一种综采三机跨平台远程实时运动跟踪系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种综采三机跨平台远程实时运动跟踪系统及方法，其系统包括传感器组、PLC组、工业现场服务器和客户端计算机，传感器组包括液压支架立柱压力传感器、液压支架立柱位移传感器、液压支架推移位移传感器、液压支架推移压力传感器、采煤机行走位移编码器、采煤机左摇臂倾角传感器、采煤机右摇臂倾角传感器、第一采煤机行程限位开关和第二采煤机行程限位开关，PLC组包括第一液压支架PLC模块、第二液压支架PLC模块、第三液压支架PLC模块、第四液压支架PLC模块和采煤机PLC模块。本发明专利技术解决了长期以来地面监控对工作面视频的依赖问题，使得工作面的高粉尘、低照度等恶劣环境不会影响操作人员对生产设备运行状态的判断。

A Long-distance Real-time Motion Tracking System and Method for Fully Mechanized Mining Machine

【技术实现步骤摘要】
一种综采三机跨平台远程实时运动跟踪系统及方法
本专利技术属于煤矿智能开采
，具体涉及一种综采三机跨平台远程实时运动跟踪系统及方法。
技术介绍
煤炭是我国的主体能源，安全智能、绿色高效开采是我国煤矿发展的主要方向。我国大采高煤层占到了总煤炭资源储量的45％以上，但采割煤高度大，煤壁易片帮，粉尘浓度大等因素导致开采比较困难。因此，煤矿井下综采工作面三机监测和控制，关系到整个煤矿企业的安全生产。综采三机装备的可视化远程干预控制系统，以工作面视频监视为手段，借助远程监控系统，对综采三机的运行状态进行实时监测，并适时予以人工远程干预。近年来，随着“工业4.0”和“互联网+智慧煤矿”的推进，该技术日趋完善，但仍存在以下技术不足：现有的综采工作面可视化主要依赖视频技术，然而综采三机生产作业现场粉尘浓度大、可见度低、环境恶劣，视频监视效果差，远程的工作人员无法准确的获取设备的工作状态；三机运行监控界面的数据表现形式单一、无交互、无沉浸感，现场工作人员无法快速直观的获取设备运行的状态，影响决策的及时性和准确性；现有煤矿综采工作面监控系统是一个典型的客户端/服务器架构结构的系统，不能跨平台的远程移本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种综采三机跨平台远程实时运动跟踪系统，其特征在于：包括传感器组、PLC组、工业现场服务器(3)和客户端计算机(4)，所述传感器组包括多个液压支架立柱压力传感器(1‑1)、多个液压支架立柱位移传感器(1‑2)、多个液压支架推移位移传感器(1‑3)、多个液压支架推移压力传感器(1‑4)、采煤机行走位移编码器(1‑5)、采煤机左摇臂倾角传感器(1‑6)、采煤机右摇臂倾角传感器(1‑7)、第一采煤机行程限位开关(1‑8)和第二采煤机行程限位开关(1‑9)，所述PLC组包括第一液压支架PLC模块(2‑1)、第二液压支架PLC模块(2‑2)、第三液压支架PLC模块(2‑3)、第四液压支架PLC模块(...

【技术特征摘要】
1.一种综采三机跨平台远程实时运动跟踪系统，其特征在于：包括传感器组、PLC组、工业现场服务器(3)和客户端计算机(4)，所述传感器组包括多个液压支架立柱压力传感器(1-1)、多个液压支架立柱位移传感器(1-2)、多个液压支架推移位移传感器(1-3)、多个液压支架推移压力传感器(1-4)、采煤机行走位移编码器(1-5)、采煤机左摇臂倾角传感器(1-6)、采煤机右摇臂倾角传感器(1-7)、第一采煤机行程限位开关(1-8)和第二采煤机行程限位开关(1-9)，所述PLC组包括第一液压支架PLC模块(2-1)、第二液压支架PLC模块(2-2)、第三液压支架PLC模块(2-3)、第四液压支架PLC模块(2-4)和采煤机PLC模块(2-5)，多个所述液压支架立柱压力传感器(1-1)均与第一液压支架PLC模块(2-1)的输入端连接，多个所述液压支架立柱位移传感器(1-2)均与第二液压支架PLC模块(2-2)的输入端连接，多个所述液压支架推移位移传感器(1-3)均与第三液压支架PLC模块(2-3)的输入端连接，多个所述液压支架推移压力传感器(1-4)均与第四液压支架PLC模块(2-4)的输入端连接，所述采煤机行走位移编码器(1-5)、采煤机左摇臂倾角传感器(1-6)、采煤机右摇臂倾角传感器(1-7)、第一采煤机行程限位开关(1-8)和第二采煤机行程限位开关(1-9)均与采煤机PLC模块(2-5)的输入端连接，所述第一液压支架PLC模块(2-1)、第二液压支架PLC模块(2-2)、第三液压支架PLC模块(2-3)、第四液压支架PLC模块(2-4)和采煤机PLC模块(2-5)均与工业现场服务器(3)相接，所述工业现场服务器(3)与客户端计算机(4)相接。2.按照权利要求1所述的一种综采三机跨平台远程实时运动跟踪系统，其特征在于：所述第一液压支架PLC模块(2-1)、第二液压支架PLC模块(2-2)、第三液压支架PLC模块(2-3)、第四液压支架PLC模块(2-4)和采煤机PLC模块(2-5)均通过以太网与工业现场服务器(3)相接，所述工业现场服务器(3)通过以太网与客户端计算机(4)相接。3.按照权利要求1所述的一种综采三机跨平台远程实时运动跟踪系统，其特征在于：所述采煤机左摇臂倾角传感器(1-6)和采煤机右摇臂倾角传感器(1-7)均为BWM427Modbus双轴倾角传感器。4.按照权利要求1所述的一种综采三机跨平台远程实时运动跟踪系统，其特征在于：所述第一液压支架PLC模块(2-1)、第二液压支架PLC模块(2-2)、第三液压支架PLC模块(2-3)、第四液压支架PLC模块(2-4)和采煤机PLC模块(2-5)均为西门子S7-1200PLC模块。5.一种采用如权利要求1所述系统的综采三机跨平台远程实时运动跟踪方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、数据采集及传输：当采煤机、液压支架、刮板运输机开始运行时，多个所述液压支架立柱压力传感器(1-1)对液压支架立柱的压力进行实时检测并将检测到的信号输出给第一液压支架PLC模块(2-1)，多个所述液压支架立柱位移传感器(1-2)对液压支架立柱的位移进行实时检测并将检测到的信号输出给第二液压支架PLC模块(2-2)，多个所述液压支架推移位移传感器(1-3)对液压支架推移位移进行实时检测并将检测到的信号输出给第三液压支架PLC模块(2-3)，多个所述液压支架推移压力传感器(1-4)对液压支架推移压力进行实时检测并将检测到的信号输出给第四液压支架PLC模块(2-4)，所述采煤机行走位移编码器(1-5)对采煤机行走位移进行实时检测并将检测到的信号输出给采煤机PLC模块(2-5)，所述采煤机左摇臂倾角传感器(1-6)对采煤机左摇臂倾角进行实时检测并将检测到的信号输出给采煤机PLC模块(2-5)，所述采煤机右摇臂倾角传感器(1-7)对采煤机右摇臂倾角进行实时检测并将检测到的信号输出给采煤机PLC模块(2-5)，所述第一采煤机行程限位开关(1-8)对采煤机运动到第一端头进行实时检测并将检测到的信号输出给采煤机PLC模块(2-5)，所述第二采煤机行程限位开关(1-9)对采煤机运动到第二端头进行实时检测并将检测到的信号输出给采煤机PLC模块(2-5)；所述第一液压支架PLC模块(2-1)、第二液压支架PLC模块(2-2)、第三液压支架PLC模块(2-3)、第四液压支架PLC模块(2-4)和采煤机PLC模块(2-5)均将其接收到的综采三机的状态数据传输给工业现场服务器(3)；步骤二、所述工业现场服务器(3)将其接收到的综采三机的状态数据导入到SQLServer数据库存储模块中进行存储，并同时进行综采三机虚拟模型数据和虚拟煤壁模型数据的存储；步骤三、所述工业现场服务器(3)构建综采三机虚拟模型驱动模块，实现三机虚拟模型的实时驱动，动态地展示综采三机设备的实时运行状态，并显示到客户端计算机(4)上。6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤二中所述工业现场服务器(3)将其接收到的综采三机的状态数据导入到SQLServer数据库存储模块中进行存储，并同时进行综采三机虚拟模型数据和虚拟煤壁模型数据的存储的具体过程为：步骤201、建立综采三机状态数据存储表，并将综采三机的状态数据经OPC应用程序自动存入综采三机状态数据存储表中；所述综采三机状态数据存储表包括编号、数据项、数据值和时间戳四个属性；步骤202、建立综采三机模型信息数据表，用来存储模型文件信息，所述综采三机模型信息数据表包括编号、模型编号、节点编号、模型名字和STL格式模型文件路径五个属性；步骤203、先建立煤壁模型，再建立煤壁信息数据表，用来存储煤壁模型，所述煤壁信息数据表包括编号和名称两个属性；步骤204、建立综采三机运动部件旋转角度信息数据表，用来存储每个节点的旋转角度，所述综采三机运动部件旋转角度信息数据表包括编号、设备名称、节点编号、转角和时间五个属性；步骤205、建立综采三机运动部件位移信息数据表，用来存储每个节点的位移信息，所述综采三机运动部件位移信息数据表包括编号、设备名称、节点编号、位移和时间五个属性。7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤202中所述建立综采三机模型信息数据表的具体过程为：步骤2021、对综采三机实体进行单元分割，将双滚筒采煤机单元分割为左滚筒、右滚筒、左摇臂、右摇臂和机身，将液压支架单元分割为护帮板、前梁、顶梁、立柱、掩护梁、前连杆、后...

【专利技术属性】
技术研发人员：路正雄，郭卫，赵栓峰，王渊，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61