一種礦用工作面遠程集控操作臺的制作方法
【專利摘要】一種礦用工作面遠程集控操作臺，包括1個操作面板、底殼、4個鍵值掃描矩陣、1個單片機核心、多種數(shù)據(jù)通信接口、8個可快速插拔銅座；操作面板上印有操作對象采煤機的輪廓圖，安裝有旋鈕、金屬按鈕、可上撥和下?lián)艿呐ぷ娱_關、搖桿、急停開關、指示燈；4個鍵值掃描矩陣均為4行×5列的結構，每個鍵值掃描矩陣可定義20個鍵值；多種數(shù)據(jù)通信接口包括標準單線CAN、雙線CAN、RS485、RS232、以太網(wǎng)接口；單片機核心為M2378嵌入式工業(yè)控制模塊；可快速插拔銅座為煤礦專用4芯銅插座。采煤工人可通過它在順槽控制臺遠程操控工作面上的工作面設備，實現(xiàn)綜采設備遠程集控。本實用新型具有功能強大、操作方式直觀明了、安裝維護方便的優(yōu)點。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種遠程操作臺，尤其涉及一種煤礦綜采工作面集控用遠程操作 臺。 一種礦用工作面遠程集控操作臺

【背景技術】
[0002] 我國有數(shù)百個大型煤礦，數(shù)萬個中小煤礦，每個煤礦平均2-3個綜采工作面。這些 工作面絕大部分都采用長臂綜合機械化采煤工藝進行開采。必不可少的綜采設備就包括采 煤機、液壓支架、泵站、刮板運輸機、轉載機、破碎機等，其中刮板運輸機、轉載機、破碎機常 統(tǒng)稱為工作面三機。單說這些綜采設備，每一類每一種都是一個復雜的機、電、液綜合體，這 些設備的控制本身就各自需要一套完整的單機控制理論和單機控制主控計算機來實現(xiàn)。然 而綜合機械化開采需要以上各類綜采設備協(xié)調(diào)連續(xù)運行，所謂協(xié)調(diào)至少包括逆煤流啟動、 順煤流停機、液壓支架跟機自動化、采煤機牽引速度和三機煤流負荷平衡等等。這些協(xié)調(diào)運 行的實現(xiàn)就要求存在一個凌駕于這些單系統(tǒng)之上的順槽監(jiān)控中心來統(tǒng)一控制這些單機，使 其各自的運行模式相互協(xié)調(diào)、速率、功率等關鍵參數(shù)匹配，符合綜采自動化的要求。
[0003] 順槽監(jiān)控中心位于順槽設備列車上，距長臂工作面端頭一搬有300米左右的距 離。順槽監(jiān)控中心由順槽監(jiān)控主機及其顯示器、網(wǎng)絡交換機和工作面遠程操作臺組成，其中 遠程操作臺包含工作面遠程集控操作臺和液壓支架遠程操作臺。工作面因為是采煤現(xiàn)場， 電氣設備工作的環(huán)境比較惡劣，煤塵、潮氣、噪聲、電磁干擾等等污染源集中，而監(jiān)控中心相 對來說環(huán)境好得多。在順槽監(jiān)控中心實現(xiàn)綜采設備的遠程控制和操作無疑大大改善了工人 的工作環(huán)境，降低了勞動強度，增強了開采安全性。
[0004] 所述工作面遠程集控操作臺即為在順槽監(jiān)控中心遠程集中控制工作面三機、泵 站、采煤機所用的操作臺。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實用新型的目的是：通過集中控制思想和順槽監(jiān)控中心來解決工作面生產(chǎn)過程 中三機、泵站、采煤機等綜采設備各成系統(tǒng)、各自單獨受控而達不到真正協(xié)調(diào)連續(xù)開采目標 的問題。將以往單系統(tǒng)各自單獨就地控制的模式改為在監(jiān)控中心通過集控操作臺上統(tǒng)一遠 程控制的模式。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，提出以下技術方案：
[0007] -種礦用工作面遠程集控操作臺，包括1個操作面板、底殼、4個鍵值掃描矩陣、1 個單片機核心、多種數(shù)據(jù)通信接口、8個可快速插拔銅座；所述操作面板上印有操作對象采 煤機的輪廓圖，安裝有旋鈕、金屬按鈕、可上撥和下?lián)艿呐ぷ娱_關、搖桿、急停開關、指示燈； 所述4個鍵值掃描矩陣均為4行X 5列的結構，每個所述鍵值掃描矩陣可定義20個鍵值； 所述多種數(shù)據(jù)通信接口包括標準單線CAN、雙線CAN、RS485、RS232、以太網(wǎng)接口；所述單片 機核心為M2378嵌入式工業(yè)控制模塊；所述可快速插拔銅座為煤礦專用4芯銅插座。
[0008] 優(yōu)選所述操作面板和底殼間采用標準的工業(yè)用直角回轉鎖緊固，使用EPDM三元 乙丙橡膠材質(zhì)的自夾緊式密封條密封。
[0009] 優(yōu)選所述操作面板按操作對象劃分為總控區(qū)、三機集控區(qū)、泵站集控區(qū)、采煤機集 控區(qū)四大分區(qū)，四大分區(qū)之間設有分區(qū)界線。
[0010] 優(yōu)選所述總控區(qū)設置有心跳按鈕、一鍵啟按鍵、一鍵停按鍵、總急停開關、總急停 指示燈和總控模式選擇旋鈕，其中所述總急停指示燈在系統(tǒng)急停時顯示為紅色，所述總控 模式選擇旋鈕有手動、遠程、全自動三種模式可選。
[0011] 優(yōu)選所述三機集控區(qū)設置有三機急停開關、三機急停指示燈、三機控制模式選擇 旋鈕，還有順序、1#皮帶、2#皮帶、采煤機、備用、啟動、破碎機、轉載機、前部、后部、備用、停 止共12個按鈕，其中所述三機急停指示燈在三機急停時顯示為紅色，所述三機控制模式選 擇旋鈕有手動、閉鎖、自動三種模式可選。
[0012] 優(yōu)選所述泵站集控區(qū)設置有泵站急停開關、泵站急停指示燈、泵站控制模式選擇 旋鈕，還有液泵、1#液泵、2#液泵、3#液泵、4#液泵、啟動、水泵、1#水泵、2#水泵、3#水泵、備 用、停止共12個按鈕，其中所述泵站急停指示燈在泵站急停時顯示為紅色，所述泵站控制 模式選擇旋鈕有手動、閉鎖、自動三種模式可選。
[0013] 優(yōu)選所述采煤機集控區(qū)設置有采煤機急停開關、采煤機急停指示燈、采煤機控制 模式選擇旋鈕，其中所述采煤機急停指示燈在泵站急停時顯示為紅色，所述采煤機控制模 式選擇旋鈕有手動、閉鎖、自動三種模式可選；還有左右截割啟動、左右截割停止、采煤機破 碎啟動、采煤機破碎停止、總啟、牽啟、牽停、復位、總停、輔助功能1、輔助功能2、輔助功能 3、輔助功能4、上一視頻、下一視頻、視頻切換、分屏/全屏、備注、示范、記憶、在線學習、退 出干預共24個按鈕，左搖臂調(diào)高調(diào)低、右搖臂調(diào)高調(diào)低、破碎臂調(diào)高調(diào)低3個扭子開關，和1 個十字搖桿開關，所述十字搖桿開關其左、右、上、下方位鍵功能分別定義為采煤機左、右牽 引和加速、減速。
[0014] 優(yōu)選所述心跳按鈕包含的安全策略為在遠程操作模式下操作人員需每隔30秒主 動去按下該按鈕來表征當前操作人員在崗，遠程操作功能方可繼續(xù)使用，否則系統(tǒng)遠程操 作功能被解除，自動回到就地控制模式。
[0015] 優(yōu)選所述三機急停開關、泵站急停開關、采煤機急停開關均為硬件急停開關，任意 一個被拍下后對應的子系統(tǒng)立即急停；所述總急停開關拍下后，所有系統(tǒng)立即急停。
[0016] 本實用新型的優(yōu)點在于：
[0017] 1、功能強大，一個操作臺實現(xiàn)了工作面三機、泵站、采煤機系統(tǒng)的全部控制，有利 于實現(xiàn)工作面設備協(xié)調(diào)連續(xù)運行；
[0018] 2、操作方式直觀明了，操作對象輪廓直接印在面板上，特定功能的操作按鍵布局 于其所對應的功能部件處，比如在面板上所印的采煤機左右搖臂上布置搖臂調(diào)高調(diào)低的按 鈕；
[0019] 3、安裝方便，所有電氣連接均采用可快速插拔的銅頭和銅座；
[0020] 4、維護方便，改常用的螺釘緊固為直角回轉鎖緊固方式，只用三把鑰匙同時開啟 就可以打開機箱，進行內(nèi)部維護，避免了一次擰幾十個螺釘才能開箱的麻煩。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 附圖1為本實用新型的組成圖；
[0022] 附圖2為本實用新型的操作面板圖；
[0023] 附圖3為本實用新型的系統(tǒng)應用框圖。

【具體實施方式】
[0024] 參見附圖1-2,其描述了本實用新型所述工作面遠程集控操作臺的一種優(yōu)選實施 例，包括1個操作面板、底殼、4個鍵值掃描矩陣、1個單片機核心、多種數(shù)據(jù)通信接口、8個 可快速插拔銅座。所述操作面板上印有操作對象采煤機的輪廓圖，安裝有旋鈕、金屬按鈕、 扭子開關（可上撥和下?lián)埽?、搖桿、急停開關、指示燈等元件；所述4個鍵值掃描矩陣均為4 行X5列的結構，可定義20個鍵值，4個矩陣可定義80個鍵值；所述多種數(shù)據(jù)通信接口包 括標準單線CAN、雙線CAN、RS485、RS232、以太網(wǎng)接口；所述單片機核心為M2378嵌入式工 業(yè)控制模塊；所述可快速插拔銅座為煤礦專用4芯銅插座。
[0025] 操作面板和底殼間采用標準的工業(yè)用直角回轉鎖緊固，EPDM三元乙丙橡膠材質(zhì)的 自夾緊式密封條密封，以此構成整個操作臺的外殼式機箱。此種設計只需要三把鑰匙同時 開啟就可以打開機箱，避免了一次擰幾十個螺釘才能打開機箱的麻煩。
[0026] 參見附圖2,其描述了本實用新型所述工作面遠程集控操作臺的操作面板按鍵布 局。操作面板按操作對象分為總控、三機集控、泵站集控、采煤機集控四大分區(qū)，面板上設有 明顯分區(qū)界線。操作者只需在操作臺按下相應的功能鍵，操作命令就可以通過通信平臺到 達各控制主機，執(zhí)行相應的功能。
[0027] 所述總控區(qū)設置有心跳按鈕、一鍵啟按鍵、一鍵停按鍵、總急停開關、總急停指示 燈（系統(tǒng)急停時顯示為紅色）、總控模式選擇旋鈕（手動、遠程、全自動三種模式可選）。
[0028] 所述三機集控區(qū)設置有三機急停開關、三機急停指示燈（三機急停時顯示為紅 色）、三機控制模式選擇旋鈕（手動、閉鎖、自動三種模式可選），還有順序、1#皮帶、2#皮 帶、采煤機、備用、啟動、破碎機、轉載機、前部、后部、備用、停止共12個按鈕。
[0029] 所述泵站集控區(qū)設置有泵站急停開關、泵站急停指示燈（泵站急停時顯示為紅 色）、泵站控制模式選擇旋鈕（手動、閉鎖、自動三種模式可選），還有液泵、1#液泵、2#液 泵、3#液泵、4#液泵、啟動、水泵、1#水泵、2#水泵、3#水泵、備用、停止共12個按鈕。
[0030] 所述采煤機集控區(qū)設置有采煤機急停開關、采煤機急停指示燈（泵站急停時顯示 為紅色）、采煤機控制模式選擇旋鈕（手動、閉鎖、自動三種模式可選）；還有左右截割啟動、 左右截割停止、采煤機破碎啟動、采煤機破碎停止、總啟、牽啟、牽停、復位、總停、輔助功能 1、輔助功能2、輔助功能3、輔助功能4、上一視頻、下一視頻、視頻切換、分屏/全屏、備注、 示范、記憶、在線學習、退出干預共24個按鈕；左搖臂調(diào)高調(diào)低、右搖臂調(diào)高調(diào)低、破碎臂調(diào) 高調(diào)低3個扭子開關；1個十字搖桿開關，其左、右、上、下方位鍵功能分別定義為采煤機左、 右牽引和加速、減速。
[0031] 所述心跳按鈕包含的安全策略為在遠程操作模式下操作人員需每隔30秒主動去 按下該按鈕來表征當前操作人員在崗，遠程操作功能方可繼續(xù)使用，否則系統(tǒng)自動進入就 地模式，遠程操作功能被解除。
[0032] 參見附圖3,其描述了本實用新型的系統(tǒng)應用框圖。工作面三機、泵站、采煤機的直 接控制仍然由各自系統(tǒng)的主控計算機來完成，其動力來源由組合開關控制，組合開關上設 計有急停閉鎖系統(tǒng)，一旦急停開關被拍下，對應系統(tǒng)斷電，危險動作被立即停止。網(wǎng)絡交換 機將順槽監(jiān)控主機和這些單系統(tǒng)主控計算機連在一起。操作者在遠程操作臺上所發(fā)出的的 操作命令通過順槽監(jiān)控主機所發(fā)現(xiàn)，然后按設計好的模式傳輸給各系統(tǒng)主控計算機，從而 使得各單機執(zhí)行相應的動作。遠程操作臺上的急停開關均為硬件急停開關，其串入了組合 開關的急停閉鎖系統(tǒng)，意即任意一個被拍下后對應的子系統(tǒng)立即急停；總急停開關拍下后， 所有系統(tǒng)立即急停。操作者可在順槽監(jiān)控主機的軟件頁面上直觀觀察到遠程操作的結果。
[0033]以上所述，僅為本實用新型專利較佳的【具體實施方式】，但本實用新型專利的保護 范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本實用新型專利揭露的技術范圍 內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本專利的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1. 一種礦用工作面遠程集控操作臺，其特征在于：包括1個操作面板、底殼、4個鍵值 掃描矩陣、1個單片機核心、多種數(shù)據(jù)通信接口、8個可快速插拔銅座；所述操作面板上印有 操作對象采煤機的輪廓圖，安裝有旋鈕、金屬按鈕、可上撥和下?lián)艿呐ぷ娱_關、搖桿、急停開 關、指示燈；所述4個鍵值掃描矩陣均為4行X 5列的結構，每個所述鍵值掃描矩陣可定義 20個鍵值；所述多種數(shù)據(jù)通信接口包括標準單線CAN、雙線0八隊1?485、1?232、以太網(wǎng)接口 ； 所述單片機核心為M2378嵌入式工業(yè)控制模塊；所述可快速插拔銅座為煤礦專用4芯銅插 座。
2. 如權利要求1所述的礦用工作面遠程集控操作臺，其特征在于：所述操作面板和底 殼間采用工業(yè)用直角回轉鎖緊固，使用EPDM三元乙丙橡膠材質(zhì)的自夾緊式密封條密封。
3. 如權利要求1所述的礦用工作面遠程集控操作臺，其特征在于：所述操作面板按操 作對象劃分為總控區(qū)、三機集控區(qū)、泵站集控區(qū)、采煤機集控區(qū)四大分區(qū)，四大分區(qū)之間設 有分區(qū)界線。
4. 如權利要求3所述的礦用工作面遠程集控操作臺，其特征在于：所述總控區(qū)設置有 心跳按鈕、一鍵啟按鍵、一鍵停按鍵、總急停開關、總急停指示燈和總控模式選擇旋鈕，其中 所述總急停指示燈在系統(tǒng)急停時顯示為紅色，所述總控模式選擇旋鈕有手動、遠程、全自動 三種模式可選。
5. 如權利要求3所述的礦用工作面遠程集控操作臺，其特征在于：所述三機集控區(qū)設 置有三機急停開關、三機急停指示燈、三機控制模式選擇旋鈕，還有順序、1#皮帶、2#皮帶、 采煤機、備用、啟動、破碎機、轉載機、前部、后部、備用、停止共12個按鈕，其中所述三機急 停指示燈在三機急停時顯示為紅色，所述三機控制模式選擇旋鈕有手動、閉鎖、自動三種模 式可選。
6. 如權利要求3所述的礦用工作面遠程集控操作臺，其特征在于：所述泵站集控區(qū)設 置有泵站急停開關、泵站急停指示燈、泵站控制模式選擇旋鈕，還有液泵、1#液泵、2#液泵、 3#液泵、4#液泵、啟動、水泵、1#水泵、2#水泵、3#水泵、備用、停止共12個按鈕，其中所述泵 站急停指示燈在泵站急停時顯示為紅色，所述泵站控制模式選擇旋鈕有手動、閉鎖、自動三 種模式可選。
7. 如權利要求3所述的礦用工作面遠程集控操作臺，其特征在于：所述采煤機集控區(qū) 設置有采煤機急停開關、采煤機急停指示燈、采煤機控制模式選擇旋鈕，其中所述采煤機急 停指示燈在泵站急停時顯示為紅色，所述采煤機控制模式選擇旋鈕有手動、閉鎖、自動三種 模式可選；還有左右截割啟動、左右截割停止、采煤機破碎啟動、采煤機破碎停止、總啟、牽 啟、牽停、復位、總停、輔助功能1、輔助功能2、輔助功能3、輔助功能4、上一視頻、下一視 頻、視頻切換、分屏/全屏、備注、示范、記憶、在線學習、退出干預共24個按鈕，左搖臂調(diào)高 調(diào)低、右搖臂調(diào)高調(diào)低、破碎臂調(diào)高調(diào)低3個扭子開關，和1個十字搖桿開關，所述十字搖桿 開關其左、右、上、下方位鍵功能分別定義為采煤機左、右牽引和加速、減速。
8. 如權利要求4-7任一所述的礦用工作面遠程集控操作臺，其特征在于：所述三機急 停開關或泵站急停開關或采煤機急停開關為硬件急停開關，被拍下后對應的子系統(tǒng)立即急 停；所述總急停開關被拍下后，所有系統(tǒng)立即急停。
【文檔編號】E21D23/12GK203905989SQ201420124993
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年3月19日 優(yōu)先權日:2014年3月19日
【發(fā)明者】李森, 黃韶杰, 王旭鳴 申請人:北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司