可编程的上位机自动跟机方法与流程

本发明涉及上位机自动跟机方法，尤其是涉及用于可编程的上位机自动跟机方法。

背景技术：

煤矿井下综采工作面存在着水、火、瓦斯、煤尘、顶板五大自然灾害，时刻威胁着煤矿工人的生命安全和职业健康。因此，将煤矿工人从危险、恶劣、嘈杂的工作环境中解放出来，是煤矿安全生产的迫切需要。

液压支架自动跟机技术是以支架控制器为核心控制单元，通过获取采煤机的截割工艺段、割煤方向、牵引速度、左右滚筒截割高度、采煤机与液压支架的相对位置、采煤机绝对位置等参数，经过支架控制器逻辑处理，随着采煤机位置和滚筒高度变化自动发出动作控制指令，控制液压支架做出收护帮、喷雾、推溜、降柱、拉架、升柱、伸护帮等连贯动作。

目前，综采工作面使用支架控制器完成自动跟机工艺，但是，支架控制器的处理和存储能力有限，不能执行复杂的逻辑判断和存储大量的历史数据和工艺数据。同时，支架控制器可修改的自动跟机参数有限，程序相对固化；而不同的综采工作面地质条件差别较大，同一个综采工作面在回采过程中地质条件也会变化，因此需要根据实际情况不定期的调整自动跟机参数，或者更新支架控制器程序，并调试修改，这些操作都需要技术人员到井下完成，效率较低。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种可编程的上位机自动跟机方法。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述可编程的上位机自动跟机方法，按照下述步骤进行：

第一步、上位机查询数据库获取有效的自动跟机参数模型；

第二步、所述上位机判断获取的自动跟机参数模型是否有效，若为有效的自动跟机参数模型，进行第三步；若为无效的自动跟机参数模型，通过图形界面编辑创建自动跟机参数模型，保存到所述数据库后进行第三步；

第三步、上位机加载自动跟机参数模型；

第四步、上位机模拟运行自动跟机参数模型，查看运行结果是否正确；若正确，进行第五步；否则，重复第二步；

第五步、上位机从采煤机通讯站和支架控制器获取采煤机、运输机和液压支架的实时数据；

第六步、上位机向支架控制器发送动作控制指令；

第七步、判别液压支架动作是否完成；若完成，结束；否则，重复进行第六步。

所述自动跟机参数模型包括工作面地址条件、选择自动跟机控制流程、约束条件、控制参数确定和模拟运行检查；所述工作面地址条件包括工作面的顶板破碎状况、底板松软状况、煤层的断层/起伏状况、瓦斯和透水状况；所述选择自动跟机控制流程包括擦顶流程、抬底移架流程和防倾倒控制流程；所述约束条件包括采煤机速度、液压支架供液能力、煤壁曲线和采煤机运动轨迹；所述控制参数确定包括工作面实时数据获取、数据有效性判别和控制参数调整；所述模拟运行检查包括运行效果判别、生成修正参数。

第五步中，所述采煤机的实时数据包括：采煤机远控/自检/区域限速状态，采煤破碎机启/停状态，采煤机的前进方向、移动速度、牵引力矩、采煤位置、左右滚筒采高、整机电压，工作面的俯仰角、倾角；所述液压支架的实时数据包括：通讯状态、跟机状态、急停状态、成组动作状态、单架动作状态、支架姿态、支架压力、支架位移、工作面直线度、根据区域、跟机速度；所述运输机的实时数据包括：负荷量、速度、电压、电流。

本发明优点在于通过上位机即可迅速处理复杂的控制逻辑，提高对液压支架的控制效率；并可通过上位机图形界面完成对自动跟机参数的模拟演示，及时纠正和调整自动跟机参数；从而大大提高了用户的人机交互体验和工作效率，减少了技术人员的下井次数；实现在巷道监控中心或地面对液压支架、采煤机、刮板输送机等综采设备进行远程操控，确保综采工作面割煤、推移刮板输送机、移架、运输、消尘等自动运行，达到综采工作面连续、安全、高效开采目的。

附图说明

图1是本发明的流程框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

如图1所示，本发明所述可编程的上位机自动跟机方法，按照下述步骤进行：

第一步、上位机查询数据库获取有效的自动跟机参数模型；

第二步、所述上位机判断获取的自动跟机参数模型是否有效，若为有效的自动跟机参数模型，进行第三步；若为无效的自动跟机参数模型，通过图形界面编辑创建自动跟机参数模型，保存到所述数据库后进行第三步；

第三步、上位机加载自动跟机参数模型；

第四步、上位机模拟运行自动跟机参数模型，查看运行结果是否正确；若正确，进行第五步；否则，重复第二步；

第五步、上位机从采煤机通讯站和支架控制器获取采煤机、运输机和液压支架的实时数据；

第六步、上位机向支架控制器发送动作控制指令；

第七步、判别液压支架动作是否完成；若完成，结束；否则，重复进行第六步。

所述自动跟机参数模型包括工作面地址条件、选择自动跟机控制流程、约束条件、控制参数确定和模拟运行检查；所述工作面地址条件包括工作面的顶板破碎状况、底板松软状况、煤层的断层/起伏状况、瓦斯和透水状况；所述选择自动跟机控制流程包括擦顶流程、抬底移架流程和防倾倒控制流程；所述约束条件包括采煤机速度、液压支架供液能力、煤壁曲线和采煤机运动轨迹；所述控制参数确定包括工作面实时数据获取、数据有效性判别和控制参数调整；所述模拟运行检查包括运行效果判别、生成修正参数。

第五步中，所述采煤机的实时数据包括：采煤机远控/自检/区域限速状态，采煤破碎机启/停状态，采煤机的前进方向、移动速度、牵引力矩、采煤位置、左右滚筒采高、整机电压，工作面的俯仰角、倾角；所述液压支架的实时数据包括：通讯状态、跟机状态、急停状态、成组动作状态、单架动作状态、支架姿态、支架压力、支架位移、工作面直线度、根据区域、跟机速度；所述运输机的实时数据包括：负荷量、速度、电压、电流。

本发明通过自动跟机参数模型的设置，在对不断变化的环境(顶板/底板条件、工作面倾角与仰俯角、支架的姿态)、设备条件(液压支架及其液压阀的工况)、配套设备(泵站系统压力、流量)和采煤机运行速度等信息进行综合分析，对控制参数进行估算、尝试与控制，在控制过程中不断自我学习，自我修正控制过程与控制参数。根据生产过程的各种场景，以及工作面顶板条件的变化情况，自动调整液压支架动作数量、动作控制参数和开启泵站的数量，通过插补、归类、自行修复等方法提高程序的适应能力。跟机自动化智能化控制系统具有故障诊断能力，在故障模式下能够自我修正，并对配套设备产生的问题进行故障报警，以便人工及时维护，提高设备运行效率，同时能够在设备状态处于不利的情况下，仍然能够持续作业，并达到系统要求的标准。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种可编程的上位机自动跟机方法，一、上位机查询数据库获取有效的自动跟机参数模型；二、判断获取的自动跟机参数模型是否有效，若为有效的自动跟机参数模型，进行第三步；若为无效的自动跟机参数模型，通过图形界面编辑创建自动跟机参数模型，保存到数据库后进行第三步；三、上位机加载自动跟机参数模型；四、模拟运行自动跟机参数模型，查看运行结果是否正确；若正确，进行第五步；否则，重复第二步；五、上位机获取采煤机、运输机和液压支架的实时数据；六、上位机向支架控制器发送动作控制指令；七、判别液压支架动作是否完成；若完成，结束；否则重复进行第六步。本发明优点在于达到综采工作面连续、安全、高效开采目的。

技术研发人员：郭建京;罗开成;武学艺;魏宗杰;崔科飞;赵鑫
受保护的技术使用者：郑州煤机液压电控有限公司
技术研发日：2018.11.05
技术公布日：2019.01.15