本发明实施例涉及控制检测技术，尤其涉及一种支护设备的控制装置及其控制方法。
背景技术：
随着科技的发展，煤矿生产设备逐渐向自动化和电气化的水平发展，矿用电气设备的安全使用成为当前煤矿生产中亟待解决的问题。尤其是煤矿井下支护设备的控制装置的使用安全，一旦该控制装置出现故障将影响矿产进度，同时会对作业人员和设备造成威胁。
当前，井下支护设备的控制装置通常采用液压支架电液控制系统，在该控制系统中控制器作为最关键部件，能够执行相关支架的操作，以及工艺段的逻辑处理。而当控制器出现故障时，将导致自动动作逻辑顺序混乱或者在一些执行动作的控制器动作器件出现误操作，则可能引发安全事故。现有技术中，通过安装在计算机或服务器上的上位机对整个系统的工作状况进行显示和存储。当显示出系统出现故障时，维护人员即可根据上位机所显示的故障点，然后奔赴故障现场进行处理。
但是，采用现有技术中的控制装置，通过显示和维护人员的观察才能获知设备的故障点，然后经维护人员奔赴故障点处才能对故障进行相应的处理，由此增加控制系统操作的复杂性，并且有可能在维护人员到达故障现场前，设备已执行动作，这将会对设备的安全性产生影响，导致设备的寿命降低。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明实施例提供了一种支护设备的控制装置及其控制方法，能够解决现有技术中由于人为操作的复杂性和滞后性，不便于设备的自动化操作，以及控制器无法及时控制设备执行相关操作，造成设备使用中不安全因素产生的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种支护设备的控制系统，包括：至少一个控制装置和供电电源、以及多个控制器；
所述控制装置包括开关模块、控制驱动模块、处理器、以及通信模块；
所述开关模块包括第一开关单元和第二开关单元，所述第一开关单元的电源信号输入端与所述交流电源连接、以及输出端与所述供电电源的输入端连接，所述第一开关单元的通断，用于控制所述交流电源向所述供电电源输入电能；
所述第二开关单元的输入端与所述供电电源的第一输出端连接、以及输出端与各个所述控制器的电源信号输入端连接，用于将所述交流电源进行转换后，为各个所述控制器提供直流电源，以供所述控制器上电工作；
所述通信模块的第一输入端与各个所述控制器的第一控制信号输出端连接、以及第一输出端与所述处理器的第一控制信号输入端连接，用于转发各个所述控制器的第一控制信号至所述处理器；
所述控制驱动模块的输入端与所述处理器的第一控制信号输出端连接、以及输出端与所述开关模块的总控制端连接，用于根据所述处理器发出的第二控制信号，控制所述开关模块中开关单元的通断；
各个所述控制器的第二控制信号输出端与各个所述支护设备的控制端对应连接，用于向相应的所述支护设备发出第一控制信号，以控制所述支护设备动作，并将所述第一控制信号通过所述通信模块反馈至所述处理器；
所述处理器电源信号输入端与所述交流电源电连接，用于根据所述通信模块反馈的第一控制信号，判断相应的所述控制器工作情况，并根据所述控制器的工作情况向所述控制驱动模块发出相应的第二控制信号。
可选的，所述控制装置还包括信号采集模块；
所述信号采集模块的输入端与所述开关模块的总电流输出端连接、以及输出端与所述处理器的第二控制信号输入端连接；
相应的，所述通信模块的第二输入端与所述处理器的第二控制信号输出端连接、以及第二输出端与所述控制器的控制信号输入端连接；
所述信息采集模块用于采集所述开关模块中的电流信号，并将所述电流信号输入所述处理器，所述处理器发出第三控制信号通过所述通信模块传递至所述控制器，以使所述控制器根据所述第三控制信号，向所述支护设备发出相应的控制信号。
可选的，所述控制装置还包括：存储模块；
所述存储模块的输入端与所述交流电源连接、以及输出端与所述处理器的电源信号输入端连接，用于传递和储存所述交流电源的电信号，以供所述处理器上电工作。
可选的，所述控制系统还包括：上位机；
所述上位机通过所述通信模块接收所述控制器接收和发出的信号，并对所述接收和发出的信号进行存储和显示。
可选的，所述控制系统包括多个控制装置；
所述开关模块还包括第三开关单元，所述第三开关单元的输入端与所述供电电源连接、以及输出端与下一控制装置的第一开关单元的电源信号输入端连接，用于控制所述供电电源的电信号向下一控制装置提供电信号。
第二方面，本发明实施例提供了一种支护设备的控制系统的控制方法，所述控制系统包括至少一个控制装置和供电电源、以及多个控制器，其中，所述控制装置包括开关模块、控制驱动模块、处理器、以及通信模块，所述控制方法包括：
所述控制装置上电进行初始化；
获取所述控制器发出的第一控制信号；
根据所述第一控制信号控制所述供电电源向所述控制器供电。
可选的，所述控制装置还包括信号采集模块，所述控制方法还包括：
获取所述供电电源输出的电流信号；
根据所述电流信号，控制所述控制器向所述支护设备发出相应的控制信号。
可选的，在所述获取所述控制器发出的第一控制信号之前，还包括：
获取各个所述控制器的身份信息，并根据所述身份信息确定所述控制器的数量；
定时接收各个所述控制器发出的心跳包，并根据所述控制器的数量判断各个所述控制器工作是否异常；
若是，则暂停所述供电电源向所述控制器供电，并重启所述控制器。
可选的，所述根据所述第一控制信号控制所述供电电源向所述控制器供电包括：
根据所述第一控制信号，获取所述控制器控制所述支护设备实际执行的动作信息及所述支护设备需执行的工艺段信息；
判断所述动作信息与所述工艺段信息是否匹配，并根据匹配情况控制所述供电电源向所述控制器供电。
可选的，所述控制系统还包括上位机，相应的，所述根据匹配情况控制所述供电电源向所述控制器供电，包括：
若不匹配，则将冲突内容上报所述上位机进行存储和显示，并实时获取确认执行所述动作信息的操作指令。
本发明实施例提供了一种支护设备的控制系统及其控制方法，该控制系统包括至少一个控制装置和供电电源、以及多个控制器，该控制装置包括开关模块、控制驱动模块、处理器、以及通信模块，通过控制器向支护设备发出相应的控制信号，并将该控制信号反馈至控制装置的处理器中，以使处理器能够根据该控制信号向控制驱动模块发出相应的控制信号，控制驱动模块根据处理器发出的控制信号控制开关模块中各开关单元的通断，以实现对供电电源是否向控制器提供电能的控制。本发明实施例能够解决现有技术中需要采用人工操作实现对设备的控制，造成设备控制的复杂性和滞后性，以及设备使用时易产生不安全因素的技术问题。本发明实施例提供的控制系统能够通过控制装置中各模块相互配合，以控制控制器上电，从而实现对支护设备动作的自动化控制，进一步节省人力，保证设备的运行安全。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种支护设备的控制系统的结构框图；
图2是本发明实施例二提供的一种支护设备的控制系统的结构框图；
图3是本发明实施例提供的一种多个控制装置的支护设备的控制系统的结构框图；
图4是本发明实施例三提供的一种控制系统的控制方法的流程图；
图5是本发明实施例四提供的一种控制系统的控制方法的流程图；
图6是本发明实施例五提供的一种控制系统的控制方法的流程图；
图7是本发明实施例六提供的一种控制系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种支护设备的控制系统的结构框图，该控制系统可用于控制支护设备上电工作的情况，该支护设备例如可以是煤矿井下工作的液压支架。如图1所示，该控制系统包括：至少一个控制装置10和供电电源30、以及多个控制器20，本发明实施例以一个控制装置对应一个供电电源为例进行说明，但并不限于此。
参考图1，控制装置10包括：开关模块11、控制驱动模块12、处理器13、以及通信模块14。其中，开关模块11包括第一开关单元111和第二开关单元112，而第一开关单元111的电源信号输入端与交流电源vcc连接，第一开关单元111的输出端与供电电源30的输入端连接，第一开关单元111的通断，用于控制交流电源vcc向供电电源输入电能；第二开关单元112的输入端与供电电源30的第一输出端连接，第二开关单元112的输出端与控制器20的电源信号输入端连接，用于将交流电源vcc经进行转换后，为控制器20提供直流电源，以供控制器20上电工作；通信模块14的第一输入端与控制器13的第一控制信号输出端连接，通信模块14的第一输出端与处理器13的第一控制信号输入端连接，用于转发控制器20的第一控制信号至处理器13；控制驱动模块12的输入端与处理器13的第一控制信号输出端连接，控制驱动模块12的输出端与开关模块11的总控制端连接，用于根据处理器13发出的第二控制信号，控制开关模块11中开关单元的通断；控制器20的第二控制信号输出端与支护设备40的控制端对应连接，用于向相应的支护设备40发出第一控制信号，以控制支护设备40动作，并将该第一控制信号通过通信模块14反馈至处理器13；处理器13电源信号输入端与交流电源vcc电连接，用于根据通信模块14反馈的第一控制信号，判断相应的控制器20工作情况，并根据控制器20的工作情况向控制驱动模块12发出相应的第二控制信号。
需要说明的是，图1中仅适应性的表述出一个控制装置对应一个控制器的情况，实际上一个控制装置可以对应多个控制器，例如四个控制器，且每个控制器具有唯一的身份信息，而每个控制器对应控制一个支护设备进行动作。
支护设备是一种用于会操与掘进工作面中，对板顶进行支撑和管理，以防工作空间顶板垮落的设备。该支护设备能够保护工作明内机器和人员安全生产，例如液压支架等。通常为保证安全生产液压支架应具备足够的强度和刚度，稳定性好，能承受一定的不均衡载荷和冲击载荷，以及体积轻便，结构紧凑，操作方便，易于拆装和维修，复用次数高等特点。常见的液压支架可分为支撑式、掩护式和支撑-掩护式三类，这几种液压支架均必须具有升、降、推、移四个基本动作。这些动作是利用泵站供给的高压液体，通过工作性质不同的几个液压缸来完成的。每架支架液压管路都与工作面主管路并联，有一个集中的泵站用作液压动力源，工作面的每架支架，形成各自独立的液压系统。本发明实施例提供的支护设备的控制系统即通过控制装置10中各控制模块对控制器20进行检测和控制，以实现支护设备的执行动作的控制。
本发明实施例提供的控制系统，通过对控制系统进行初始化上电，使得控制系统中的控制装置10各模块、以及供电电源30和控制器20通电工作。当控制器20通电工作时，根据所对应的支护设备40的实际动作需求，向其发出相应的第一控制信号，并将该第一控制信号通过通信模块14转发至处理器13中，处理器13对该第一控制信号的控制信息进行判断，并由判断结果向控制驱动模块12发出相应的第二控制信号，以使控制驱动模块12能够根据该第二控制信号，控制开关模块11中开关单元的通断。其中，当控制第一开关单元111断开时，整个控制系统断电，将会停止工作，直至维护人员对设备及控制系统维护完成；而当第二开关单元112断开时，供电电源30不再向控制器20提供直流电源，控制器20停止工作。从进一步达到控制设备工作的目的。
本发明实施提供的一种支护设备的控制系统中控制装置的各模块能够通过对控制器发出的控制信号进行判断，以控制供电电源向控制装置及控制器供电，从而检测控制器的发出的控制信号对应支护设备的动作情况，以实现控制系统对支护设备的控制达到自动化的水平，进一步节省人力，保证设备的运行安全。
实施例二
图2是本发明实施例二提供的一种支护设备的控制系统的结构框图，本实施例在上述实施的基础上进一步优化，即在上述实施例的基础上对控制装置10增加了信号采集模块15。信号采集模块15的输入端与开关模块11的总电流输出端连接，信号采集模块15的输出端与处理器13的第二控制信号输入端连接，相应的，通信模块14的第二输入端与处理器13的第二控制信号输出端连接，通信模块14的第二输出端与控制器20的控制信号输入端连接。信号采集模块15用于采集开关模块11中的电流信号，并将该电流信号通过通信模块14输入处理器13，处理器13发出第三控制信号通过通信模块14传递至至控制器20，以使控制器20根据该第三控制信号，向支护设备40发出相应的控制信号。
电流信号的大小可以反映电路中各元器件的运行情况，开关模块11中电流的大小能够反映其各开关单元的通断情况，从而使得处理器13能够根据开关的通断情况向控制器20发出第三控制信号，以控制控制器20是否继续向支护设备40发出相应的控制信号，最终达到控制支护设备40进行相应动作的目的。
可选的，该控制系统中的控制装置10还包括存储模块16。存储模块16的输入端与交流电源vcc连接，存储模块16的输出端与处理器13的电源信号输入端连接，用于传递和储存交流电源vcc的电信号，以供处理器13上电工作，从而使得处理器13在开关模块11和交流电源vcc断电的情况下仍能发出相应的控制信号控制该控制系统中各模块的工作情况。
可选的，该控制系统还包括上位机。该上位机通过通信模块14接收控制器20接收和发出的信号，并对该接收和发出的信号进行存储和显示。其中，该上位机能够通过通信模块14的无线传输相应的信号，该上位机例如可以是具有显示功能的服务器。
此外，对于控制系统中还可以包括多个控制装置10。图3是本发明实施例提供的一种多个控制装置的支护设备的控制系统的结构框图。如图3所示，该控制系统的控制装置10中开关模块11还包括第三开关单元113。其中，第三开关单元113的输入端与供电电源30连接，第三开关单元113的输出端与下一控制装置10的第一开关单元111的电源信号输入端连接，用于控制供电电源30的电信号向下一控制装置的传递。本发明实施例中仅示例性的以两个控制装置为例进行说明，其余数量的控制装置与此原理类似，在此不再赘述。
本发明实施例通过在控制系统的控制装置中增加信息采集模块，以将该信息采集模块采集的电流信号传送至处理器，以使处理器能够根据该电流信号实时通过通信模块向控制器发出相应的控制信号，从而进一步保证设备和人员的安全生产。
实施例三
图4是本发明实施例三提供的一种控制系统的控制方法的流程图，该方法可适用于对控制系统中各模块进行控制的情况，以进一步达到控制该控制系统所要控制的支护设备。如上实施例所述该控制系统包括至少一个控制装置和供电电源、以及控制器，该控制装置包括开关模块、控制驱动模块、处理器、以及通信模块。如图4所示，该控制方法包括：
s301、所述控制装置上电进行初始化。
示例性的，初始化是一种把变量赋为默认值，把控件设为默认状态的过程。整个系统初始化需要对每个软件，或是工具都进行初始化。例如，控制装置的初始化就是通过将控制装置接通电源后，对控制装置中各个模块设置初始的默认状态。该初始的默认状态可以是控制装置中开关模块为接通状态等。
s302、获取所述控制器发出的第一控制信号。
示例性的，通常控制器能够按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值，从而控制电动机的启动、调速、制动和反向等动作。它是由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成。控制系统中的控制装置进行初始化后，使得供电电源向控制器提供直流电源，控制器开始上电工作。该控制器通过发送控制信号，以使支护设备执行相应的动作信息，为保证支护设备的动作信息准确执行，控制器将发出的控制信号反馈至控制装置，以使控制装置能够获得该控制器的控制情况是否正常。其中，控制器与通信模块的连接方式可以是电连接或无线通讯连接。
s303、根据所述第一控制信号控制所述供电电源向所述控制器供电。
示例性的，驱动模块通过接收数据，并将该数据传送给被测模块，从而使得被测模块执行相应的动作，因而驱动模块能够用来模拟被测试模块的上一级模块，相当于被测模块的主程序。控制装置中的处理器能够依据该控制信号，控制其控制驱动模块向开关模块发出相应的通断信号，以控制供电电源向控制器供电的情况。例如，在控制器控制支护设备的动作信息不准确时断开开关模块中相应的开关，供电电源不再向控制器供电。
本发明实施例提供的控制方法通过对控制装置进行上电初始化，使得控制系统中各模块正常运转，再根据控制器发出的第一控制信号，控制供电电源向控制器进行供电，从而实现对控制器进行控制，进一步控制支护设备执行相应动作，保证设备和人员的安全生产。
实施例四
图5是本发明实施例四提供的一种控制系统的控制方法的流程图。本实施例在上述实施例的基础上进行了优化，提供了优选的该控制装置进一步包括信号采集模块。相应的，如图5所示，该控制方法包括：
s401、所述控制装置上电进行初始化；
s402、获取所述控制器发出的第一控制信号；
s403、根据所述第一控制信号控制所述供电电源向所述控制器供电；
s404、获取所述供电电源输出的电流信号。
示例性的，电流信号的大小可以反映电路中各元器件的运行情况，供电电源中输出电流的大小由控制装置中开关模块的通断进行控制，而信号采集模块能够采集该电流的大小，从而反映控制装置中开关模块的通断情况
s405、根据所述电流信号，控制所述控制器向所述支护设备发出相应的控制信号。
示例性的，控制装置中信号采集模块所采集的电流大小，反映供电电源向控制器供电的情况，从而使得控制装置中的处理器能够根据电流信号向控制器20发出相应的控制信号，以控制控制器20是否继续向支护设备40发出相应的控制信号，最终达到控制支护设备40进行相应动作的目的。
本发明实施例通过对供电电源输出的电流信号进行采集后，向控制器发出相应的控制信号，以控制控制器是否继续动作，从而能够使控制器正常工作的情况下向支护设备发出相应的控制信号，进一步保证人员和设备的生产安全。
实施例五
图6是本发明实施例五提供的一种控制系统的控制方法的流程图。本实施例在上述实施例的基础上进行了优化，提供了优选的对控制器的工作情况进行判断的方法。相应的，如图6所示，该控制方法包括：
s501、所述控制装置上电进行初始化；
s502、获取各个所述控制器的身份信息，并根据所述身份信息确定所述控制器的数量。
示例性的，在控制系统中，一个控制装置可对应多个控制器，且每个控制器具有唯一确定的身份信息，通过该身份信息能够得知具体控制器发出控制信号的情况，以及身份信息的个数与控制器的数量相对应，因而可根据该身份信息确定出控制装置所对应的控制器的数量。
s503、定时接收各个所述控制器发出的心跳包，并根据所述控制器的数量判断各个所述控制器工作是否异常；若是，则执行s504；若否，则执行s505；
s504、暂停所述供电电源向所述控制器供电，并重启所述控制器；
s505、获取所述控制器发出的第一控制信号。
示例性的，示例性的，控制器的心跳包是指该控制器的通信维持帧，若能能收到，则表示控制器与接收该心跳包的模块均工作正常，进而使得其能够正常的维持其本身的工作状态，继续接收控制器所发出的第一控制信号，以判断控制信号对应控制动作的准确性。若无法正常接收，则断开供电电源对控制器提供的电信号，并重新启动该控制器，以实现控制器的再次初始化。待控制器重启完成后再次获取控制器的身份信息以确定控制器的数量，并接收各控制器的心跳包，判断控制器及接收该心跳包的模块是否能够正常工作，直至其能够正常工作。此外，控制装置中可设置重启控制器的次数，在达到重启次数后如果仍不能正常工作则判断控制器需要更换，通过控制器显示屏或者上位机提醒故障控制器信息，以确定所要更换的控制器位置。
s506、根据所述第一控制信号控制所述供电电源向所述控制器供电。
本发明实施例通过在系统上电后，判断控制器定时发出的心跳包是否异常，确定当前控制器的工作状态是否正常，从而确定控制器所发出的控制信号是否正常，以实现控制系统的精确控制，保证人员和设备的生产安全。
实施例六
图7是本发明实施例六提供的一种控制系统的控制方法的流程图。本实施例在上述实施例的进行了具体化，提供了对控制器供电控制的具体方法，具体为：根据所述第一控制信号，获取所述控制器控制所述支护设备实际执行的动作信息及所述支护设备需执行的工艺段信息；判断所述动作信息与所述工艺段信息是否匹配，并根据匹配情况控制所述供电电源向所述控制器供电优选的。如图7所示，本发明实施例的方法包括：
s601、所述控制装置上电进行初始化；
s602、获取所述控制器发出的第一控制信号；
s603、根据所述第一控制信号，获取所述控制器控制所述支护设备实际执行的动作信息及所述支护设备需执行的工艺段信息。
示例性的，支护设备例如可以是液压支架，而液压支架能够进行升、降、推、移四个基本动作。在需要执行相应动作时，可通过控制器向支护设备发出第一控制信号，以使支护设备在接收到该第一控制信号后执行相应的动作。而控制器发出的控制动作的准确性可由控制装置中的处理器进行判断。因而可通过处理器接收控制器发出的第一控制信号执行的动作信号和支护设备实际要执行的动作信息对应工艺段的信息，进一步对控制器的工作情况进行判断。
s604、判断所述动作信息与所述工艺段信息是否匹配；若是，则执行s605；若否，则执行s606；
s605、控制所述支护设备执行所述动作信息；
s606、将冲突内容上报所述上位机进行存储和显示，并实时获取确认执行所述动作信息的操作指令。
示例性的，当控制系统的控制装置还包括上位机时，上位机可以对控制装置和控制器的运行情况进行显示和存储，此外还可以实现人机交互，以供维护人员能够对控制器和控制装置进行直接操作。相应的，支护设备的实际需要执行的动作即为工艺段信息，而控制器发出的控制信号对应的支护设备要执行的动作即为动作信息。在接收到工艺段信息和动作信息后，需要判断两者是否匹配。当工艺段信息与动作信息匹配时，则表明控制器所发出的控制信号正常，支护设备可以执行该动作信息；而当工艺段信息与动作信息不匹配时，则可能控制器发生异常，暂停此动作信息的执行，向上位机上报该冲突内容，并自动询问操作人员是否确认执行，如确认则执行，如选择取消或者选择超时，则取消动作，如未接收到执行指令而控制器扔强制执行时，则认为控制器故障，装置切断电源输出开关，同时报错。
本实施例所述控制系统的控制方法能够用于对上述各实施例所述的控制系统进行控制，其技术原理和产生的技术效果类似，这里不再赘述。
此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。