专利名称：一种综采工作面生产自动化的方法
技术领域：
本发明涉及一种在煤矿井下综采工作面实现生产自动化的方法，尤其涉及一种使 用工业以太网为数据通道，实现综采工作面自动监视、控制的方法。
背景技术：
20世纪90年代以来，世界煤矿工业向高效集约化生产迅猛发展，工作面自动化、 信息化程度不断升级。我国有数百个大型煤矿，数万个中小煤矿，对高效生产设备和安全装 备的需求很大。广大煤矿企业从国际国内先进矿井的经验中已经看到，走高效自动化采掘 成套装备集成控制之路，是煤矿企业的必由之路。国外，已有成熟的采煤机综采工作面控制技术，以DBT、J0Y公司为代表。这两家均 是国际综采设备高端供应商，提供工作面成套综采设备，并形成一套独立、完善的综采自动 化控制体系。但其对软、硬件要求较高，工作原理复杂，不适合在中国的大规模应用。国内，目前还没有成熟的综采工作面自动化控制理论，如天津贝克、天津华宁等公 司虽做出过一些初步研究，但其主要是针对工作面语音通讯、三机集中控制、闭锁、保护等 的分别研究，没有从整体的高度考虑综采工作面生产自动化的问题。为了满足高产高效现代化矿井对煤矿综采工作面自动化和信息化的需要，由一种 符合中国国情的煤矿井下综采工作面实现生产自动化方法，使其可以实现井下综采工作面 生产信息在地面调度中心的实时显示和管理，及顺槽的集中自动化控制。使地面工作人员 可以随时了解井下工作面的生产情况，进行科学的生产管理，最大程度地提高生产设备的 开机率，实现连续高效生产。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种综采工作面生产自动化的方法，包括①建立工作面本安型工业以太网网络包括在整个工作面布置以太网网络，以实现视频、音频接入与传输和综采设备数 据接入及传输；数据传输网、音频传输网、视频传输网三网合一；所述工业以太网网络由工 作面综合接入器通过铠装电缆连接器串联起来，综合接入器作为工作面数据传输执行装置 和预处理装置；通过设置网关、交换机实现网络管理和诊断功能；根据上述要求建立工作面本安型工业以太网网络；②建立工作面视频系统包括设置摄像头实现在井下实时视频监控工作面的情况，数字化的视频采集； 通过工作面中央调度指挥中心切换任意位置摄像头的画面，实现视频的集中显示；根据上述要求建立工作面视频系统；③建立工作面语音通信系统包括通过工作面调度指挥中心对工作面综合接入器的控制实现工作面设备开停 预警；通过对工作面综合接入器的操作实现工作面的语音通话；通过在工作面综合接入器中设置无线通信部件，实现无线通话装置语音通信；根据上述要求建立工作面语音通信系统；④建立工作面中央调度指挥中心包括设置计算机和PLC通过工业以太网实现综采设备的集中控制；通过计算机 控制软件和工业以太网实现工作面信息化管理；通过工业以太网与网络摄像头连接实现全 工作面视频实时显示；通过工作面语音通信系统实现工作面语音通信；通过计算机网管软 件实现工作面工业以太网网络管理；根据上述要求建立工作面中央调度指挥中心；⑤组成综采工作面生产自动化系统工作面中央调度指挥中心、工作面视频系统、工作面语音通信系统、工作面综采设 备通过工作面综合接入器或直接连接所述工业以太网网络，由工作面中央调度指挥中心通 过工业以太网网络统一协调工作面视频系统、工作面语音通信系统和工作面综采设备的正 常工作；工作面生产自动化系统实现液压支架电液控制、综采设备智能自动化控制、集成 供液系统、网络、数据集成、视频、音频、通讯于一体，对综采工作面的液压支架、采煤机、刮 板运输机、转载机、破碎机、顺槽皮带运输机、电气开关、泵站进行集中自动化控制；综采工 作面生产自动化系统集成视频系统、语音系统、转载机控制系统、破碎机控制系统、运输机 控制系统、采煤机控制系统、支架控制系统、泵站控制系统、数据上传系统于一体。工业以太网第一个工作面综合接入器和最后一个工作面综合接入器通过网络转 换器、光缆连接形成工业以太环网；工业以太网网络中相邻工作面综合接入器之间的最大 间隔距离取扩音传输有效距离、视频摄像头照射有效距离、以太网电缆传输有效距离三者 的最小值；以太网网络中光缆的连接采用快速插接接头。以太网网络实现全工作面无线覆盖，并通过软件的方式建立传输数据优先级系 统，按控制信号、音频、视频优先级由高到低的顺序设置数据传输优先级。工作面语音通信系统能实现模拟语音通信和数字语音通信。工作面视频系统通过设置数字网络摄像头实现工作面全数字视频覆盖。本发明的有益效果在于1、首次提出工作面中央调度指挥中心的概念，将工作面的设备、人员和工作环境 进行综合考虑；2、在综采工作面应用冗余工业以太环网，提高系统可靠性；3、解决工作面视频采集、网络传输及顺槽集中显示；4、实现“三网合一”，将数据、音频、视频同时在以太网上传输；
5、区分数据的优先级，保证关键设备、关键工作的正常运行。
附图1为本发明所述综采工作面生产自动化的方法的步骤简图。
具体实施例方式参见附图1，一种综采工作面生产自动化的方法，包括
①建立工作面本安型工业以太网网络包括在整个工作面布置以太网网络，以实现视频、音频接入与传输和综采设备数 据接入及传输；数据传输网、音频传输网、视频传输网三网合一；所述工业以太网网络由工 作面综合接入器通过铠装电缆连接器串联起来，综合接入器作为工作面数据传输执行装置 和预处理装置；通过设置网关、交换机实现网络管理和诊断功能；根据上述要求建立工作面本安型工业以太网网络；②建立工作面视频系统包括设置摄像头实现在井下实时视频监控工作面的情况，数字化的视频采集； 通过工作面中央调度指挥中心切换任意位置摄像头的画面，实现视频的集中显示；根据上述要求建立工作面视频系统；③建立工作面语音通信系统包括通过工作面调度指挥中心对工作面综合接入器的控制实现工作面设备开停 预警；通过对工作面综合接入器的操作实现工作面的语音通话；通过在工作面综合接入器 中设置无线通信部件，实现无线通话装置语音通信；根据上述要求建立工作面语音通信系统；④建立工作面中央调度指挥中心包括设置计算机和PLC通过工业以太网实现综采设备的集中控制；通过计算机 控制软件和工业以太网实现工作面信息化管理；通过工业以太网与网络摄像头连接实现全 工作面视频实时显示；通过工作面语音通信系统实现工作面语音通信；通过计算机网管软 件实现工作面工业以太网网络管理；根据上述要求建立工作面中央调度指挥中心；⑤组成综采工作面生产自动化系统工作面中央调度指挥中心、工作面视频系统、工作面语音通信系统、工作面综采设 备通过工作面综合接入器或直接连接所述工业以太网网络，由工作面中央调度指挥中心通 过工业以太网网络统一协调工作面视频系统、工作面语音通信系统和工作面综采设备的正 常工作；工作面生产自动化系统实现液压支架电液控制、综采设备智能自动化控制、集成 供液系统、网络、数据集成、视频、音频、通讯于一体，对综采工作面的液压支架、采煤机、刮 板运输机、转载机、破碎机、顺槽皮带运输机、电气开关、泵站进行集中自动化控制；综采工 作面生产自动化系统集成视频系统、语音系统、转载机控制系统、破碎机控制系统、运输机 控制系统、采煤机控制系统、支架控制系统、泵站控制系统、数据上传系统于一体。可以理解的是，上述工作面本安型工业以太网网络、工作面视频系统、工作面语音 通信系统、工作面中央调度指挥中心并不必一定按所述的顺序建立，在实际应用中，可以根 据需要和实际情况自由设置，只要最后完成的系统能满足所述要求即可。工业以太网第一个工作面综合接入器和最后一个工作面综合接入器通过网络转 换器、光缆连接形成工业以太环网；工业以太网网络中相邻工作面综合接入器之间的最大 间隔距离取扩音传输有效距离、视频摄像头照射有效距离、以太网电缆传输有效距离三者 的最小值；以太网网络中光缆的连接采用快速插接接头，所述快速插接接头可以采用现有 的产品，也可以使用自定义的接头。
以太网网络实现全工作面无线覆盖，并通过软件的方式建立传输数据优先级系 统，按控制信号、音频、视频优先级由高到低的顺序设置数据传输优先级。工作面语音通信系统能实现模拟语音通信和数字语音通信。工作面视频系统通过设置数字网络摄像头实现工作面全数字视频覆盖。以上所述，仅为本发明专利较佳的具体实施方式
，但本发明专利的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利揭露的技术范围内，可轻易想到 的变化或替换，都应涵盖在本发明专利的保护范围之内。
权利要求
1.一种综采工作面生产自动化的方法，包括①建立工作面本安型工业以太网网络包括在整个工作面布置以太网网络，以实现视频、音频接入与传输和综采设备数据接 入及传输；数据、音频、视频通过同一网络传输，实现三网合一；网络中通过铠装电缆串接 有多个工作面综合接入器，综合接入器作为工作面数据传输执行装置和预处理装置；通过 设置网关、交换机实现网络管理和诊断功能；根据上述要求建立工作面本安型工业以太网网络；②建立工作面视频系统包括设置摄像头实现在井下实时视频监控工作面的情况，数字化的视频采集；通过 工作面中央调度指挥中心切换任意位置摄像头的画面，实现视频在工作面中央调度指挥中 心的集中显示；根据上述要求建立工作面视频系统；③建立工作面语音通信系统包括通过工作面调度指挥中心对工作面综合接入器的控制实现工作面设备开停的语 音预警；通过对工作面综合接入器的操作实现工作面的语音通话；通过在工作面综合接入 器中设置无线通信部件，实现无线通话装置语音通信；根据上述要求建立工作面语音通信系统；④建立工作面中央调度指挥中心包括设置计算机和PLC通过工业以太网实现综采设备的集中控制；通过计算机控制 软件和工业以太网实现工作面信息化管理；通过工业以太网与网络摄像头连接实现全工作 面视频实时显示；通过工作面语音通信系统实现工作面语音通信；通过计算机网管软件实 现工作面工业以太网网络管理；根据上述要求建立工作面中央调度指挥中心；⑤组成综采工作面生产自动化系统工作面中央调度指挥中心、工作面视频系统、工作面语音通信系统、工作面综采设备通 过工作面综合接入器或直接连接所述工业以太网网络，由工作面中央调度指挥中心通过工 业以太网网络统一协调工作面视频系统、工作面语音通信系统和工作面综采设备的正常工 作；工作面生产自动化系统实现液压支架电液控制、综采设备智能自动化控制、集成供液 系统、网络、数据集成、视频、音频、通讯于一体，对综采工作面的液压支架、采煤机、刮板运 输机、转载机、破碎机、顺槽皮带运输机、电气开关、泵站进行集中自动化控制；综采工作面 生产自动化系统集成视频系统、语音系统、转载机控制系统、破碎机控制系统、运输机控制 系统、采煤机控制系统、支架控制系统、泵站控制系统、数据上传系统于一体。
2.如权利要求1所述的方法，其中工业以太网网络中，第一个工作面综合接入器和最 后一个工作面综合接入器之间通过光电转换器和光缆连接，使工业以太网网络形成环网。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中工业以太网网络中相邻工作面综合接入器之间 的最大间隔距离取扩音传输有效距离、视频摄像头视频有效距离、以太网电缆传输有效距 离三者的最小值。
4.如权利要求1或2所述的方法，其中以太网网络中光缆的连接采用快速插接接头。
5.如权利要求1所述的方法，其中以太网网络实现全工作面无线覆盖。
6.如权利要求1或2所述的方法，其中以太网网络中通过软件的方式建立传输数据优 先级系统，按控制信号、音频、视频优先级由高到低的顺序设置数据传输优先级。
7.如权利要求1所述的方法，其中工作面语音通信系统能实现模拟语音通信和数字语音通信。
8.如权利要求1所述的方法，其中工作面视频系统通过设置数字网络摄像头实现工作 面全数字视频覆盖。
全文摘要
一种综采工作面生产自动化的方法，包括建立工作面中央调度指挥中心、工作面视频系统、工作面语音通信系统，通过工作面综合接入器或直接连接所述工业以太网网络，所述工业以太网网络由工作面综合接入器通过铠装电缆连接器串联起来，第一个工作面综合接入器和最后一个工作面综合接入器通过网络转换器、光缆连接形成工业以太环网；工作面生产自动化系统实现液压支架电液控制、综采设备智能自动化控制、集成供液系统、网络、数据集成、视频、音频、通讯于一体，对综采工作面的液压支架、采煤机、刮板运输机、转载机、破碎机、顺槽皮带运输机、电气开关、泵站等综采设备进行集中自动化控制。
文档编号E21C41/18GK102102519SQ20101061342
公开日2011年6月22日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者何勇华, 张良, 罗跃勇 申请人:北京天地玛珂电液控制系统有限公司