本发明专利技术公开了一种采煤机远程5G无线控制装置及方法，涉及采煤机控制技术领域，包括：上位机系统和接收系统，上位机系统与接收系统相连；上位机系统安装于综采工作面集控室计算机上，用于下发无线控制指令信号并通过5G网将无线控制指令信号发射至接收系统；接收系统安装于综采工作面采煤机机身，用于接收上位机系统发射的无线控制指令信号，并基于无线控制指令信号控制采煤机动作。本发明专利技术可避免传统模式控制采煤机存在工人工作环境恶劣、就近操作安全风险大的问题，极大缩短了采煤机遥控器和遥控器接收器的距离，实现了集控室远程无线控制采煤机的目的，为工作面无人和少人的智能化采煤模式提供了技术支持。模式提供了技术支持。模式提供了技术支持。
【技术实现步骤摘要】
一种采煤机远程5G无线控制装置及方法
[0001]本专利技术涉及采煤机控制
，更具体的说是涉及一种采煤机远程5G无线控制装置及方法。
技术介绍
[0002]目前井下开采人员操作采煤机时，多数通过遥控器、机载控制按钮或有线操作控制台来控制采煤机的各种运行状态。由于煤矿井下环境恶劣，空气中夹杂大量的粉尘和雾气，能见度很低，这种控制方式严重影响了操作司机的视线，从而增加了操作控制难度及设备运行事故率。同时，由于采煤机的开采区域存在工作面断层、矸石等复杂地质构造，并存在开采空间狭小、就近机载操作安全系数低等环境特点，现有的通过遥控器、机载控制按钮或有线操作控制台来控制采煤机的操作控制方式无法保障操作工人的安全。
[0003]现有采煤机的遥控器通信协议采用433MHz通信协议，采煤机遥控器接收器安装于采煤机机身上。如图1所示为采煤机433通信控制示意图，受限于井下无线发射功率的限制，433MHz实际通信距离比较短，需要工人在离采煤机较近的地方操作遥控器来控制采煤机；且采煤机处于不断移动中，工人就近控制存在诸多安全问题。
[0004]随着煤矿井下采煤机电气自动化程度的不断提高，对采煤机进行远程无线控制的需求也在不断增加。但是，由于煤矿井下环境恶劣，如何提高无线通讯控制的安全可靠性和快速实时性，成为井下遥控装置的主要技术难题。
[0005]5g具有低时延，高可靠性，带宽大等诸多优点，近些年来，随着技术的不断成熟，5g的应用场景越来越广泛，并渗透到矿山领域，利用5g技术建成的智慧煤矿提升了自动化、信息化，达到了减人增效的作用。所以，将5g技术应用到采煤机控制具有很强的现实意义和价值，5g技术使采煤机远程、高可靠性、低时延控制成为可能，将极大地改善采煤机操作工人的工作条件，解决就近控制存在的安全问题，实现采煤机控制的自动化、信息化。
[0006]因此，如何实现采煤机远程5g无线控制，解决传统控制采煤机存在的工人工作环境恶劣、安全风险大的问题是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
[0007]有鉴于此，本专利技术提供了一种采煤机远程5G无线控制装置及方法，避免了传统控制采煤机方式存在工人工作环境恶劣、就近操作安全风险大的问题，可实现集控室远程无线控制采煤机的目的，为工作面无人和少人的智能化采煤模式提供了技术支持。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]一种采煤机远程5G无线控制装置，包括：上位机系统和接收系统，上位机系统与接收系统相连；
[0010]上位机系统安装于综采工作面集控室计算机上，用于下发无线控制指令信号并通过5G网将无线控制指令信号发射至接收系统；
[0011]接收系统安装于综采工作面采煤机机身，用于接收上位机系统发射的无线控制指
令信号，并基于无线控制指令信号控制采煤机动作。
[0012]上述技术方案达到的技术效果为：解决了传统控制采煤机存在工人工作环境恶劣、安全风险大的问题；同时引入5G网络，具有时延低、可靠性高的特点，实现了在集控室远程无线控制采煤机的目的。
[0013]可选的，还包括交换机，计算机通过网线连接交换机接入5G网。
[0014]可选的，接收系统包括5GCPE、采煤机遥控器、转换器、电压转换模块；5GCPE的RS232串口连接转换器对应的RS232串口，采煤机遥控器的每一路按键IO口连接转换器对应的输出端口；
[0015]5GCPE作为接收系统中的服务器，用于接收上位机系统下发的无线控制指令信号并透传到5GCPE的RS232串口，再将得到的RS232信号发送到转换器的RS232串口；
[0016]转换器，用于接收5GCPE发出的RS232信号并驱动控制电路使相应的输出端口产生低电平信号；
[0017]采煤机遥控器，基于转换器输出端口产生的低电平信号，使对应的按键IO口处于低电平状态，并控制采煤机遥控器执行相应的操作；
[0018]电压转换模块，用于给采煤机遥控器供电。
[0019]可选的，上位机作为客户端，通过TCP/IP协议与接收系统中作为服务器的5GCPE建立TCP连接。
[0020]可选的，采煤机遥控器设置有若干个功能按键，包括：开/关遥控器、向左行走或速度自动化关闭、牵引停止或速度自动化关闭、向右行走或速度自动化关闭、升高左滚筒、关闭所有驱动器、升高右滚筒、降低左滚筒、降低右滚筒、抬高左外喷雾、升高破碎机、第一备用、降低左外喷雾、降低破碎机、第二备用、第一第二功能、关闭示范刀或第二功能、关闭自动操作、第二第二功能。
[0021]可选的，上位机系统包括操控界面，通过PowerBuilder的Rich TextEdit控件发出相应的控制指令，并将控制指令通过Winsock通讯控件远程传送到转换器，控制转换器的输出OUT电平的高低变化，以完成采煤机遥控器相应按键的按下和弹起。
[0022]可选的，转换器包括：处理器、RS232串口、供电模块、开关芯片；
[0023]处理器采用STM32F407ZGT6单片机，通过RS232串口下发指令控制开关芯片输出。
[0024]可选的，还包括设置在采煤机上的采煤机遥控器接收器，用于接收采煤机遥控器发射的433MHz信号并控制采煤机动作。
[0025]可选的，电压转换模块包括调试网口，用于调试5GCPE。
[0026]本专利技术还提供了一种采煤机远程5G无线控制方法，包括以下步骤：
[0027]在综采工作面集控室计算机上安装上位机系统，并将计算机通过网线连接交换机接入5G网；
[0028]在综采工作面采煤机机身上安装接收系统，并将作为客户端的上位机系统通过TCP/IP协议与接收系统中作为服务器的5GCPE建立TCP连接；
[0029]通过5GCPE接收上位机系统下发的无线控制指令信号并透传到5GCPE的RS232串口，再将得到的RS232信号发送到转换器的RS232串口；
[0030]转换器接收到RS232信号后驱动控制电路使相应的输出端口产生低电平信号，以让采煤机遥控器对应的按键IO口处于低电平状态，控制采煤机遥控器发出相应操作的命
令，控制采煤机动作。
[0031]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种采煤机远程5G无线控制装置及方法，具有以下有益效果：
[0032]将上位机系统安装于集控室，避免了传统模式控制采煤机存在工人工作环境恶劣、就近操作安全风险大的问题；将接收系统安装在采煤机上，极大地缩短了采煤机遥控器和采煤机遥控器接收器的距离，降低了433无线信号干扰和延时；同时，引入5G网具有时延低、可靠性高的特点，实现了集控室远程无线控制采煤机的目的，为工作面无人和少人的智能化采煤模式提供了技术支持。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种采煤机远程5G无线控制装置，其特征在于，包括：上位机系统和接收系统，上位机系统与接收系统相连；上位机系统安装于综采工作面集控室计算机上，用于下发无线控制指令信号并通过5G网将无线控制指令信号发射至接收系统；接收系统安装于综采工作面采煤机机身，用于接收上位机系统发射的无线控制指令信号，并基于无线控制指令信号控制采煤机动作。2.根据权利要求1所述的一种采煤机远程5G无线控制装置，其特征在于，还包括交换机，计算机通过网线连接交换机接入5G网。3.根据权利要求1所述的一种采煤机远程5G无线控制装置，其特征在于，接收系统包括5GCPE、采煤机遥控器、转换器、电压转换模块；5GCPE的RS232串口连接转换器对应的RS232串口，采煤机遥控器的每一路按键IO口连接转换器对应的输出端口；5GCPE作为接收系统中的服务器，用于接收上位机系统下发的无线控制指令信号并透传到5GCPE的RS232串口，再将得到的RS232信号发送到转换器的RS232串口；转换器，用于接收5GCPE发出的RS232信号并驱动控制电路使相应的输出端口产生低电平信号；采煤机遥控器，基于转换器输出端口产生的低电平信号，使对应的按键IO口处于低电平状态，并控制采煤机遥控器执行相应的操作；电压转换模块，用于给采煤机遥控器供电。4.根据权利要求3所述的一种采煤机远程5G无线控制装置，其特征在于，上位机作为客户端，通过TCP/IP协议与接收系统中作为服务器的5GCPE建立TCP连接。5.根据权利要求3所述的一种采煤机远程5G无线控制装置，其特征在于，采煤机遥控器设置有若干个功能按键，包括：开/关遥控器、向左行走或速度自动化关闭、牵引停止或速度自动化关闭、向右行走或速度自动化关闭、升高左滚筒、关闭所有驱动器、升高右滚筒、降低左滚筒、降低右滚筒、抬高左外喷雾、升...
【专利技术属性】
技术研发人员：霍鹏飞，刘宏杰，贺俊义，段超，曹永飞，张国富，陈培恒，高波，田慕琴，
申请(专利权)人：山西科达自控股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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