用于煤矿的综采工作面三机协同控制系统的制作方法

本实用新型涉及矿用控制技术领域，具体涉及一种用于煤矿的综采工作面三机协同控制系统。

背景技术：

煤矿井下原煤运输系统的主要设备通常包括煤矿中的转载机、破碎机、刮板运输机（前后），在采煤过程中需要上述各机之间能够相互的配合、以实现各个设备之间的协调操作过程。协调工作不仅能提高煤矿的生产效率，而且能提高煤矿的综合管理水平，能有效减少操作人员和降低工人的劳动强度，且能为矿井的安全生产提供良好的基础。现有的煤矿井下通讯、控制和保护系统并不能有效地确保转载机、破碎机、刮板运输机（前后）的协同工作。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供用于煤矿的综采工作面三机协同控制系统，该系统能便于实现煤矿井下通讯、控制和保护系统的一体化，能便于实现煤矿安全生产工作的统一调度指挥，能有助于提高协同作业效率。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于煤矿的综采工作面三机协同控制系统，包括矿用隔爆兼本安型电源、主控器、CS模块、I/O模块、SP模块、矿用本安型扩音电话、智能I/O下位机和终端；

所述矿用隔爆兼本安型电源用于将接入电源进行转换后再供给主控器及沿线的矿用本安型扩音电话；

所述主控器分别与CS模块、I/O模块、SP模块连接，用于分别与CS模块、I/O模块、SP模块之间进行数据的传递、通讯指令的发送；主控器作为信号的采集、控制的输出、监测和显示的中心，其具备语音输出的功能；

所述I/O模块分别连接转载机、破碎机和刮板运输机，用于分别采集转载机、破碎机和刮板运输机的信号并用于发送控制信号给转载机、破碎机和刮板运输机；

所述CS模块通过依次级联的多个矿用本安型扩音电话分别与终端和智能I/O下位机连接，CS模块还与智能I/O下位机连接；CS模块用于采集工作面沿线接入设备的闭锁保护信息和其他相关信息，用于实现沿线闭锁状态采集器、沿线I/O模块、沿线终端的无固定编址随机自动组网和信息的采集，用于实现闭锁功能及闭锁按钮状态的检测；

所述SP模块用于向沿线接入的矿用本安型扩音电话发送报警信息；

所述矿用本安型扩音电话用于实现沿线设备的接入，用于实现对沿线设备的预警，用于在紧急情况发生时对沿线设备的停机；

所述智能I/O下位机用于对远端接入设备信号的采集，用于接收输入控制信号对接入设备的控制输出；

所述终端通过检测线、闭锁线或CAN通信线路与主控器通信，用于采集供电回路的电源电压，用于指示电源状态，用于产生闭锁信号。

作为一种优选，所述矿用本安型扩音电话的型号为KTK101-1，具备语音播放、打点预警和送话功能。

作为一种优选，所述智能I/O下位机具有4路I/O信号。

作为一种优选，所述矿用隔爆兼本安型电源的型号为KDW660/24。

作为一种优选，所述主控器的型号为KTC101-Z。

作为一种优选，所述终端为KFD101系列多功能终端。

在该技术方案中，通过智能I/O下位机对现场信号的采集及信号的输出，能便于实现对现场设备的控制，同时，使各设备的信号统一接入到主控器中进行处理，从而能有助于实现对综采工作面三机的控制，进而能便于实现三机的协同控制，还能便于实现煤矿井下通讯和控制的统一调度指挥，能提高协同作业效率，另外，该系统能便于及时发现某一个系统中的通讯故障，进而能便于通讯故障的及时处理。该系统能便于实现对转载机、破碎机，刮板运输机（前后）、乳化泵、清水泵和喷雾洒水装置进行控制，可实现多条皮带的控制，具有系统急停闭锁功能，有喊话、打点功能，具有启车语音提示功能，具有闭锁点识别功能，能够保证煤矿井下通讯控制保护系统运行的连续性和可靠性。该系统能提高协作效率和统一管理水平，可有效减少操作人员和降低工人的劳动强度，为矿井安全生产综合自动化提供了良好的前提。本实用新型可以实有利于现对工作面三机系统协同控制，具备设备状态检测、显示，具备语音报警功能，同时系统具备设备启停时间统计、故障自诊断显示、多机级联、闭锁保护等功能，适用于井下工作面的三机控制。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图。

图中：U1、主控器，U2、矿用隔爆兼本安型电源，U3、CS模块，U4、I/O模块，U5、SP模块，U6、矿用本安型扩音电话，U7、智能I/O下位机，U8、终端。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种用于煤矿的综采工作面三机协同控制系统，包括矿用隔爆兼本安型电源U2、主控器U1、CS模块U3、I/O模块U4、SP模块U5、矿用本安型扩音电话U6、智能I/O下位机U7和终端U8；

所述矿用隔爆兼本安型电源U2用于将接入电源进行转换后再供给主控器U1及沿线的矿用本安型扩音电话U6；作为一种优选，所述矿用隔爆兼本安型电源U2的型号为KDW660/24，输入为AC127V/660V，具备本安直流3路12V、2路18V及1路24V输出；隔爆兼本安型电源最多支持8路本安输出，可自由组合12V/18V/24V的输出方式。矿用隔爆兼本安型电源U2为整套协同控制系统统一供电，这样不仅施工方便，而且便于后期设备移机。

所述主控器为系统控制的核心设备，分别与CS模块U3、I/O模块U4、SP模块U5连接，用于分别与CS模块U3、I/O模块U4、SP模块U5之间进行数据的传递、通讯指令的发送；主控器U1作为信号的采集、控制的输出、监测和显示的中心，其具备语音输出的功能；主控器最多可以支持两条物理沿线的控制。

I/O模块U4安装在主机箱内，用于采集设备工作状态并输出就地控制信号，I/O模块U4通过本地高速CAN总线与机箱内其他模块设备交互通信；所述I/O模块U4分别连接转载机、破碎机和刮板运输机，用于分别采集转载机、破碎机和刮板运输机的信号并用于发送控制信号给转载机、破碎机和刮板运输机；

所述CS模块U3通过依次级联的多个矿用本安型扩音电话U6分别与终端U8和智能I/O下位机U7连接，CS模块U3还与智能I/O下位机U7连接；CS模块U3用于采集工作面沿线接入设备的闭锁保护信息和其他相关信息，用于实现沿线闭锁状态采集器、沿线I/O模块U4、沿线终端U8的无固定编址随机自动组网和信息的采集，用于实现闭锁功能及闭锁按钮状态的检测；

所述SP模块U5用于向沿线接入的矿用本安型扩音电话U6发送报警信息；

所述矿用本安型扩音电话U6用于实现沿线设备的接入，用于实现对沿线设备的预警，用于在紧急情况发生时对沿线设备的停机；作为一种优选，所述矿用本安型扩音电话U6的型号为KTK101-1，具备语音播放、打点预警、沿线闭锁、送话和拉线急停功能，能和其他话机及主控器U1进行喊话、打点预警操作。矿用本安型扩音电话U6采用恒流供电，一路本安18V电源最多可以给40台话机供电，可实现设备闭锁、单工通讯，它由语音处理模块、送话组件、闭锁组件、闭锁板、电话用扬声器、智能输入输出板组成。

所述智能I/O下位机U7用于对远端接入设备信号的采集，用于接收输入控制信号对接入设备的控制输出；作为一种优选，所述智能I/O下位机U7具有4路I/O输入输出接口，能连接现场的4组输入信号，4组输入信号可设置为开关量或模拟量（频率信号，频率范围0~2000Hz）输入，开关量输入能够识别开关线路的短路、断路以及正常开关按钮的开合状态，智能I/O下位机U7具有4组开关量输出信号，输出为光耦MOS开关管，单路负载容量为DC60V（AC 60V p-p）500mA，智能I/O下位机U7用于对现场设备信号的采集及控制。

所述终端U8通过检测线、闭锁线或CAN通信线路与主控器U1通信，用于采集供电回路的电源电压，用于指示电源状态，用于产生闭锁信号。终端U8为一条线路的结束，用于系统连线的末端，能完成控制信号的回传等功能。

作为一种优选，所述主控器U1的型号为KTC101-Z。

所述CS模块U3的型号为KTC-Z-02、I/O模块U4模块的型号为KTC-Z-03、SP模块U5的型号为KTC-Z-05。

作为一种优选，所述终端U8采集器KFD101系列多功能终端U8。

本系统可用于控制转载机、破碎机、刮板运输机（前后）、乳化泵、清水泵和喷雾洒水等装置。为了提高通讯保障，主控器与CS模块U3、I/O模块U4、SP模块U5之间均采用MHYBV-7-1-X30型带插头七芯屏蔽阻燃拉力电缆进行连接，相邻矿用本安型扩音电话U6之间、CS模块U3与矿用本安型扩音电话U6之间、CS模块U3与智能I/O下位机U7之间、矿用本安型扩音电话U6与智能I/O下位机U7之间、矿用本安型扩音电话U6与终端U8之间均采用MHYBV-7-1-X30型带插头七芯屏蔽阻燃拉力电缆进行连接。

主控器U1可以选用工业嵌入式计算机开发，主控器U1上连接有显示屏，优选为12.1寸液晶屏，屏幕分辨率不低于800*600，用于实现状态显示、逻辑控制及人机的交互沟通，并通过I/O模块U4获取本地控制设备的输入量信息，通过与主控器U1连接的集中器获取沿线闭锁状态采集器、沿线I/O模块U4的状态信息，并通过本地高速CAN总线向与主控器U1直接连接的I/O模块U4、沿线接入的I/O模块U4（通过集中器转发）发出开关控制命令。其中集中器与主控器U1之间通过本地高速CAN总线相互通信。