[发明专利]综采工作面成套设备一体化控制系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种综采工作面成套设备一体化控制系统及其控制方法，包括数据管理中心、模型管理中心、业务模型、设备模型，所述业务模型和设备模型之间通过注册统一的接口进行数据传输。设备代理负责从物理设备中获取原始数据点和控制点；当数据管理中心接收到来自设备代理上传的数据点后，利用内部的数据过滤器对输入的数据点进行标准化处理；当需要对单机物理设备进行动作时，相应设备代理的对应控制点将收到来自上层的控制信号；当需要工作面调直、自动跟机时，业务模块将通过相应数据接口调用相应业务的模型参数进行相应的功能计算。本发明利用设备模型实现对设备的直接控制，利于提高一体化控制系统的稳定性与可靠性。

技术领域

本发明涉及煤矿综采工作面自动化开采，尤其是涉及综采工作面成套设备一体化控制系统及其控制方法。

背景技术

在煤炭开采的过程中，由于井下环境复杂，不安全因素较多，使得井下的工作人员存在人身安全隐患。因此，在煤炭开采的过程中，提高井下设备的自动化水平和远程控制能力，从而减少煤矿井下人员的投入，是提高井下生产安全性的有效保障。同时，综采工作面自动化水平的提高，能够有效控制综采工作面各设备的协调作业，进而提高煤矿开采的效率。然而，综采工作面各设备通常由不同厂家提供，设备的通讯协议不统一，直接影响了综采工作面设备间的信息交互，增加了综采工作面设备的控制难度，为自动化集控系统的研发与设计带来了困难。

目前，在对综采工作面集控系统的开发过程中，通常是针对某一煤矿的综采工作面进行研发，通过将封装好的控制系统经通讯网络与综采工作面设备连接，实现数据的传输以及对综采工作面设备的逻辑控制。但是，当设备进行更换或者升级时，通讯接口、功能等将会发生改变，此时需要对综采工作面集控系统内的通讯协议进行修改并进行重新封装，工作量非常大。

发明内容

本发明目的在于提供一种综采工作面成套设备一体化控制系统，本发明另一目的是提供该控制系统的控制方法。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述综采工作面成套设备一体化控制系统，包括数据管理中心、模型管理中心、业务模型、设备模型，所述业务模型和设备模型之间通过注册统一的接口进行数据传输；

所述数据管理中心，由接口管理、数据缓存、数据过滤器以及写管理器组成；用于对外提供统一的接口，并对来自所述业务模型和设备模型的数据进行添加、删除、更新、过滤、读写、刷新操作；

所述模型管理中心，用于管理所述业务模型和设备模型的模型参数，与矿级服务器对接实现所述模型参数的上传、下载，并负责解析来自所述矿级服务器的模型参数，提供模型参数的读写、更新通知；

所述业务模型位于数据管理上层，是基于已经标准化的数据点建立的业务模型，用于完成数据的运算与逻辑控制，实现自动化系统的业务功能；

所述设备模型由设备代理插件组成，所述设备代理用于对物理设备的功能、接口形式、结构尺寸进行定义，每个设备代理对应一个或一组物理设备，设备代理通过Modbus驱动插件直接与所述物理设备进行通讯，同时向上层系统提供物理设备的原始数据点和控制点。

所述物理设备包括采煤机、液压支架、刮板运输机、转载机、破碎机、皮带机、高压过滤站及自动配比设备；所述设备模型通过所述设备代理插件直接与所述物理设备进行通讯，获取物理设备的原始数据点和控制点；当需要对综采工作面中的单机物理设备进行操作时，设备模型通过调用所述模型管理中心中相应的所述模型参数，经相应设备代理将设备控制点信号利用通讯网络传输给相应的物理设备；同时，由设备代理所获取的原始数据点通过统一接口传输给数据管理中心进行数据更新。

本发明所述控制系统的控制方法，包括下述步骤：

步骤1，所述设备代理负责从所述物理设备中获取原始数据点和控制点，实现对物理设备的直接控制，每个设备代理封装成一个独立的插件，通过统一的接口对上层进行数据的传输；