煤矿井下综采设备自动控制系统
技术领域
本实用新型属于煤矿综采设备技术领域，具体涉及一种煤矿井下综采设备自动控制系统。
背景技术
煤矿井下综采设备主要包括采煤机、液压支架、刮板输送机、转载机、破碎机、皮带输送机及泵站等。在煤从煤壁落下至运送出工作面的整个过程中，煤依次经由采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机和皮带输送机形成煤流。为了保证在作业开始时，生产设备能够快速安全地一次启动，启动过程中必须按照皮带输送机、破碎机、转载机、刮板输送机和采煤机的顺序依次启动，即逆煤流启动。停止过程中，必须按照采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机和皮带输送机的顺序依次停机。同时，在出现故障时，生产设备必须按照故障设备在顺煤流方向正常停机，在故障设备逆煤流方向的设备全部急停。
目前，对煤矿井下综采设备的启停控制主要采用设定固定的时间间隔来完成，即按照“逆煤流启动”原则，前一设备启动后，后一设备进入启动预警，预警时间结束后，后一设备自动启动；按照“顺煤流停止”原则，前一设备停机后，后一设备进入停机倒计时，倒计时结束，后一设备自动停机。通过时间间隔来完成煤矿井下综采设备的顺序启停，保证设备能够能够快速安全地一次启动，然而，设备一旦进入启动状态过程或停止状态过程，所有设备就必须具备启动条件，如果由于外在或设备内在因素影响，导致设备不能被正常启动，则容易造成该设备损坏，生产酿成生产事故。
发明内容
有鉴于此，本实用新型提供一种煤矿井下综采设备自动控制系统，以解决现有技术中通过时间间隔来完成煤矿井下综采设备的顺序启停过程中，存在的受外在或设备内在因素影响，设备不能正常启动，造成设备损坏甚至酿成生产事故的技术问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种煤矿井下综采设备自动控制系统，包括：
采煤机控制装置，所述采煤机控制装置包括用于控制采煤机启停的第一继电模块及用于手动确认采煤机是否具备启停条件的第一现场确认模块；
刮板输送机控制装置，所述刮板输送机控制装置包括用于控制刮板输送机启停的第二继电模块及用于手动确认刮板输送机是否具备启停条件的第二现场确认模块；
转载机控制装置，所述转载机控制装置包括用于控制转载机启停的第三继电模块及用于手动确认转载机是否具备启停条件的第三现场确认模块；
破碎机控制装置，所述破碎机控制装置包括用于控制破碎机启停的第四继电模块及用于手动确认破碎机是否具备启停条件的第四现场确认模块；
皮带输送机控制装置，所述皮带输送机控制装置包括用于控制皮带输送机启停的第五继电模块及用于手动确认皮带输送机是否具备启停条件的第五现场确认模块；以及
总控制中心，所述总控制中心电性连接所述第一现场确认模块、所述第二现场确认模块、所述第三现场确认模块、所述第四现场确认模块与所述第五现场确认模块；且所述总控制中心电性连接所述第一继电模块、所述第二继电模块、所述第三继电模块、所述第四继电模块与所述第五继电模块。
优选地，所述第一现场确认模块包括第一故障预警单元及第一确认单元，所述第一故障预警单元获取作业人员手动输入的采煤机不具备启停条件的信号，并将该信号输出；所述第一确认单元获取作业人员手动输入的采煤机具备启停条件的信号，并将该信号输出；所述第二现场确认模块包括第二故障预警单元及第二确认单元，所述第二故障预警单元获取作业人员手动输入的刮板输送机不具备启停条件的信号，并将该信号输出；所述第二确认单元获取作业人员手动输入的刮板输送机具备启停条件的信号，并将该信号输出；所述第三现场确认模块包括第三故障预警单元及第三确认单元，所述第三故障预警单元获取作业人员手动输入的转载机不具备启停条件的信号，并将该信号输出；所述第三确认单元获取作业人员手动输入的转载机具备启停条件的信号，并将该信号输出；所述第四现场确认模块包括第四故障预警单元及第四确认单元，所述第四故障预警单元获取作业人员手动输入的破碎机不具备启停条件的信号，并将该信号输出；所述第四确认单元获取作业人员手动输入的破碎机具备启停条件的信号，并将该信号输出；所述第五现场确认模块包括第五故障预警单元及第五确认单元，所述第五故障预警单元获取作业人员手动输入的皮带输送机不具备启停条件的信号，并将该信号输出；所述第五确认单元获取作业人员手动输入的皮带输送机具备启停条件的信号，并将该信号输出；所述总控制中心包括启停控制模块，所述启停控制模块接收采煤机不具备启停条件的信号或采煤机具备启停条件的信号、刮板输送机不具备启停条件的信号或刮板输送机具备启停条件的信号、转载机不具备启停条件的信号或转载机具备启停条件的信号、破碎机不具备启停条件的信号或破碎机具备启停条件的信号及皮带输送机不具备启停条件的信号或皮带输送机具备启停条件的信号；当且仅当所述启停控制模块接收到全部采煤机具备启停条件的信号、刮板输送机具备启停条件的信号、转载机具备启停条件的信号、破碎机具备启停条件的信号及皮带输送机具备启停条件的信号，所述启停控制模块输出设备顺序启动或设备顺序停止的信号，控制采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机与皮带输送机按预定顺序启动或按预定顺序停机。
优选地，所述采煤机控制装置还包括第一传感模块，所述第一传感模块用于获取采煤机运行状态信息，并输出；所述刮板输送机控制装置还包括第二传感模块，所述第二传感模块用于获取刮板输送机运行状态信息，并输出；所述转载机控制装置还包括第三传感模块，所述第三传感模块用于获取转载机运行状态信息，并输出；所述破碎机控制装置还包括第四传感模块，所述第四传感模块用于获取破碎机运行状态信息，并输出；所述皮带输送机控制装置还包括第五传感模块，所述第五传感模块用于获取皮带输送机运行状态信息，并输出；所述总控制中心还包括紧急停车模块，所述紧急停车模块电性连接所述第一传感模块、所述第二传感模块、所述第三传感模块、所述第四传感模块及所述第五传感模块；所述紧急停车模块还电性连接于所述第一继电模块、所述第二继电模块、所述第三继电模块、所述第四继电模块与所述第五继电模块；所述紧急停车模块根据接收的采煤机运行状态信息、刮板输送机运行状态信息、转载机运行状态信息、破碎机运行状态信息及皮带输送机运行状态信息，判断是否需要紧急停车，并当判断结果为需要紧急停车时，输出紧急停车信息，控制采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机与皮带输送机按预定顺序停机。
优选地，所述第一故障预警单元与所述第一确认单元为设置于采煤机附近的可操作按钮面板；所述第二故障预警单元与所述第二确认单元为设置于刮板输送机附近的可操作按钮面板；所述第三故障预警单元与所述第三确认单元为设置于转载机附近的可操作按钮面板；所述第四故障预警单元与所述第四确认单元为设置于破碎机附近的可操作按钮面板；所述第五故障预警单元与所述第五确认单元为设置于皮带输送机附近的可操作按钮面板。
优选地，所述刮板输送机控制装置包括至少两个所述第二现场确认模块，若干所述第二现场确认模块分别设置于刮板输送机附近，且相邻两个所述第二现场确认模块之间的距离不大于30m。
优选地，所述皮带输送机控制装置包括至少两个所述第五现场确认模块，若干所述第五现场确认模块分别设置于皮带输送机附近，且相邻两个所述第五现场确认模块之间的距离不大于30m。
优选地，所述总控制中心与所述采煤机控制装置、所述刮板输送机控制装置、所述转载机控制装置、所述破碎机控制装置及所述皮带输送机控制装置通过无线通讯协议进行数据交互。
优选地，所述总控制中心为矿用隔爆兼本安型PLC控制箱。
由上述技术方案可知，本实用新型提供了一种煤矿井下综采设备自动控制系统，其有益效果是：在煤矿井下综采设备，主要包括采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机、皮带输送机，附近分别设置采煤机控制装置、刮板输送机控制装置、转载机控制装置、破碎机控制装置及皮带输送机控制装置，并分别设置第一现场确认模块、第二现场确认模块、第三现场确认模块、第四现场确认模块及第五现场确认模块。在准备启动煤矿井下综采设备前或在准备停止煤矿井下综采设备前，现场作业人员首先逐个确认煤矿井下综采设备是否具备启动或停止的条件，并通过所述第一现场确认模块、第二现场确认模块、第三现场确认模块、第四现场确认模块及第五现场确认模块向所述总控制中心发出确认信号，当且仅当所有煤矿井下综采设备均具有启动或停止的条件时，开始进入顺序启动或顺序停止过程，从而有效地保证煤矿井下综采设备快速安全地一次启动，防止由于外在或设备内在因素影响，导致某一设备不能被正常启动或停止，或者启动或停止不成功，导致设备损坏甚至酿成生产事故。
附图说明
图1是煤矿井下综采设备自动控制系统的现场布置示意图。
图2是煤矿井下综采设备自动控制系统的流程框图。
图中：煤矿井下综采设备自动控制系统1、采煤机10、刮板输送机20、转载机30、破碎机40、皮带输送机50、采煤机控制装置100、第一继电模块110、第一现场确认模块120、第一故障预警单元121、第一确认单元122、第一传感模块130、刮板输送机控制装置200、第二继电模块210、第二现场确认模块220、第二故障预警单元221、第二确认单元222、第二传感模块230、转载机控制装置300、第三继电模块310、第三现场确认模块320、第三故障预警单元321、第三确认单元322、第三传感模块330、破碎机控制装置400、第四继电模块410、第四现场确认模块420、第四故障预警单元421、第四确认单元422、第四传感模块430、皮带输送机控制装置500、第五继电模块510、第五现场确认模块520、第五故障预警单元521、第五确认单元522、第五传感模块530、总控制中心600、启停控制模块610、紧急停车模块620。
具体实施方式
以下结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案以及技术效果做进一步的详细阐述。
请参看图1与图2，一具体实施方式中，一种煤矿井下综采设备自动控制系统1，包括：采煤机控制装置100、刮板输送机控制装置200、转载机控制装置300、破碎机控制装置400、皮带输送机控制装置500及总控制中心600。
所述采煤机控制装置100包括用于控制采煤机10启停的第一继电模块110及用于手动确认采煤机10是否具备启停条件的第一现场确认模块120。所述刮板输送机控制装置200包括用于控制刮板输送机20启停的第二继电模块210及用于手动确认刮板输送机20是否具备启停条件的第二现场确认模块220。所述转载机控制装置300包括用于控制转载机30启停的第三继电模块310及用于手动确认转载机30是否具备启停条件的第三现场确认模块320。所述破碎机控制装置400包括用于控制破碎机40启停的第四继电模块410及用于手动确认破碎机40是否具备启停条件的第四现场确认模块420。所述皮带输送机控制装置500包括用于控制皮带输送机50启停的第五继电模块510及用于手动确认皮带输送机50是否具备启停条件的第五现场确认模块520。所述总控制中心600电性连接所述第一现场确认模块120、所述第二现场确认模块220、所述第三现场确认模块320、所述第四现场确认模块420与所述第五现场确认模块520，且所述总控制中心600电性连接所述第一继电模块110、所述第二继电模块210、所述第三继电模块310、所述第四继电模块410与所述第五继电模块510。
在准备启动煤矿井下综采设备前或在准备停止煤矿井下综采设备前，现场作业人员首先逐个确认煤矿井下综采设备是否具备启动或停止的条件，并通过所述第一现场确认模块120、第二现场确认模块220、第三现场确认模块320、第四现场确认模块420及第五现场确认模块520向所述总控制中心发出确认信号，当且仅当所有煤矿井下综采设备均具有启动或停止的条件时，开始进入顺序启动或顺序停止过程，从而有效地保证煤矿井下综采设备快速安全地一次启动，防止由于外在或设备内在因素影响，导致某一设备不能被正常启动或停止，或者启动或停止不成功，导致设备损坏甚至酿成生产事故。
一具体实施方式中，所述第一现场确认模块120包括第一故障预警单元121及第一确认单元122，所述第一故障预警单元121获取作业人员手动输入的采煤机10不具备启停条件的信号，并将该信号输出，所述第一确认单元122获取作业人员手动输入的采煤机10具备启停条件的信号，并将该信号输出。所述第二现场确认模块220包括第二故障预警单元221及第二确认单元222，所述第二故障预警单元221获取作业人员手动输入的刮板输送机20不具备启停条件的信号，并将该信号输出，所述第二确认单元222获取作业人员手动输入的刮板输送机20具备启停条件的信号，并将该信号输。所述第三现场确认模块320包括第三故障预警单元321及第三确认单元322，所述第三故障预警单元321获取作业人员手动输入的转载机30不具备启停条件的信号，并将该信号输出，所述第三确认单元322获取作业人员手动输入的转载机30具备启停条件的信号，并将该信号输出。所述第四现场确认模块420包括第四故障预警单元421及第四确认单元422，所述第四故障预警单元421获取作业人员手动输入的破碎机40不具备启停条件的信号，并将该信号输出，所述第四确认单元422获取作业人员手动输入的破碎机40具备启停条件的信号，并将该信号输出。所述第五现场确认模块520包括第五故障预警单元521及第五确认单元522，所述第五故障预警单元521获取作业人员手动输入的皮带输送机50不具备启停条件的信号，并将该信号输出，所述第五确认单元522获取作业人员手动输入的皮带输送机50具备启停条件的信号，并将该信号输出。所述总控制中心600包括启停控制模块610，所述启停控制模块610接收采煤机10不具备启停条件的信号或采煤机10具备启停条件的信号、刮板输送机20不具备启停条件的信号或刮板输送机20具备启停条件的信号、转载机30不具备启停条件的信号或转载机30具备启停条件的信号、破碎机40不具备启停条件的信号或破碎机40具备启停条件的信号及皮带输送机50不具备启停条件的信号或皮带输送机50具备启停条件的信号。当且仅当所述启停控制模块610接收到全部采煤机10具备启停条件的信号、刮板输送机20具备启停条件的信号、转载机30具备启停条件的信号、破碎机40具备启停条件的信号及皮带输送机50具备启停条件的信号，所述启停控制模块610输出设备顺序启动或设备顺序停止的信号，控制采煤机10、刮板输送机20、转载机30、破碎机40与皮带输送机50按预定顺序启动或按预定顺序停机。
例如，所述第一故障预警单元121与所述第一确认单元122为设置于采煤机10附近的可操作按钮面板。所述第二故障预警单元221与所述第二确认单元222为设置于刮板输送机20附近的可操作按钮面板。所述第三故障预警单元321与所述第三确认单元322为设置于转载机30附近的可操作按钮面板。所述第四故障预警单元421与所述第四确认单元422为设置于破碎机40附近的可操作按钮面板。所述第五故障预警单元521与所述第五确认单元522为设置于皮带输送机50附近的可操作按钮面板。在准备启动煤矿井下综采设备前或在准备停止煤矿井下综采设备前，作业人员对每一个设备进行巡检，确认并排除影响设备正常启动或停止的外在因素、确认设备备用或运行状态正常后，逐个按下所述第一确认单元122、第二确认单元222、第三确认单元322、第四确认单元422及第五确认单元522，当且仅当所述启停控制模块610接收到所有第一确认单元122、第二确认单元222、第三确认单元322、第四确认单元422及第五确认单元522的确认信号后，煤矿井下综采设备进入顺序启动或顺序停止的过程。尤其在启动过程中，当影响设备正常启动或停止的外在因素或设备内在因素不能够及时排除时，作业人员按下所述第一故障预警单元121、第二故障预警单元221、第三故障预警单元321、第四故障预警单元421或所述第五故障预警单元521，煤矿井下综采设备不能进入顺序启动或顺序停止的过程，影响设备正常启动或停止的外在因素或设备内在因素被排除。
进一步地，所述刮板输送机控制装置200包括至少两个所述第二现场确认模块220，若干所述第二现场确认模块220分别设置于刮板输送机20附近，且相邻两个所述第二现场确认模块220之间的距离不大于30m。所述皮带输送机控制装置500包括至少两个所述第五现场确认模块520，若干所述第五现场确认模块520分别设置于皮带输送机50附近，且相邻两个所述第五现场确认模块520之间的距离不大于30m。以便于多个作业人员分段对刮板输送机20及皮带输送机50进行巡检确认，提高作业效率。
一实施例中，所述采煤机控制装置100还包括第一传感模块130，所述第一传感模块130用于获取采煤机10运行状态信息，并输出。所述刮板输送机控制装置200还包括第二传感模块230，所述第二传感模块230用于获取刮板输送机20运行状态信息，并输出。所述转载机控制装置300还包括第三传感模块330，所述第三传感模块330用于获取转载机30运行状态信息，并输出。所述破碎机控制装置400还包括第四传感模块430，所述第四传感模块430用于获取破碎机40运行状态信息，并输出。所述皮带输送机控制装置500还包括第五传感模块530，所述第五传感模块530用于获取皮带输送机50运行状态信息，并输出。所述总控制中心600还包括紧急停车模块620，所述紧急停车模块620电性连接所述第一传感模块130、所述第二传感模块230、所述第三传感模块330、所述第四传感模块430及所述第五传感模块530。所述紧急停车模块620还电性连接于所述第一继电模块110、所述第二继电模块120、所述第三继电模块130、所述第四继电模块140与所述第五继电模块150。所述紧急停车模块620根据接收的采煤机10运行状态信息、刮板输送机20运行状态信息、转载机30运行状态信息、破碎机40运行状态信息及皮带输送机50运行状态信息，判断是否需要紧急停车，并当判断结果为需要紧急停车时，输出紧急停车信息，控制采煤机10、刮板输送机20、转载机30、破碎机40与皮带输送机50按预定顺序停机。
同时，当所述第一传感模块130、所述第二传感模块230、所述第三传感模块330、所述第四传感模块430或所述第五传感模块530监测得到采煤机10、刮板输送机20、转载机30、破碎机40与皮带输送机50在启动过程中发生异常，即采煤机10、刮板输送机20、转载机30、破碎机40与皮带输送机50不能正常被启动，所述紧急停车模块620输出紧急停车信息，控制采煤机10、刮板输送机20、转载机30、破碎机40与皮带输送机50按预定顺序停机，以及中断未启动设备的启动程序。
又一实施例中，所述总控制中心600与所述采煤机控制装置100、所述刮板输送机控制装置200、所述转载机控制装置300、所述破碎机控制装置400及所述皮带输送机控制装置500通过无线通讯协议进行数据交互。例如，所述总控制中心600与所述采煤机控制装置100、所述刮板输送机控制装置200、所述转载机控制装置300、所述破碎机控制装置400及所述皮带输送机控制装置500通过LORA协议、Zigbee协议等无线通讯协议进行数据交互。
又一实施例中，所述总控制中心600为矿用隔爆兼本安型PLC控制箱，以提高控制系统的稳定性和安全性。
以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。
