一種基于端頭控制器的液壓支架集控系統(tǒng)熱備份方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤礦井下液壓支架電液控制方法，尤其是一種基于端頭控制器的液壓支架集控系統(tǒng)熱備份方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有煤礦井下利用液壓支架集控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了綜采工作面自動(dòng)化采煤，但由于煤礦井下地質(zhì)條件復(fù)雜、工作環(huán)境惡劣，集控系統(tǒng)設(shè)備有時(shí)會(huì)由于系統(tǒng)宕機(jī)或是受到外力損壞而發(fā)生故障，以及液壓支架集控系統(tǒng)通訊總線位于支架控制器之間的電纜中，在生產(chǎn)過程中支架控制器之間的電纜有時(shí)會(huì)被飛落的煤塊砸斷，或者支架頻繁移動(dòng)和升降架造成電纜線與支架控制器接口松動(dòng)，從而出現(xiàn)通訊總線斷裂故障。
[0003]這些故障的發(fā)生往往導(dǎo)致液壓支架集控系統(tǒng)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，致使綜采工作面不能正常生產(chǎn)，甚至發(fā)生嚴(yán)重的安全事故。因此，綜采工作面液壓支架集控系統(tǒng)的可靠性成為影響煤礦生產(chǎn)效率和安全性的重要因素。
[0004]現(xiàn)有煤礦井下液壓支架集控系統(tǒng)是一個(gè)支架控制器控制一臺(tái)支架，各支架控制器之間通過電纜線連接，所有支架控制器通過通訊總線連接到一個(gè)服務(wù)器或是網(wǎng)絡(luò)變換器，再由服務(wù)器或是網(wǎng)絡(luò)變換器與井下防爆計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊。這種采用單一服務(wù)器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)存在嚴(yán)重的缺陷和不足。
[0005]首先是由于服務(wù)器或是網(wǎng)絡(luò)變換器負(fù)責(zé)收集液壓支架狀態(tài)參數(shù)并向防爆計(jì)算機(jī)上傳，還負(fù)責(zé)跟機(jī)自動(dòng)化的控制和跟機(jī)自動(dòng)化參數(shù)的修改，所以服務(wù)器或是網(wǎng)絡(luò)變換器是整個(gè)集控系統(tǒng)的核心設(shè)備。在這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)下，由于采用的是單一服務(wù)器或是網(wǎng)絡(luò)變換器的結(jié)構(gòu)，所以當(dāng)服務(wù)器或是網(wǎng)絡(luò)變換器故障時(shí)，會(huì)造成整個(gè)液壓支架集控系統(tǒng)癱瘓，使得系統(tǒng)不能對(duì)液壓支架狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，也失去了根據(jù)采煤機(jī)位置控制支架進(jìn)行追機(jī)拉架的功能。此時(shí)便需要停止工作面的生產(chǎn)，對(duì)故障服務(wù)器或是網(wǎng)絡(luò)變換器進(jìn)行維修或更換，這會(huì)嚴(yán)重影響煤礦生產(chǎn)效率。
[0006]其次是在這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)下，如果發(fā)生總線斷裂情況，會(huì)導(dǎo)致液壓支架集控系統(tǒng)失去對(duì)總線斷裂位置后液壓支架控制器的控制，也不能對(duì)斷裂位置后液壓支架狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視。在這種情況下，便需要停止工作面的生產(chǎn)，由井下工人找出總線斷裂的位置并對(duì)此處的電纜進(jìn)行維修或更換，由于綜采工作面支架數(shù)量多、控制總線長，排查、維修總線斷點(diǎn)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，會(huì)大大影響采煤作業(yè)的進(jìn)度。
[0007]采用雙機(jī)熱備份系統(tǒng)是目前提高系統(tǒng)可靠性的主要方案。雙機(jī)熱備份系統(tǒng)多采用“心跳信號(hào)”來監(jiān)測主、備機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，并以此為依據(jù)切換主、備服務(wù)器。例如，在《一種雙機(jī)熱備份方法及系統(tǒng)》《雙機(jī)熱備份系統(tǒng)》和《基于SOA、RS485總線實(shí)現(xiàn)的雙機(jī)熱備份切換方法及熱備份系統(tǒng)》專利中，主、備服務(wù)器間隔一定時(shí)間相互發(fā)送通訊信號(hào)作為“心跳信號(hào)”，并以此監(jiān)測主、備服務(wù)器的運(yùn)行狀態(tài)，若“心跳信號(hào)”丟失，則判斷主服務(wù)器或備用服務(wù)器故障，從而進(jìn)行主、備服務(wù)器的切換。但是，在液壓支架集控系統(tǒng)中，服務(wù)器或是網(wǎng)絡(luò)變換器作為跟機(jī)自動(dòng)化采煤的關(guān)鍵設(shè)備，在集控過程中需要通過通訊總線對(duì)所有液壓支架控制器進(jìn)行巡檢和集控，如果出現(xiàn)通訊總線斷裂的情況，上述熱備份系統(tǒng)不能正確判斷出該故障，仍舊按系統(tǒng)正常模式運(yùn)行，這使得系統(tǒng)失去對(duì)總線斷裂位置以后的液壓支架控制器的控制。
[0008]因此，找到一種液壓支架集控系統(tǒng)的熱備份方法，使之能夠?qū)σ簤褐Ъ芗叵到y(tǒng)的服務(wù)器或是網(wǎng)絡(luò)變換器故障和通訊總線斷裂故障都能夠進(jìn)行快速診斷，以及能夠在查明故障后對(duì)故障進(jìn)行快速、有效地處理，及時(shí)恢復(fù)集控系統(tǒng)的運(yùn)行，從而不影響綜采工作面的生產(chǎn)，這成為目前提高液壓支架集控系統(tǒng)可靠性迫切需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種基于端頭控制器的液壓支架集控系統(tǒng)熱備份方法，以解決現(xiàn)有液壓支架集控系統(tǒng)和現(xiàn)有系統(tǒng)熱備份方法不能在控制器或是通訊總線出現(xiàn)故障時(shí)都能夠進(jìn)行快速有效的診斷和處理的問題，進(jìn)一步提高綜采工作面液壓支架集控系統(tǒng)的可靠性。
[0010]為了解決上述問題，本發(fā)明所采取的措施如下。
[0011]一種基于端頭控制器的液壓支架集控系統(tǒng)熱備份方法，其所述方法是基于液壓支架雙端頭控制器實(shí)現(xiàn)其液壓支架集控系統(tǒng)的熱備份方法；
所述液壓支架集控系統(tǒng)，包括一順槽防爆計(jì)算機(jī)通過RS485數(shù)據(jù)通訊總線I并聯(lián)連接有相同的一主端頭控制器與備用端頭控制器，并通過RS485數(shù)據(jù)通訊總線2串接有l(wèi)~Nf支架控制器；
所述液壓支架集控系統(tǒng)的熱備份方法，所述熱備份方法中的主端頭控制器負(fù)責(zé)對(duì)所述支架控制器進(jìn)行巡檢和集中控制；所述防爆計(jì)算機(jī)定時(shí)向所述端頭控制器發(fā)送詢問命令，所述端頭控制器接到詢問命令后，將所巡檢到的所述支架控制器的狀態(tài)參數(shù)打包發(fā)送給所述防爆計(jì)算機(jī)，所述防爆計(jì)算機(jī)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理；所述備用端頭控制器只接收數(shù)據(jù)，不進(jìn)行巡檢和集中控制；
當(dāng)所述防爆計(jì)算機(jī)向所述端頭控制器的詢問命令未得到所述端頭控制器響應(yīng)或是響應(yīng)不正確，則判斷所述主端頭控制器異常，立即切換到備用端頭控制器集控模式，備用端頭控制器完全替代主端頭控制器的工作；切換方法及步驟如下，
(1)所述防爆計(jì)算機(jī)切換到只向備用端頭控制器進(jìn)行詢問的模式，命令發(fā)送時(shí)的地址幀由原來主端頭控制器地址A切換為備用端頭控制器地址B ;
(2)所述防爆計(jì)算機(jī)通過RS485總線I向所述備用端頭控制器發(fā)送激活命令；
(3)所述備用端頭控制器接收到激活命令后，激活通訊模塊輸出允許標(biāo)志，允許通訊模塊通過RS485總線2向所述支架控制器發(fā)送動(dòng)作控制命令和狀態(tài)參數(shù)巡檢命令，允許通訊模塊通過RS485總線I向所述防爆計(jì)算機(jī)返回所巡檢到的狀態(tài)參數(shù)；
(4)當(dāng)所述備用端頭控制器完成激活后，向所述防爆計(jì)算機(jī)發(fā)送激活完成后的握手信息;
(5)防爆計(jì)算機(jī)接收備用端頭控制器的握手信息后，判斷出備用端頭控制器已激活完畢；
當(dāng)所述防爆計(jì)算機(jī)檢測到所述端頭控制器發(fā)送的巡檢結(jié)果不能包括所有所述支架控制器的狀態(tài)參數(shù)，且一定位置后的所述支架控制器的狀態(tài)參數(shù)缺失，則所述防爆計(jì)算機(jī)判斷此位置后通訊總線斷裂，立即切換到主、備端頭控制器同時(shí)集控模式，所述主端頭控制器負(fù)責(zé)巡檢和集控總線斷裂位置之前的所有支架控制器(l~x-l)，所述備用端頭控制器負(fù)責(zé)巡檢和集控總線斷裂位置后所有支架控制器(X~N);切換方法及步驟如下:
(1)所述防爆計(jì)算機(jī)切換到主端頭控制器和備用端頭控制器同時(shí)工作的模式，此模式下，命令發(fā)送時(shí)的地址幀不再僅為原主端頭控制器的地址A，當(dāng)詢問命令對(duì)象為主端頭控制器時(shí)，發(fā)送命令的地址幀為主端頭控制器的地址A，當(dāng)詢問命令對(duì)象為備用端頭控制器時(shí)，發(fā)送命令的地址幀為備用端頭控制器的地址B ;
(2)所述防爆計(jì)算機(jī)通過RS485總線I向所述備用端頭控制器發(fā)送激活命令；
(3)所述備用端頭控制器接收到激活命令后，激活通訊模塊輸出允許標(biāo)志，允許通訊模塊通過RS485總線2向所述支架控制器發(fā)送動(dòng)作控制命令和狀態(tài)參數(shù)巡檢命令，允許通訊模塊通過RS485總線I向所述防爆計(jì)算機(jī)返回所巡檢到的狀態(tài)參數(shù)；
(4)當(dāng)所述備用端頭控制器完成激活后，向所述防爆計(jì)算機(jī)發(fā)送激活完成后的握手信息;
(5)防爆計(jì)算機(jī)接收備用端頭控制器的握手信息后，判斷出備用端頭控制器已激活完畢；
(6)所述防爆計(jì)算機(jī)對(duì)所述主端頭控制器