[发明专利]煤矿井下连采工作面多设备协同控制方法

摘要

本发明属于煤矿井下采掘锚综合系统多设备协同控制的技术领域，具体是一种煤矿井下连采工作面多设备协同控制方法，解决了连采工作面多个移动设备之间协同工作的问题。本发明提供的协同控制方法，通过分析连采工作面的多个设备之间的协同控制关系，将协同控制的命令与信息通过无线协同控制网络进行数据传输，从而实现连采工作面多设备的联动控制，改进了现有的通过人为实现联动的状况，提高系统控制的可靠性、安全性、实时性。本发明有效解决了现有煤矿井下连采工作面多设备之间协同工作的问题，适用于连采工作面多个具有通信接口的设备。

主权项

一种煤矿井下连采工作面多设备之间协同控制方法，其特征在于采用如下步骤完成：1）、选取掘进机电控箱、破碎机电控箱、锚杆机电控箱、迈步机电控箱、动力站电控箱、若干油泵电机、破碎电机、截割电机和测距仪；掘进机电控箱连接掘进机油泵电机和掘进机无线终端；破碎机电控箱连接破碎机油泵电机、破碎电机、破碎机无线终端和测距仪Ⅰ，测距仪Ⅰ检测破碎机与掘进机之间的距离；锚杆机电控箱连接锚杆机油泵电机、锚杆机无线终端和测距仪Ⅱ，测距仪Ⅱ检测锚杆机与破碎机之间的距离；迈步机电控箱连接迈步机油泵电机、迈步机无线终端和测距仪Ⅲ，测距仪Ⅲ检测迈步机与锚杆机之间的距离；动力站电控箱连接动力站油泵电机和动力站无线终端；2）、前进时，掘进机油泵电机启动，掘进机收到前进命令，开始前进，将掘进机前进信号gojue置1，并通过掘进机无线终端将掘进机前进信号gojue=1发送出去；破碎机通过破碎机无线终端收到掘进机前进信号gojue=1则开始前进，并置破碎机前进信号gopo=1，破碎机通过破碎机无线终端将破碎机前进信号gopo发送出去；破碎机电控箱中的主控制器同时检测测距仪Ⅰ输出的距离信息，即破碎机与掘进机之间的距离d1，若破碎机与掘进机之间的距离d1>1米，则破碎机前进速度提高，若破碎机与掘进机之间的距离d1<1米，则破碎机前进速度减慢；若破碎机与掘进机之间的距离d1=1米，则破碎机前进速度保持；从而保持破碎机和掘进机位置相对固定；若掘进机前进信号gojue=0则停止前进，并置破碎机前进信号gopo=0；锚杆机电控箱中的主控制器检测测距仪Ⅱ输出的距离信息，即锚杆机与破碎机之间的距离d2，若锚杆机与破碎机之间的距离d2<0.5米，则锚杆机停止前进；若锚杆机与破碎机之间的距离d2>0.5米，则锚杆机开始前进；动力站接收到破碎机发送的破碎机前进信号gopo=1开始前进；若接收到破碎机前进信号gopo=0停止前进；3）、后退时，掘进机收到后退命令，将掘进机后退命令backjue_cmd置1，并通过掘进机无线终端将掘进机后退命令backjue_cmd=1发送出去；动力站接收到掘进机发送的掘进机后退命令backjue_cmd=1开始后退；并置动力站后退状态信息backdong=1；若掘进机后退命令backjue_cmd=0或者系统停止后退命令StopBack=1则停止后退，并置动力站后退状态信息backdong=0；动力站通过动力站无线终端将动力站后退状态信息backdong发射出去；锚杆机接收到动力站后退状态信息backdong=1，开始后退，锚杆机电控箱中的主控制器检测测距仪Ⅱ输出的距离信息，即锚杆机与破碎机之间的距离d2，若锚杆机与破碎机之间的距离d2<0.5,则锚杆机继续后退，当退至锚杆机与破碎机之间的距离d2>0.5时，置锚杆机后退命令backmao_cmd=1；将锚杆机后退命令backmao_cmd通过锚杆机的无线终端发送出去；若退的过程中锚杆机与破碎机之间的距离d2<0.5米，则锚杆机转换至单机状态继续后退，将系统停止后退命令StopBack置1，通过锚杆机的无线终端发射出去；所有其他设备收到系统停止后退命令StopBack=1则停止后退；若单机状态退至锚杆机与破碎机之间的距离d2>0.5米，则置停止后退命令StopBack=0，并通过锚杆机的无线终端发射出去；若收到动力站后退状态信息backdong=0，则停止后退，并置锚杆机后退命令backmao_cmd=0；破碎机接收到锚杆机后退命令backmao_cmd=1，开始后退；破碎机电控箱中的主控制器检测测距仪Ⅰ输出的距离信息，即破碎机与掘进机之间的距离d1，若破碎机与掘进机之间的距离d1<1米，则破碎机继续后退，置破碎机后退命令backpo_cmd=0；当退至破碎机与掘进机之间的距离d1>=1时，置破碎机后退命令backpo_cmd=1，将破碎机后退命令backpo_cmd通过破碎机无线终端发送出去；若锚杆机后退命令backmao_cmd=0或者停止后退命令StopBack=1则停止后退，置破碎机后退命令backpo_cmd=0；掘进机接收到破碎机后退命令backpo_cmd=1，开始后退；若破碎机后退命令backpo_cmd=0或者停止后退命令StopBack=1则掘进机停止后退；4）、延伸皮带时：迈步机发出迈步机前进命令gomai_cmd=1，通过迈步机无线终端将迈步机前进命令gomai_cmd发送出去；动力站收到迈步机前进命令gomai_cmd=1，则开始后退，并置动力站后退状态信息backdong=1，通过动力站无线终端将动力站后退状态信息backdong发送出去；迈步机通过迈步机无线终端收到动力站后退状态信息backdong=1，开始前进，迈步机电控箱中的主控制器同时检测测距仪Ⅲ输出的距离信息，即迈步机与锚杆机之间的距离d3，若迈步机与锚杆机之间的距离d3<0.5米，停止前进，将迈步机前进命令gomai_cmd清0，当前进操作取消时迈步机前进命令gomai_cmd也清0；5）、在上述步骤中，命令或者状态信息通过各设备的无线终端发射出去，具体实现为：各设备通过RS485口与自身的无线终端连接，采用ModbusRTU协议将设备数据传输到自身的无线终端，并从自身的无线终端读取其他设备的数据，各设备无线终端形成一个无线局域网络；6）、协同控制网络：多设备间的协同控制是基于一个无线局域网络实现的，无线局域网有5个节点，网络中有一台管理站负责令牌传递管理，获得令牌的节点可以向网内其他所有节点发送本站的节点数据，任何一个节点发送的信息都被其余所有节点接收并保存，刚上电时，管理站检测网络中共有几个节点，若检测到5个节点，节点5发送本机信息并作为管理站传递令牌给节点4，当节点5发送本机信息时，节点1、节点2、节点3、节点4接收节点5信息并存储；节点4收到令牌后，发送本机信息并传递令牌给节点3，节点1、节点2、节点3、节点5接收节点4信息并存储；……；节点1收到令牌后发送本机信息并传递令牌给节点5……，节点5收到令牌后，开始发送本机信息并传递令牌给节点4；……；如此循环发送；7）、网络重组：在工作时，并不是所有设备都同时工作，有可能某台设备停止工作，也可能有新的设备加入网络，如果节点X停止工作，X=1、2、3、4、5中的任一，令牌需要继续传递，否则通信停止，在节点X的生命周期内，节点X‑1没有收到令牌，且管理站节点N也没有收到节点X的信息，则认为节点X不在网络内，节点X‑1默认得到令牌，发送本机信息并把令牌传递给节点X‑2，……，节点X+1在下一个循环周期会将令牌直接传递给节点X‑1，网络中的管理站会定期检测网络中有哪些节点，以此来适应设备数量的改变，若是管理站停止工作，系统会启动下一个节点作为新的管理站。