基于物联网和数据可视化的煤矿综采规划截割方法及系统与流程

本发明属于矿用设备控制系统领域，尤其是涉及基于物联网和数据可视化的煤矿综采规划截割方法及系统。

背景技术：

1、目前煤矿井下采煤机控制系统整体自动化和智能化水平较低，采煤机的作业规划和过程控制还主要依赖操作人员的经验判断,系统无法根据历史数据科学合理地规划作业,也无法实时监控煤机状态并进行闭环控制。

2、现有采煤机的截割数据制定没有辅助算法,完全依赖操作人员经验,容易出现问题，在煤机运行过程中,需要大量重复的手工操作调节,自动化程度很低,效率受限，同时,系统没有建立对煤机运行数据的有效采集和分析机制,无法利用数据进行作业优化，现场作业风险大,一旦发生故障,缺乏快速响应和远程诊断手段，上下位机间也没有形成信息畅通、指令精确传达的闭环控制。

3、同时系统没有建立传感器网络采集煤机运行数据,也没有开发复杂算法进行作业规划优化，控制模式依然停留在简单的人工操作和下位机直接执行阶段,没有形成精细化的闭环控制，远程监控和维护系统也比较薄弱。

4、总体来说,现有系统自动化、智能化和信息化程度有限,很难适应煤矿安全生产的需要。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提出基于物联网和数据可视化的煤矿综采规划截割方法及系统，以期解决上述部分技术问题中的至少之一。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、本发明第一方面提供了基于物联网和数据可视化的煤矿综采规划截割方法，包括：

4、上位机编辑煤机的工艺文件并将工艺文件发送至下位机，下位机解析收到的工艺文件，控制煤机进行第一刀试运行；

5、上位机收集第一刀试运行的运行数据，通过规划截割算法计算运行数据，生成规划截割数据；

6、根据实际情况对规划截割数据进行编辑；

7、上位机将编辑后的数据发送至下位机，下位机解析编辑后的数据并根据解析结果控制煤机工作。

8、进一步的，上位机的具体工作流程包括：

9、编辑、修改煤机的工艺文件，将编辑完成的煤机工艺文件下发给下位机，用于控制煤机；

10、实时读取采煤机的实时数据，并存储记录，使用存储的采煤机数据，进行规划截割算法计算，生成规划截割数据；

11、展示规划截割数据，并对规划截割数据进行编辑、保存、下发操作；

12、接收下位机对每一刀截割的规划截割数据的请求，并返回对应的截割数据；

13、通过虚拟操作台界面，对规划截割数据和煤机动作，进行实时监控和干预；

14、对规划截割数据和实际的截割数据进行对比和实时展示。

15、进一步的，下位机的具体工作流程包括：

16、接收上位机发送的规划截割数据，对数据内容进行解析；

17、根据解析结果，向采煤机发送控制指令，执行规划截割操作；

18、实时采集煤机的位置信息、编码器位置、当前速度；

19、通过判断煤机的当前速度、位置信息，判断煤机的运行状态和控制命令；

20、与上位机实时通信，接收上位机的控制指令，同时向上位机反馈煤机的实时运行状态。

21、进一步的，生成规划截割数据的过程包括：

22、收集煤机的运行记录，得到煤机的位置、速度、滚筒高度数据，并根据煤机的架号，对煤机的数据进行编号；

23、验证数据的完整性，若数据完整则按架号遍历数据,对每架数据进行滤波处理,生成规划截割数据；

24、若数据不完整则按煤机工艺生成规划截割数据。

25、进一步的，根据实际情况对规划截割数据进行编辑的过程包括：

26、截割数据修改，查询对应工艺的最新截割数据，按架号遍历数据，计算左滚筒所在架号和高度；

27、判断高度生成高低滚筒数组，根据滚筒与煤机中心位置的偏移，得到待修改滚筒的架号，修改对应数据。

28、进一步的，上位机编辑煤机的工艺文件的过程包括：

29、将煤机的工艺数据以固定格式存储于相应的文件中，上位机解析文件中的工艺数据；

30、对文件内的工艺数据的煤机的速度、方向、前后滚筒高度参数进行设置和修改，并下发修改后的文件；

31、下位机收到修改后的文件后，对文件进行验证，验证通过后下位机解析并执行文件中的工艺数据，对煤机进行控制。

32、本发明第二方面提供了基于物联网和数据可视化的煤矿综采规划截割系统，包括：

33、上位机模块，上位机模块内设有多个子模块，多个子模块包括：

34、煤机工艺编辑模块：加载、创建和编辑煤机工艺模型；

35、截割采集记录模块：记录煤机在生产过程中的位置、速度数据；

36、规划截割算法模块：对采集的数据进行处理,生成规划截割数据；

37、规划截割展示和编辑模块：展示和编辑规划好的截割数据；

38、煤机控制模块：对煤机进行远程控制和干预；

39、数据下发和历史查询模块：下发规划数据,并查询历史数据。

40、进一步的，还包括下位机模块，下位机模块内设有支架服务器模块：控制支架和煤机的运行，防止异常。

41、进一步的，上位机模块与下位机模块之间通过网络进行数据交互，上位机模块下发指令，下位机模块反馈执行状态和数据；

42、煤机工艺编辑模块和规划截割算法模块为核心模块，两者相互配合形成闭环控制，根据工艺要求驱动煤机工作；

43、煤机控制模块、下发模块以及下位机对煤机进行干预、修正。

44、相对于现有技术，本发明所述的基于物联网和数据可视化的煤矿综采规划截割方法及系统具有以下有益效果：

45、实现了对煤机工作的智能化规划和优化，通过收集煤机数据,进行算法计算,可以自动生成更优的截割曲线,而不是纯手工规划。

46、实现了煤机的闭环控制，上位机可以对下位机实时监控和下达控制指令,形成闭环,而不是简单的下位机执行。

47、提高了煤机作业的自动化程度，在规划指导下,煤机可以自动完成作业,大大减少了人工干预的需要。

48、通过虚拟界面实现了远程监控，操作人员可以在远端监视煤机状态,进行必要的远程控制。

49、实现了数据的采集、分析和利用，通过分析历史数据可以不断优化煤机作业。

50、提高了煤机作业的效率和产量，更智能的控制可以减少不必要的动作,提高作业效率。

51、降低了安全隐患，远程监控和智能控制可以减少现场作业人员的数量,提高作业安全性。

技术特征：

1.基于物联网和数据可视化的煤矿综采规划截割方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于物联网和数据可视化的煤矿综采规划截割方法，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的基于物联网和数据可视化的煤矿综采规划截割方法，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的基于物联网和数据可视化的煤矿综采规划截割方法，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的基于物联网和数据可视化的煤矿综采规划截割方法，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的基于物联网和数据可视化的煤矿综采规划截割方法，其特征在于：

7.基于物联网和数据可视化的煤矿综采规划截割系统，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的基于物联网和数据可视化的煤矿综采规划截割系统，其特征在于：

9.根据权利要求8所述的基于物联网和数据可视化的煤矿综采规划截割系统，其特征在于：

技术总结
本发明提供了基于物联网和数据可视化的煤矿综采规划截割方法及系统，上位机编辑煤机的工艺文件并将工艺文件发送至下位机，下位机解析收到的工艺文件，控制煤机进行第一刀试运行；上位机收集第一刀试运行的运行数据，通过规划截割算法计算运行数据，生成规划截割数据；根据实际情况对规划截割数据进行编辑；上位机将编辑后的数据发送至下位机，下位机解析编辑后的数据并根据解析结果控制煤机工作。本发明有益效果：实现了对煤机工作的智能化规划和优化，实现了煤机的闭环控制，提高了煤机作业的自动化程度，通过虚拟界面实现了远程监控，实现了数据的采集、分析和利用，提高了煤机作业的效率和产量，降低了安全隐患。

技术研发人员：白正平,丁文博,韩雷,孙磊,王永亮
受保护的技术使用者：天津华宁电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24