塊與現(xiàn)場設備電連接，KZ-B控制柜通過第二Modbus通訊模塊與現(xiàn)場設備電連接。
[0005] 優(yōu)選的是，其中，與KZ-A控制柜連接的現(xiàn)場設備包括：配電點移變高低壓饋頭、風 機饋電開關、膠帶機饋電開關、膠帶機控制器和膠帶機保護器。
[0006] 優(yōu)選的是，其中，與KZ-B控制柜連接的現(xiàn)場設備包括：連采機、饋電開關和給料破 碎機控制器。
[0007] 優(yōu)選的是，其中，上位機采用人機界面HMI工作站，人機界面HMI工作站配置有PLC 通訊驅動。
[0008] 優(yōu)選的是，其中，KZ-A控制柜和KZ-B控制柜內均設置有工業(yè)以太網(wǎng)交換機，用于 接入以太網(wǎng)控制平臺。
[0009] 優(yōu)選的是，其中，KZ-A控制柜和KZ-B控制柜通過以太網(wǎng)遠程IO通訊。
[0010] 優(yōu)選的是，其中，KZ-A柜通過背板與第一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)場設備采用主從通訊。
[0013] 優(yōu)選的是，其中，第二Modbus通訊模塊與現(xiàn)場設備采用主從通訊。
[0014] 本發(fā)明的連采工作面設備遠程監(jiān)測和控制系統(tǒng)具有對連采工作面現(xiàn)場設備數(shù)據(jù) 顯示、遠程控制和設備報警等功能，可以對現(xiàn)場設備的運行狀態(tài)、電量等參數(shù)的數(shù)據(jù)進行遠 程監(jiān)控，提高了礦井的自動化信息程度，縮短了故障診斷時間，提高了生產效率，同時減少 了崗位工人的現(xiàn)場操作，提高了礦井的安全性。
【附圖說明】
[0015] 圖1是本發(fā)明的連采工作面設備遠程監(jiān)測和控制系統(tǒng)的架構圖。
[0016] 圖2是本發(fā)明實施例的連采工作面設備遠程監(jiān)測和控制系統(tǒng)的結構框圖。
[0017] 圖3是本發(fā)明實施例的連采工作面設備遠程監(jiān)測和控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理流程圖。
【具體實施方式】
[0018] 以下結合附圖以及具體實施例，對本發(fā)明的技術方案進行詳細描述。
[0019] 圖1為本發(fā)明的連采工作面設備遠程監(jiān)測和控制系統(tǒng)100的結構框圖，其包括：上 位機110、以太環(huán)網(wǎng)平臺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通過以太環(huán)網(wǎng)平臺150接入到上位機 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的遠程站， 兩者以電纜連接；并且，KZ-A控制柜121通過第一Modbus通訊模塊131與現(xiàn)場設備電連接， KZ-B控制柜122通過第二Modbus通訊模塊132與現(xiàn)場設備電連接。操作人員通過上位機 110查看現(xiàn)場設備的運行狀態(tài)參數(shù)、故障報警、歷史記錄等，并對現(xiàn)場設備進行遠程控制。
[0020] 其中，上位機110采用人機界面HMI工作站，其配置有對應的PLC通訊驅動，安裝 RSlinx，通過EtherNet/IP協(xié)議與PLC進行通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示和遠程 控制的功能。
[0021] 其中，KZ-A控制柜121和KZ-B控制柜122內均設置有工業(yè)以太網(wǎng)交換機，用于接 入以太環(huán)網(wǎng)平臺150。工業(yè)以太網(wǎng)交換機可選用高性能的HirschMann系列網(wǎng)絡交換機，具 備高可靠性和互換性。
[0022] 具體來看，在本發(fā)明的實施例中，根據(jù)連采工作面的設備布置情況，可將連采工作 面劃分為兩個控制區(qū)域：A和B，對應設置防爆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行性質，在KZ-A中配置 處理器CPU，KZ-B為KZ-A的遠程站，兩者以電纜連接，并通過以太網(wǎng)遠程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存地址，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
[0023]KZ-A柜121通過背板與第一Modbus通訊模塊131連接，KZ-B柜122通過背板與 第二Modbus通訊模塊132連接。
[0024] 參考圖2, 一方面，在本發(fā)明的實施例中，KZ-A控制的現(xiàn)場設備安裝在連采膠帶機 頭位置，位置相對比較固定，KZ-A控制的現(xiàn)場設備具體包括以下設備：
[0025] ①配電點移變高低壓饋頭210,數(shù)量為4臺，通過ModbusRTU通訊協(xié)議RS485接口 接入KZ-A，1臺型號為KBSGZY-120/10,用于給連采機、錨桿機和給料破碎機供電，1臺型號 為KBSGZY-630/10,用于給連采膠帶機和工作面排水供電，2臺型號為KBSGZY-200/10,用于 給局部通風機供電，局部通風機設置為2臺，一臺備用；
[0026] ②風機饋電開關250,數(shù)量為4臺，其中3臺型號為KBZ-200 11，1臺型號為 KBZ-400II，用于控制局部通風機，通過非標準協(xié)議RS485接口接入KZ-A;
[0027] ③膠帶機饋電開關240,數(shù)量為1臺，型號為BKD-400Z/1140,用于控制連采膠帶機 供電，通過ModbusRTU通訊協(xié)議RS485接口接入KZ-A;
[0028] ④膠帶機控制器230,數(shù)量為1套，型號為ZJT-250/660,用于控制連采膠帶機的變 頻驅動，通過以太網(wǎng)通訊接口RJ45接入KZ-A;
[0029] ⑤膠帶機保護器220,數(shù)量為1套，型號為KJZ110-12/16,用于實現(xiàn)連采膠帶機堆 煤、跑偏及煙霧等保護，通過ModbusRTU通訊協(xié)議RS485接口接入KZ-A。
[0030] 在本實施例中，風機饋電開關250通過RS485非標準自定義協(xié)議接入到KZ-A對應 的接口模塊中，在接口模塊中實現(xiàn)協(xié)議的解析轉換為EtherNet/IP的接口映射到CPU地址 I/O區(qū)域，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。
[0031] 在作業(yè)過程中，可將第一Modbus通訊模塊131設置為主站，配電點移變高低壓饋 頭210綜保設置為從站，通過與綜保的通訊，實現(xiàn)移變數(shù)據(jù)顯示、遠程控制、參數(shù)設置和報 警等功能。
[0032] 可將第一Modbus通訊模塊131設置為主站，膠帶機保護器220設置為從站，通過 主從通訊，實現(xiàn)皮帶保護顯示功能。
[0033] 可將第一Modbus通訊模塊131設置為主站，膠帶機控制器230設置為從站，通過 主從通訊，實現(xiàn)變頻數(shù)據(jù)顯示、遠程控制、參數(shù)設置和報警等功能。
[0034] 可將第一Modbus通訊模塊131設置為主站，膠帶機饋電開關240綜保設置為從 站，通過主從通訊，實現(xiàn)饋電開關數(shù)據(jù)顯示、遠程控制、報警等功能。
[0035] 參考圖2,另一方面，在本發(fā)明的實施例中，KZ-B柜122控制的現(xiàn)場設備具體包括 以下設備：
[0036] 必連采機〇?^)270，數(shù)量1臺，型號為1(^1201115-100舅5238，用于掘進采煤，由動 力電纜通過動力載波信號傳輸