[发明专利]一种综采工作面的自动控制系统

说明书

本发明提供了一种基于Ethernet/IP工业以太网协议，以IPC(工控计算机)为智能控制中心、PAC(可编程自动化控制器)为控制主站、嵌入式网络控制器为分站的综采工作面全自动化控制系统。智能控制中心实现对控制主站的参数优化，调节工作面采运支的运行速度和智能控制；控制主站具有实时性强和可靠性高的特点，用于实现全工作面的设备自动化控制；嵌入式网络控制器分别实现乳化泵、喷雾泵、过滤站、运输三机等控制，统一接受控制主站调度。

技术领域

本发明涉及煤炭开采领域，特别涉及一种煤炭开采综采工作面的自动化控制系统。

背景技术

综采工作面采煤装备主要包括采煤机、液压支架、刮板输送机、转载机、破碎机、泵站、顺槽皮带输送机等装备。目前综采工作面在煤从煤壁落下到运送出工作面的整个过程中，煤依次经由采煤机、刮板运输机、转载机、破碎机和皮带设备，综采设备在实际运行中要实现无人值守的自动化开采，对上述设备的控制并非是简单的启停控制，必须实现自动连锁控制。英国在上世纪八十年代就诞生了无或少人值守工作面，也就是说，一个采煤工作面，只需要很少几个人就能完成采、支、运、供各大环节的自动衔接，达到了高效生产的目的，大大提高了生产效率。在集控平台控制下的多装备统一协调的智能化集控制模式，在国外和国内还未有应用报道。因此建立综采工作面大型装备的集中控制平台，探索综采工作面群控系统的集中协同智能化控制规律，提出适用于综采工作面采煤装备的智能控制方法和控制策略，为实现综采工作面无人值守的自动化采煤目标提供理论和技术支持是非常必要的。

传统的综采工作面控制系统包括采煤机子系统、电液控子系统、泵站子系统、三机子系统、工作面通讯子系统、供电子系统等，而集控系统是建立在各个子系统之上，通过通讯等方式实现整个工作面设备的集中控制或远程控制。

传统的综采工作面控制系统在一定程度上，体现了分层设计的架构，各个子系统保持完全的独立性。但是，在实际生产运行过程中，这种模式也存在一些缺点，如：子系统之间的通讯接口和协议标准不一致；控制系统多、层级复杂、实时性很难保证；设备种类多，维护工作量大等。

例如中国专利申请CN201510527484.X公开了一种煤矿综采工作面大型装备集中控制平台，其实现方式是利用控制层高速工控机对大型装备各子系统传送的信息进行分析判断，若判断大型装备各子系统装备状态正常，则根据采煤机位置进行相应的控制，该发明的系统是在各子系统的只能控制系统的基础上增加了高速工控机，各子系统之间的通信接口和协议标准均不一致，层级复杂。

发明内容

为克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于Ethernet/IP工业以太网协议，以IPC(工控计算机)为智能控制中心、PAC(可编程自动化控制器)为控制主站、嵌入式网络控制器为分站的综采工作面全自动化控制系统。智能控制中心实现对控制主站的参数优化，调节工作面采运支的运行速度和智能控制；控制主站具有实时性强和可靠性高的特点，用于实现全工作面的设备自动化控制；嵌入式网络控制器分别实现乳化泵、喷雾泵、过滤站、运输三机等控制，统一接受控制主站调度。

第一方面，本发明提供一种综采工作面自动控制系统，包括：

智能控制中心、控制主站和嵌入式网络控制器；

其中，所述智能控制中心以全工作面自动化参数调整、优化为主要任务，不参与实时控制；

所述控制主站包括可编程自动化控制器，负责进行全工作面自动化控制，采用实时操作系统，控制对象包括采煤机、支架、运输机三机和泵站；

所述嵌入式网络控制器负责进行前端传感数据采集，简单任务控制，报警及故障处理。

优选的，本发明的自动控制系统具有扁平化特征，所述嵌入式网络控制器、可编程自动化控制器、智能控制中心全部位于同一个工业以太网，基于Ethernet/IP协议建立综采工作面统一的CIP对象模型，相互之间可以直接互联互通，数据共享。