基于工业以太网的液压支架控制系统研究与应用
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完成单位:北京天玛智控科技股份有限公司
登记编号:CAPE-CXCG-2024-J-1-269
登记年份:2024
发布时间:2024-07-17
李明忠、付 振、林恩强、姚钰鹏、王 朕、高思伟、刘 清、冯银辉、王建兵、李再峰
一、研究背景及难点
随着综采工作面自动化、智能化采煤的深入研究和推广,基于单线低速CAN总线的液压支架支架控制系统在数据传输、实时性方面已经显现出一定的瓶颈。此前基于可视化远程干预的无人化采煤方案中,综采工作面上需要布置控制用现场总线与视频通信用以太网两条通信链路,设备数量多,布线多,系统成本高,工程实施、后期维护均较困难。电液控系统控制软件编写过程复杂,周期长,无法灵活调整采煤工艺。工作面人员定位与感知问题长期没有得到解决,没有构建对人员安全保护的设备运行机制。并且随着设备数量增加,支架动作速度越来越快,引起液压支架系统与相关产品功耗不断增加。
二、成果创新性
本项目成果是国内首次研制成功基于实时以太网的液压支架控制系统,实现“一网到底”,将井下液压支架控制纳入工业以太网体系。该系统填补了国内空白,有效解决了现有系统通讯链路复杂、速率低、实时性不足的问题。项目开发跨平台、跨链路、融合多场景应用的控制系统应用软件图形化开发平台,后续可标准化提供给合作商自行开发控制单元所需功能,符合经济社会发展的趋势和要求。人员定位与遥控系统的结合对于安全保障起到重要作用,储能型驱动器研制成功对于平衡电源功耗,完善系统功能,起到了重要作用。
三、可推广性
该系统至今已推广至全国30余个综采工作面,并且由于核心技术与产品具备通用性优势,也可用于泵站、三机乃至掘进机控制系统,具备非常广阔的应用场景。
四、经济社会效益
该系统近三年已为累计新增销售额2.73亿元,创造利税达1.17亿元。预计3-5年内,会形成50套以上的市场规模。基于工业以太网液压支架电液控制系统的推广应用实现了工作面控制系统进口产品的完全国产化替代,推动了行业技术进步。该系统对于工作面操作人员和设备的安全保障能力显著提升;改善了工人的作业环境,提高了井下劳动者的幸福指数,体现了以人民为中心的发展思想;成功培养了一批高素质的产业技术工人,助力煤矿生产企业高质量发展;实现了液压支架的快速、精确自动控制,大幅度提升了煤炭生产效率。