一種采煤機無線mesh監控系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及綜采工作面采煤機監控技術領域，具體是一種采煤機無線MESH監控系統。
【背景技術】
[0002]采煤機自動化程度直接制約著礦井綜合機械化采煤技術的實施，自動化、高效化與安全化采煤是目前主流方向，采煤機無線MESH監控系統更是其中重要環節。目前，國內大部分礦井仍采用攝像頭的方式進行采煤機運行狀態的監控，因多粉塵、大水汽等惡劣環境造成采集的實時圖像滯后、不清晰，現有監控系統存在實時性差、抗干擾能力弱等弊端，導致系統只能監測而不能實施有效的控制。
【發明內容】
[0003]根據現有技術的不足，提供一種實現綜采工作面采煤機運行狀態參數有效監控的采煤機無線MESH監控系統。
[0004]本實用新型技術方案按照下述方法實現:
[0005]一種采煤機無線MESH監控系統，該系統包括執行機構，所述執行機構包括采煤機牽引機構、搖臂升降機構、滾筒截割機構，所述執行機構連接機載控制器，所述機載控制器包括監測采煤機運行狀態的各類傳感器和與傳感器連接用于數據處理的PLC，所述機載控制器連接采用工業以太網組網方式、由有線網絡與無線網絡兩部分組成的網絡層，所述網絡層連接用于控制、監測、故障診斷、參數配置的遠程監控平臺。
[0006]所述傳感器包括軸編碼器、位置傳感器、傾角傳感器、接近傳感器，所述軸編碼器采集采煤機位移，通過與之配合的位置傳感器達到機身定位目的，并確定采煤機牽引速度和方向；所述傾角傳感器采集左右搖臂傾角及機身橫、縱向傾角；所述接近傳感器采集液壓支架頂梁位置數據。
[0007]所述網絡層中的有線網絡采用光纖作為媒介，所述網絡層中的無線網絡采用無線MESH作為媒介進行信號的傳遞。
[0008]所述無線MESH包括采煤機無線MESH節點和巷道內若干個無線MESH節點，每個無線MESH節點能夠獨立工作，與鄰近無線MESH節點相互通訊，組成一個網狀通訊結構。
[0009]所述遠程監控平臺的參數配置包括提供采煤裝備基本結構參數、采煤機調速參數、采煤工藝控制參數、啟停延遲設置參數的初設功能。
[0010]該系統還包括順槽控制器，連接在無線網絡和有線網絡之間。
[0011]本實用新型的有益效果是:
[0012]在綜采工作面復雜環境中，無線MESH部署安裝方便、網絡穩定性強、網絡可以根據每個節點的通信負載情況動態地分配通信路由，從而有效地避免了節點的通信擁塞，從而縮短網絡延遲性，達到采煤機運行狀態監控的實時性。
【附圖說明】
[0013]圖1是采煤機無線MESH監控系統框架圖；
[0014]圖2是采煤機無線MESH網絡拓撲結構圖；
[0015]圖3是采煤機無線MESH網絡安全校驗圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖，通過具體實施例對本實用新型技術方案做進一步的說明。
[0017]如圖1至圖3所示，一種采煤機無線MESH監控系統，該系統包括執行機構1，執行機構I包括采煤機牽引機構11、搖臂升降機構12、滾筒截割機構13，執行機構I連接機載控制器2，機載控制器2包括監測采煤機運行狀態的各類傳感器和與傳感器連接用于數據處理的PLC25，機載控制器2連接采用工業以太網組網方式、由有線網絡5與無線網絡3兩部分組成的網絡層7，網絡層7連接遠程監控平臺6，遠程監控平臺6包括控制62、監測63、故障診斷64、參數配置61。
[0018]傳感器包括軸編碼器21、位置傳感器22、傾角傳感器23、接近傳感器24，軸編碼器21采集采煤機位移，通過與之配合的位置傳感器22達到機身定位目的，并確定采煤機牽引速度和方向；傾角傳感器23采集左右搖臂傾角及機身橫、縱向傾角；接近傳感器24采集液壓支架頂梁位置數據。
[0019]網絡層7中的有線網絡5采用光纖作為媒介，網絡層7中的無線網絡3采用無線MESH作為媒介進行信號的傳遞。
[0020]無線MESH包括采煤機無線MESH節點和巷道內十個無線MESH節點，每個無線MESH節點能夠獨立工作，與鄰近無線MESH節點相互通訊，組成一個網狀通訊結構。
[0021]遠程監控平臺6的參數配置包括提供采煤裝備基本結構參數、采煤機調速參數、采煤工藝控制參數、啟停延遲設置參數的初設功能。
[0022]該系統還包括順槽控制器4，連接在無線網絡3和有線網絡5之間。
[0023]如圖1所示，一種采煤機無線MESH監控系統，該系統包括執行機構1，執行機構I包括采煤機牽引機構11、搖臂升降機構12、滾筒截割機構13，執行機構I連接機載控制器2，機載控制器2包括監測采煤機運行狀態的各類傳感器和與傳感器連接用于數據處理的PLC25，機載控制器2連接采用工業以太網組網方式、由有線網絡5與無線網絡3兩部分組成的網絡層7，網絡層7連接遠程監控平臺6，遠程監控平臺6包括控制62、監測63、故障診斷64、參數配置61。
[0024]如圖2所示，采煤機無線MESH網絡拓撲結構圖，本實用新型由包括采煤機自身攜帶的一個無線MESH節點以及巷道內十個無線MESH節點組成一個無線MESH網絡。每個無線MESH節點可獨立工作，與鄰近節點相互通訊，組成一個網狀通訊結構，從而有效地避免了節點的通信擁塞，從而縮短網絡延遲性。當網絡連接成功時，通過上位機不僅可顯示無線MESH網絡中所有節點工作狀態，而且可以調整無線MESH網狀參數，利用網絡管理系統可以監測無線網絡中每一個節點的工作狀態，包括節點序號、名稱、輸入信息包、輸出信息包、接收信號強度及故障信息等。
[0025]如圖3所示，采煤機無線MESH網絡安全校驗，本實用新型在機載控制器2、無線MESH網絡、遠程監控平臺6之間增加通信校驗位，即通過機載控制器2與遠程監控平臺6對校驗位的置位、復位循環操作來實現通信監測，保證在機載控制器2、無線MESH網絡及遠程監控平臺6 —方出現故障或網絡連接失敗時，通過控制功能實現采煤機的立即停機或通過互鎖功能提供故障恢復后的同步數據。
[0026]工作原理:在采煤機原有傳感器基礎上，新增軸編碼器21、位置傳感器22、傾角傳感器23、接近傳感器24。各傳感器采集數據由機載控制器2采集模塊輸入PLC25，其中軸編碼器21采集采煤機位移，通過與之配合的位置傳感器22達到機身定位目的，并確定采煤機牽引速度和方向；傾角傳感器23采集左右搖臂傾角及機身橫、縱向傾角；接近傳感器24采集液壓支架頂梁位置數據。機載控制器2通過數據處理模塊將采集的數據通過計算轉換成采煤機行走速度、方向、角度等；采煤機機載控制器2實時數據經無線MESH傳輸到順槽控制器4，順槽控制器4通過工業以太網(TCP/IP協議)將所得數據傳送給遠程控制器。通過遠程監控平臺6與S7-300系列PLC以MPI/DP協議通訊，以過程值和變量的形式與遠程控制器進行通信并獲取采煤機狀態數據，實現對采煤機的控制62、監測63、故障診斷64、參數配置61功能。
[0027]在綜采工作面復雜環境中，無線MESH部署安裝方便、網絡穩定性強、網絡可以根據每個節點的通信負載情況動態地分配通信路由，從而有效地避免了節點的通信擁塞，從而縮短網絡延遲性，達到采煤機運行狀態監控的實時性。
【主權項】
1.一種采煤機無線MESH監控系統，其特征在于:該系統包括執行機構，所述執行機構包括采煤機牽引機構、搖臂升降機構、滾筒截割機構，所述執行機構連接機載控制器，所述機載控制器包括監測采煤機運行狀態的各類傳感器和與傳感器連接用于數據處理的PLC，所述機載控制器連接采用工業以太網組網方式、由有線網絡與無線網絡兩部分組成的網絡層，所述網絡層連接用于控制、監測、故障診斷、參數配置的遠程監控平臺。
2.根據權利要求1所述一種采煤機無線MESH監控系統，其特征在于:所述傳感器包括軸編碼器、位置傳感器、傾角傳感器、接近傳感器，所述軸編碼器采集采煤機位移，通過與之配合的位置傳感器達到機身定位目的，并確定采煤機牽引速度和方向；所述傾角傳感器采集左右搖臂傾角及機身橫、縱向傾角；所述接近傳感器采集液壓支架頂梁位置數據。
3.根據權利要求1所述一種采煤機無線MESH監控系統，其特征在于:所述網絡層中的有線網絡采用光纖作為媒介，所述網絡層中的無線網絡采用無線MESH作為媒介進行信號的傳遞。
4.根據權利要求3所述一種采煤機無線MESH監控系統，其特征在于:所述無線MESH包括采煤機無線MESH節點和巷道內若干個無線MESH節點，每個無線MESH節點能夠獨立工作，與鄰近無線MESH節點相互通訊，組成一個網狀通訊結構。
5.根據權利要求1所述一種采煤機無線MESH監控系統，其特征在于:所述遠程監控平臺的參數配置包括提供采煤裝備基本結構參數、采煤機調速參數、采煤工藝控制參數、啟停延遲設置參數的初設功能。
6.根據權利要求1所述一種采煤機無線MESH監控系統，其特征在于:該系統還包括順槽控制器，連接在無線網絡和有線網絡之間。
【專利摘要】本實用新型公開了一種采煤機無線MESH監控系統，該系統包括執行機構，執行機構包括采煤機牽引機構、搖臂升降機構、滾筒截割機構，執行機構連接機載控制器，機載控制器包括監測采煤機運行狀態的各類傳感器和與傳感器連接用于數據處理的PLC，機載控制器連接采用工業以太網組網方式、由有線網絡與無線網絡兩部分組成的網絡層，網絡層連接用于控制、監測、故障診斷、參數配置的遠程監控平臺。本實用新型在綜采工作面復雜環境中，無線MESH部署安裝方便、網絡穩定性強、網絡可以根據每個節點的通信負載情況動態地分配通信路由，從而有效地避免了節點的通信擁塞，從而縮短網絡延遲性，達到采煤機運行狀態監控的實時性。
【IPC分類】E21C35-24
【公開號】CN204532353
【申請號】CN201520125301
【發明人】權寧
【申請人】徐州工業職業技術學院
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年3月4日