一种煤矿井下迈步式设备列车控制系统的制作方法
【专利摘要】一种煤矿井下迈步式设备列车控制系统，通过在迈步式自移设备列车上安装电液控制装置、电磁阀驱动装置、电磁先导阀和电液控换向阀、红外无线通讯装置、遥控装置、语音装置、行程传感装置、倾角姿态传感器、视频采集传输装置实现。系统可通过就地控制、自动控制、遥控控制和远程控制这四种方式给电液控制装置传递指令来驱动控制电磁先导阀和电液控换向阀。操作人员可直接对电液控制装置就地操作；可用遥控器实现遥控控制；可通过远程操作台下发指令远程操作；可预设自动控制逻辑进行自动控制。行程传感器监控列车千斤顶伸出的行程，保证列车两侧千斤顶油缸的伸缩同步性。倾角传感器检测设备姿态，倾角测量元件测得角度并反馈至控制系统。
【专利说明】
一种煤矿井下迈步式设备列车控制系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种煤矿井下迈步式设备列车控制系统，尤其涉及一种采用多种传感器装置反馈实现就地、自动、遥控和远程多种控制模式的煤矿井下迈步式设备列车控制系统。
【背景技术】
[0002]综合机械化开采是煤矿开采技术现代化的重要标志，而设备列车的使用是工作面巷道自动化开采的重要标志之一。目前，煤矿回采工作面所用的设备列车分为有轨设备列车和无轨迈步式设备列车两类。相较于有轨列车，无轨迈步式设备列车无需铺轨和绞车牵弓I，通过人工操作两至三组手动阀进行列车移动控制。在使用迈步式设备时，需要较多人员对操作阀进行同步控制，来保证列车移动过程的平稳性。然而人工手动操作的控制精度较低，具有随机性风险，并且设备列车的移动会对操作人员和列车周边设备维护人员带来一定安全隐患。
[0003]在现有技术中，CN103244175A公开了一种煤矿井下无轨迈步式自移设备列车，该迈步式自移设备列车由平板车、迈步支腿脚掌、设置在平板车下方的平板车车轮和设置在平板车上面的防护架组成;但其没有公开具有电液控制系统，没有公开具有反馈决策的控制系统。
[0004]CN202966313U公开了一种自移无轨设备列车控制系统，它包括框架体、电液控制装置和无线遥控装置;其中所述的电液控制装置包括控制器，隔爆兼本安电源，电磁阀驱动器，电液控换向阀组及自动反冲洗过滤器;所述的无线遥控装置包括遥控发射器与无线接收器，由上述无线遥控发射器通过无线接收器与上述控制器进行数据传输，所述的控制器输出端与电磁阀驱动器输入端连接，电磁阀驱动器输出端分别与电液控换向阀组、自动反冲洗过滤器连接;但其没有公开设备列车的具体控制方法，也没有公开传感器配置等技术配套内容。
[0005]CN201503549U公开了一种井下牵引列车的控制装置，包括电源、通讯部分、PLC监测监控部分、开关磁阻电机驱动部分，通讯部分的输出端接PLC监测监控部分的输入端，PLC监测监控部分的输出端接开关磁阻电机驱动部分的输入端;但其没有公开液控部分的系统连接，也没有公开具体的列车控制方法。
【发明内容】
[0006]为保障设备列车控制的高效稳定，降低操作人员及周边人员安全风险，本发明提出一种煤矿井下迈步式设备列车控制系统，提升了设备列车运行效率和安全稳定性能。
[0007]—种煤矿井下迈步式设备列车控制系统，通过在迈步式自移设备列车上安装电液控制装置、电磁阀驱动装置、电磁先导阀和电液控换向阀、红外无线通讯装置、遥控装置、语音装置、行程传感装置、倾角姿态传感器、视频采集传输装置实现。系统可通过就地控制、自动控制、遥控控制和远程控制这四种方式给电液控制装置传递指令来驱动控制电磁先导阀和电液控换向阀。操作人员可直接对电液控制装置进行就地操作;可利用遥控装置实现对设备列车的控制;可直接通过远程操作台下发控制命令远程操作;可采用预设自动控制逻辑进行自动控制。行程传感装置用于监控列车千斤顶伸出的行程，保证列车两侧千斤顶油缸的伸缩同步性。倾角传感器用于检测设备姿态，其接通电源后，倾角测量元件测得角度并输出电信号。倾角传感器安装在设备列车上，当设备列车摆动时，倾角传感器也随之运动，将摆动角度转换成电压信息输出，获得摆动角度的位置，即得到设备列车的实时姿态信息。
[0008]优选电液控制系统具有实时传感数据和传感数据查询两种反馈方式。
[0009]优选所述遥控装置距离控制器的上限设定为5m。
[0010]本发明实现了就地控制、自动控制、遥控控制和远程控制四种控制模式，遥控控制和远程控制保障操作人员控制指令的安全有效;通过传感器组实时检测反馈设备各状态指标，控制系统接收并进行逻辑判断决策，解决了设备列车移动过程中左右推移千斤顶联动控制问题，具备左右推移千斤顶油缸伸缩自动监控功能，实现了自动控制模式;在不同控制模式下实现了设备列车语音联动预警功能，降低了设备列车移动对操作人员及周边人员的安全风险。
【附图说明】
[0011]附图1为本发明所述煤矿井下迈步式设备列车控制系统的连接简图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细描述。
[0013]—种煤矿井下迈步式设备列车控制系统，参见附图1，控制系统包括在迈步式自移设备列车上安装的电液控制装置、电磁先导阀组、电磁阀驱动装置、推移千斤顶先导阀、电液控换向阀组1、电液控换向阀组2、红外无线通讯装置、语音装置、行程传感装置和倾角姿态传感器，还具有监控主机、远程操作台、视频采集装置和远程的手持式遥控装置。其中电磁阀驱动装置、左右推移千斤顶先导阀、红外无线通讯装置、语音装置、行程传感装置、倾角姿态传感器分别连接在电液控制装置上，接收电液控制装置的动作指令并向其传输数据，电液控换向阀组I连接在左右推移千斤顶先导阀上，电液控换向阀组2通过电磁先导阀组连接到电磁阀驱动装置上，由于功能上是需要，在一般情况下，两电液控换线阀组的动作需要同步。电液控制系统采用就地控制、自动控制、遥控控制和远程控制四种方式控制电磁先导阀和电液控换向阀组。所谓就地控制是指通过手动操作电液控制系统进行控制;所谓自动控制是指控制系统获取各传感装置反馈，按预设的逻辑决策自动下发控制指令;所谓遥控是指通过操作遥控装置来输出工作指令，通过无线方式传输到电液控制系统进行控制；所谓远程控制是指以视频采集装置反馈为依据，通过监控主机或远程操作台在监控中心输出工作指令，通过工业以太网到电液控制系统进行控制。操作人员可通过电液控制装置、监控主机、远程操作台或遥控装置实现对设备列车的控制。倾角传感器用于检测设备姿态，保证列车整体姿态正常;行程传感装置用于监控列车千斤顶伸出的行程，保证列车两侧千斤顶油缸的伸缩同步性;红外无线通讯装置与遥控装置在工作时建立无线连接，用于传输数据;语音装置预设存储语音片段，可在电液控制装置的控制下有选择的播放。
[0014]具体操作过程如下:
[0015]首先，操作人员可通过直接操作电液控制装置对设备列车进行就地控制，对迈步式设备列车相应的支撑、平衡、左右推移等功能进行电液控制。
[0016]其次，操作人员通过遥控装置对迈步式设备列车进行控制。在遥控控制方式中，操作人员通过遥控装置与红外无线通讯装置建立通讯。建立通讯的过程有两种方式:1、在遥控装置上以输入支架编号的方式进行选架;2、将遥控器与红外无线通讯装置近距离对位选架;通讯连接建立完成后，控制信号在距离红外无线通讯装置不大于5米的范围内有效。操作人员可通过遥控装置对迈步式设备列车相应的支撑、平衡、左右推移等功能进行电液控制。电液控制装置根据行程传感装置监控的左右推移千斤顶的伸出行程，可对左右推移千斤顶先导阀进行同步打开控制，实现电液控换向阀组的精确联动功能。
[0017]当遥控装置与红外无线通讯装置距离大于5米时，电液控制装置自动断开与遥控装置的连接，系统进入待机状态，无任何动作功能输出，避免了操作人员远离设备列车时的列车误动作所做成的可能伤害。
[0018]第三，为电液控制装置预设了自动控制逻辑，使迈步式设备列车协调自动执行支持、平衡及左右推移功能，达到列车的稳步移动。同时预设相应的行程和倾角门限值，当行程传感器或倾角传感器反馈值超出门限值时视为列车自动移动到位或姿态异常，系统可自行停止以等待后续指令。
[0019]第四，采用监控主机作为迈步式设备列车控制中枢，其通过工业以太环网收集传感器信息和视频信息，进而利用远程操作台发送控制信号到电液控制装置，实现远程感知迈步式设备列车状况和远程控制功能。
[0020]矿用摄像仪的视频数据通过工业以太网网络传输到显示器显示。视频系统是一种集摄像头、视频编码、视频解码、视频显示、操作台、通信于一体的设备，具体的功能为理由视频摄像头捕捉到的图像，将图像转为数字信号传输至解码部分，再经过解码后显示在视频显示上。
[0021 ]电液控制装置根据控制的电磁先导阀组的功能自动匹配语音装置的播放内容，当左右推移千斤顶伸缩动作时，优先重复播放设备列车移动语音内容，直至左右推移千斤顶伸缩动作结束，实现了设备列车移动过程中语音联动预警，保证了环境复杂的井下工作面的人员设备安全。
[0022]操作人员可通过遥控装置或电液控装置本地近距离控制，通过监控主机或远程操作台远程控制，同时对电液控换向阀组I和电液控换向阀组2所控制的功能进行联动操作，保证两者的动作同步。
[0023]以上所述，仅为本发明专利较佳的【具体实施方式】，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明专利的保护范围之内。
【主权项】
1.一种煤矿井下迈步式设备列车控制系统，其特征在于:具有行程传感器、倾角传感器检测设备列车姿态功能，并具有实时传感数据和传感数据查询两种反馈方式。2.如权利要求1所述的煤矿井下迈步式设备列车控制系统，其特征在于:根据列车动作自动匹配语音装置的播放内容。3.如权利要求1所述的煤矿井下迈步式设备列车控制系统，其特征在于:采用矿用本质安全型摄像仪将视频数据通过工业以太网网络传输到矿用本质安全型显示器显示。4.如权利要求1所述的煤矿井下迈步式设备列车控制系统，其特征在于:采用就地控制、自动控制、遥控控制和远程控制四种控制模式。5.如权利要求4所述的就地控制模式，其特征在于:手动操控控制器人机界面，对迈步式设备列车相应的支撑、平衡、左右推移等功能进行电液控制。6.如权利要求4所述的自动控制模式，其特征在于:控制系统设定自动控制逻辑，使迈步式设备列车在无人干预情况下协调自动执行支持、平衡及左右推移功能。7.如权利要求4所述的远程控制模式，其特征在于:操作监控主机或远程操作台通过工业以太网实时远程控制设备列车。8.如权利要求4所述的遥控控制模式，其特征在于:通过遥控装置与红外无线通讯装置建立近距离通讯连接;通过遥控装置对迈步式设备列车进行电液控制，电液控制装置根据行程传感装置监控的左、右推移千斤顶的伸出行程，对左、右推移千斤顶先导阀进行同步打开控制。9.如权利要求8所述的遥控控制模式，其特征在于:所述设定距离为5m，当遥控装置与红外无线通讯装置距离大于设定距离时，电液控制装置自动断开与遥控装置的连接，系统进入待机状态。
【文档编号】E21F13/00GK106050299SQ201610315992
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】刘清, 魏文艳, 李重重, 姚钰鹏, 王峰, 李旭, 崔耀, 李首滨, 黄曾华, 牛剑峰, 李俊士, 田成金, 毕东柱, 王旭鸣, 张科学
【申请人】北京煤科天玛自动化科技有限公司