连采工作面设备远程监测与控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及煤矿井下连采工作面，具体涉及一种连采工作面设备远程监测与控制 系统。
【背景技术】
[0002] 连采工作面是一种集掘进、切割、行走、转运、喷雾灭尘、通风于一体的生产设备系 统。当前我国连采技术向着大型化、高效化、国产化发展，但这些都是在井下就地生产模式 下的改进，所有设备的控制，设备生产状况等均由就地岗位工操作。地面调度集控中心与井 下连采生产现场通过电话沟通，导致地面调度集控中心无法实时掌握连采设备的运行、生 产状况，连采生产系统数据无法保存、查询，无法生成数据报表，地面调度集控中心更无法 远程控制连采工作面的相关设备。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，本发明提出一种连采工作面设备远程监测与控制系统，实现连采工作 面设备的远程监测和控制，提高系统自动化程度。
[0004] 本发明提供了一种连采工作面设备远程监测和控制系统，其中，包括：上位机、以 太环网平台、KZ-A控制柜、KZ-B控制柜、第一Modbus通讯模块和第二Modbus通讯模块；其 中，KZ-A控制柜通过以太环网平台接入到上位机，KZ-A控制柜中配置有处理器CPU，KZ-B控 制柜为KZ-A控制柜的远程站，两者以电缆连接；并且，KZ-A控制柜通过第一Modbus通讯模 块与现场设备电连接，KZ-B控制柜通过第二Modbus通讯模块与现场设备电连接。
[0005] 优选的是，其中，与KZ-A控制柜连接的现场设备包括：配电点移变高低压馈头、风 机馈电开关、胶带机馈电开关、胶带机控制器和胶带机保护器。
[0006] 优选的是，其中，与KZ-B控制柜连接的现场设备包括：连采机、馈电开关和给料破 碎机控制器。
[0007] 优选的是，其中，上位机采用人机界面HMI工作站，人机界面HMI工作站配置有PLC 通讯驱动。
[0008] 优选的是，其中，KZ-A控制柜和KZ-B控制柜内均设置有工业以太网交换机，用于 接入以太网控制平台。
[0009] 优选的是，其中，KZ-A控制柜和KZ-B控制柜通过以太网远程IO通讯。
[0010] 优选的是，其中，KZ-A柜通过背板与第一Modbus通讯模块连接。
[0011] 优选的是，其中，KZ-B柜通过背板与第二Modbus通讯模块连接。
[0012] 优选的是，其中，第一Modbus通讯模块与现场设备采用主从通讯。
[0013] 优选的是，其中，第二Modbus通讯模块与现场设备采用主从通讯。
[0014] 本发明的连采工作面设备远程监测和控制系统具有对连采工作面现场设备数据 显示、远程控制和设备报警等功能，可以对现场设备的运行状态、电量等参数的数据进行远 程监控，提高了矿井的自动化信息程度，缩短了故障诊断时间，提高了生产效率，同时减少 了岗位工人的现场操作，提高了矿井的安全性。
【附图说明】
[0015] 图1是本发明的连采工作面设备远程监测和控制系统的架构图。
[0016] 图2是本发明实施例的连采工作面设备远程监测和控制系统的结构框图。
[0017] 图3是本发明实施例的连采工作面设备远程监测和控制系统的数据处理流程图。
【具体实施方式】
[0018] 以下结合附图以及具体实施例，对本发明的技术方案进行详细描述。
[0019] 图1为本发明的连采工作面设备远程监测和控制系统100的结构框图，其包括：上 位机110、以太环网平台150、KZ-A控制柜12UKZ-B控制柜122、第一Modbus通讯模块131 和第二Modbus通讯模块132;其中，KZ-A控制柜121通过以太环网平台150接入到上位机 110,KZ-A控制柜121中配置有处理器CPU，KZ-B控制柜122为KZ-A控制柜121的远程站， 两者以电缆连接；并且，KZ-A控制柜121通过第一Modbus通讯模块131与现场设备电连接， KZ-B控制柜122通过第二Modbus通讯模块132与现场设备电连接。操作人员通过上位机 110查看现场设备的运行状态参数、故障报警、历史记录等，并对现场设备进行远程控制。
[0020] 其中，上位机110采用人机界面HMI工作站，其配置有对应的PLC通讯驱动，安装 RSlinx，通过EtherNet/IP协议与PLC进行通讯，实现数据交换，从而实现数据显示和远程 控制的功能。
[0021] 其中，KZ-A控制柜121和KZ-B控制柜122内均设置有工业以太网交换机，用于接 入以太环网平台150。工业以太网交换机可选用高性能的HirschMann系列网络交换机，具 备高可靠性和互换性。
[0022] 具体来看，在本发明的实施例中，根据连采工作面的设备布置情况，可将连采工作 面划分为两个控制区域：A和B，对应设置防爆PLC(ProgrammableLogicController，可编 程逻辑控制器）控制柜：KZ-A和KZ-B;其中考虑到连采工作面的运行性质，在KZ-A中配置 处理器CPU，KZ-B为KZ-A的远程站，两者以电缆连接，并通过以太网远程10模块通讯，将 KZ-B的地址映射到KZ-A中的处理器的约定内存地址，实现数据交换。
[0023]KZ-A柜121通过背板与第一Modbus通讯模块131连接，KZ-B柜122通过背板与 第二Modbus通讯模块132连接。
[0024] 参考图2, 一方面，在本发明的实施例中，KZ-A控制的现场设备安装在连采胶带机 头位置，位置相对比较固定，KZ-A控制的现场设备具体包括以下设备：
[0025] ①配电点移变高低压馈头210,数量为4台，通过ModbusRTU通讯协议RS485接口 接入KZ-A，1台型号为KBSGZY-120/10,用于给连采机、锚杆机和给料破碎机供电，1台型号 为KBSGZY-630/10,用于给连采胶带机和工作面排水供电，2台型号为KBSGZY-200/10,用于 给局部通风机供电，局部通风机设置为2台，一台备用；
[0026] ②风机馈电开关250,数量为4台，其中3台型号为KBZ-200 11，1台型号为 KBZ-400II，用于控制局部通风机，通过非标准协议RS485接口接入KZ-A;
[0027] ③胶带机馈电开关240,数量为1台，型号为BKD-400Z/1140,用于控制连采胶带机 供电，通过ModbusRTU通讯协议RS485接口接入KZ-A;
[0028] ④胶带机控制器230,数量为1套，型号为ZJT-250/660,用于控制连采胶带机的变 频驱动，通过以太网通讯接口RJ45接入KZ-A;
[0029] ⑤胶带机保护器220,数量为1套，型号为KJZ110-12/16,用于实现连采胶带机堆 煤、跑偏及烟雾等保护，通过ModbusRTU通讯协议RS485接口接入KZ-A。
[0030] 在本实施例中，风机馈电开关250通过RS485非标准自定义协议接入到KZ-A对应 的接口模块中，在接口模块中实现协议的解析转换为EtherNet/IP的接口映射到CPU地址 I/O区域，实现数据的交换。
[0031] 在作业过程中，可将第一Modbus通讯模块131设置为主站，配电点移变高低压馈 头210综保设置为从站，通过与综保的通讯，实现移变数据显示、远程控制、参数设置和报 警等功能。
[0032] 可将第一Modbus通讯模块131设置为主站，胶带机保护器220设置为从站，通过 主从通讯，实现皮带保护显示功能。
[0033] 可将第一Modbus通讯模块131设置为主站，胶带机控制器230设置为从站，通过 主从通讯，实现变频数据显示、远程控制、参数设置和报警等功能。
[0034] 可将第一Modbus通讯模块131设置为主站，胶带机馈电开关240综保设置为从 站，通过主从通讯，实现馈电开关数据显示、远程控制、报警等功能。
[0035] 参考图2,另一方面，在本发明的实施例中，KZ-B柜122控制的现场设备具体包括 以下设备：
[0036] 必连采机〇?^)270，数量1台，型号为1(^1201115-100舅5238，用于掘进采煤，由动 力电缆通过动力载波信号传输