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电牵引采煤机网络远程监控控制系统 牛文斌，王明勇 潞安集团潞宁煤业公司，山西长治 擅 叠本文主要介绍了利用M O d b u s R T U 和W e b 通信结合技术实现采煤机数据远程传输、远程通信控制，最终达到井下 无人工作面的目标． 关■谭采煤机；M o d b u s 通信；远程监控无人工作面 中圈分赛号T 0 4 2 1 文献标识码文章■号16 7 4 6 7 0 8 2 0 1 1 5 3 0 1 7 5 0 2 O 引言 采煤机远程通讯和T 作面集中控制技术是现代化矿井的标志， 它包括工作面设备，主要是采煤机的运行参数与地面控制中心的 数据传输、运行状态和位置的监控，地面控制中心对井下设备工 作运行的操作控制，也就是实现无人工作面的最终目的。 1 目内外粟攥机远程控翻系统的概况、水平和发展趋 势 美周J O Y 、德国E i e k h o f f 采煤机都实现了数据远程传输、集 中监控和分集中控制．采煤机通过供电电缆的控制芯线或先导芯 线与顺槽集中控制站连接。顺槽集中控制站包括负荷中心、调制 解调器、微机M I C O S 、显示器、键盘和接口。顺槽集中控制站与 采煤机、液压支架控制系统、工作面输送机、转载机相连，通过 中继站可与大于5 k m 的地面数据转换器连接，后者把信号传给矿 井地面站。 国内电牵引采煤机远程监控控制系统的发展阶殷仅限于数据 传输的功能，M G T Y ／7 0 0 - 1 ．1 W D 系列采煤机控制系统都具有数据 上传监捌功能，但是上传数据量较小，信号通过动力电缆传输干 扰大，就矿上的监测监控、集中控制要求还有一定的差距。 2 系统构成 考虑到设备系统和智能型采煤机的配套和兼容性．与上位机 集中监控系统控制精度、数据准确性、及其它主机性能指标．总 体设计思想为基于b l O D B U S R T U 通信技术．顺槽主机监测控制 方式，对被控对象给定操作权限，实现身份智能识别。同时基于 优化控制技术，寻求设备效率的最大化，并通过算机图形技术． 建立良好的人机环境。包括上位机、下位机、可靠的位置感器、 油缸行程传感器、执行机构及机械部分，其中 硬件组成由M I T S U B I S H ] F X 2 N 一3 2 M R 可编程逻辑控制器、 O M R O NN S l 0 系列工业控制P c 、多路通信隔离转换带模拟量开关 量采集电路、直流开关电源模块、操作执行元件等组成；执行机 构由高强度自复位式专用按钮组成；机械结构为矿用隔爆型箱体 结构。圆 图l 系统网络拓扑结构 系统的网络拓扑结构如网1 所示，采煤机与远程监测控制系 统之问通过M O D B U SR S 4 8 5 连接，在远程监测控制系统为采煤机 的上位机，可对采煤机的运行状态等数据读取，也可以向采煤机 的控制系统写入数据．完成对采煤机的远程监测控制功能．同时 将远程监控系统的R S 4 8 5 信号转换成T C P ／I P 进入矿井环网交换机． 工作面集成主机和地面集成主机都可以对工作面采煤机监测控制。 甚至通过／n t e r n e t 网络发布，这样就能在世界任何地点都能实时监 控煤矿生产运行情况。这就真正实现了采煤机的远程监测控制。 基于M o d b u s R T U 和W e b 的通信机制M o d b u s 是一种开放式的 通讯协议，通过此协议．控制器相互之间、控制器经由同络 例 如以太网，R S 4 8 5 网络 和其它设备之间可以通信，可以连成工 业网络。进行集中监控。M o d h u s R T U 协议采用主／从查询式的机 制并采用C R C 校验算法．校验发送和接收数据．可以保证数据传 输的正确性。为了使现场总线网、外部互联网充分拟合，发挥网 络智能监控，引入了W e b 技术．通过W e b 浏览器以操作方式实现 对电气设备的远程诊断和监视，进一步提高设备自动化水平和维 护管理水平。结合该两种通信机制，设计了采煤机远程监控系统。 采煤机数据流向如图2 所示，下图中定义主控模块将主机从 采煤机的数据读人，并送人p L C 中的数据寄存器单元内，同时将 工作面集控系统或地面疾控系统传来的数据故人P L C 对应的单元 内．对采煤机进行远程控制。 图2 采煤机数据流向 4 上位机远程监控囊中控■ 如图3 是漳村煤矿2 3 0 3 和3 1 0 3 自动化工作面集控系统采煤 机监测控制界面，界面中利用图文、图表可全面的监控采煤机的 运行状态，界面中问绿色箭头代表采煤机运行方向．框内是采煤 机实时速度．工作面倾角和走向倾角．棒状图形显示电机的温度 和电流，绿色时为正常范围，超过范围以红色报警显示，同时采 煤机故障状态里面记录故障内容，中间采煤机图形形象的现实采 煤机滚筒的高度和煤机在T 作面的位置，最下方是采煤机远程控 制按钮．用户输人登录权限密码后可远程操作采煤机。 作者简介牛支斌．工程师，毕业院校太原理工大学，专业机械设计厦自动化．工作单位潞安集团潞宁壤业公司 “ 下转第1 6 5 页 H 万方数据 I 中Ir - L 6摹 民燕■ ■ 7 1■ 2 图2 词典结构 2 ．2 分翊算法 s l e p l 取出待处理的汉字序列的首字，在首宇h a s h 表中查找， 如果存在该字，则转s t e p 3 ； S t e p 2 不存在则是单字，分出该单字w o r d ，转s t e p 6 ； S t e p 3 取出该字的信息，包含词长信息和词典信息，转 S t e p 4 ； S t e p 4 遍历词长列表，按序分别取出词长设为匹配词长．然 后在词典中查找，词典包含了词长值．在查找时先比较词长，若 相等则再比较字符序列．转s t e p 5 ； s k p 5 如果存在某一词长匹配成功，则分出该词w o r d ．转 s t e p 7 ； S t e p 6 如果全部词长匹配都不成功，则说明是单字。分出该 单字w o r d ．转m e p 7 ； s t e p 7 从待分词序列中去掉已分出的词w o r d ，若汉字序列没有 分词结束，转s t e p l ．否则结束。 例如对语料“中华人民共和国是一个强大的国家”．使用本 算法的处理过程如下 1 取序列首字“中”在首字h a s h 表中查询．存在该字则取 出该首字信息，遍历词长信息列表得到．以该字为前缀的最长词 长为1 4 ，则再取序列中余下的1 3 个宇。华人民共和国是一个强大 的国”。在词典中匹配，发现匹配不成功；再取下个词长得到词 长为1 0 ．取序列为“华人民共和国是一个”，还是不成功⋯⋯直到 词长为7 时，匹配“中华人民共和国”成功，取出该词。在匹配 过程中，充分利用词长信息．在字符比较之前，先通过比较词长 来筛选，在词长相等的情况下，才比较字符序列； 2 然后再取首字“是”．查找首字h a s h 表，不存在以该字为 前缀的词，分出单字“是”； 3 接着处理首字“强”，按照上述方法依次处理余下的字串； 4 最后得到的分词结果为中华人民共和国／是／一个，强 大，的，国家。 由以上的一次分词过程可以看出．动态设置最长匹配词长的 方法．有效的避免和减少了传统M M 算法 静态设置匹配词长的 方法 的比较次数，大大的提高了长词匹配的效率。同时．利用 比较先词长再比较字符的方法，也在一定程度上提高的算法的效 率。 3 结论 本文主要通过对影响正向最大匹配算法效率的因素的分析， 提出对该算法的一些改进，以及设计了相应的词典结构．以在匹 配过程中尽可能的减少了比较的次数，在一定程度上提高了分词 的效率。本文没有提供对歧义和未登录词的处理，而这是影响基 于词典分词算法准确率的重要因素，这将是今后需要解决和处理 的方向。 ●考文献 【1 ] 朱德熙．语法讲义【M ] ．商务印书馆，1 9 8 2 【2 】张启字，朱玲，张雅萍中文分词算法研究综述情报探 索，2 0 0 8 ，1 1 [ 3 】胡锡衡正向最大匹配法在中文分词技术中的应用⋯．鞍 山师范学院学报，2 0 0 8 ，1 0 2 4 2 45 ， ⋯4 孙茂松，左正平，黄昌宁．汉语自动分词词典机制的实验 研究⋯．中文信息学报，2 0 0 0 ，1 4 1 】卜7 ． } } 上接第1 7 5 页 忙 I 譬毒曼墨譬苗圃等譬f ；* a - ，一a暑2 } 一一 吲i j i 篙毒蜩 ⋯⋯■I - C - - 口_ a - 一⋯i 蛐“ 一立氅兰兰甄藩 ‘询舅兰匹三受 ■ ●●■_ ‘■■■■●■■■■■■一▲■●_ 1 ■，1 一 ’ 一№ - ⋯f ●- - 一，●●’●⋯⋯⋯1 ‘- “ _ _ _ 十_ Ⅷ_ _ 一一{ 图3 远程监控系统界面 5 结论 该系统大大的提高采煤的工作效率；在工作面生产过程中． 满足本工作面设备安装和生产要求；保证实时监测数据传输的可 靠性和远程控制的安全性．满足自动化要求；齐全的保护功能提 高了设备的使用寿命，减少了故障排除处理时问。对矿井数字化 矿山的建设具有一定的推动作用．实现了管理信息化、设备控制 自动化、综合机械化的目标，将彻底打破我国传统煤矿自动化、 信息化水平较低的局面，改变我国传统煤炭行业的安全生产方式 和管理手段，以实现管理信息化、安全生产信息化，全面实现数 字化矿山的建设，填补国内综台自动化与信息化同步建设的空白， 成为我国煤炭企业现代化矿井的开发与应用示范工程，走出了一 条我国煤矿生产薪型T 业化产业化道路。 ●考文献 【1 ] 邵云涛，郭芳瑞基于M o d b u s R T U ，Y o W o b 的采煤机远程监控 系统【J 】．煤矿机电，2 0 0 8 ． 【2 】关彬，张翼．采煤机远程．监拉系统及综采面数据上传的实 现【J ] ．科技广场，2 0 0 7 3 ． [ 3 】龚仲华．三菱F x , 列P L C 应用技术呻] ．人民邮电出版社， 2 0 1 0 ． [ 4 ] 刘军，王忠宾，牛可，柬雯川．采煤机远程监控系统关键 技术研究【J ] ．煤炭科学技术，2 0 10 6 ． 【5 ] 孛剑峰．新型电牵引采煤机监剥监控与故障诊断系统【J 】． 机械与电子，2 0 0 9 1 1 6 】李胜．采煤机监控系统的现状及组成原理研究I J 】科技资 讯，2 0 0 9 1 2 ． 【7 】倪文峰，王忠宾，李舒斌，王磊磊，孟凡旺．基于虚拟机 的采煤机远程监控平台关键技术． 【8 】李军利，卢喜山，樟向东，糜自生．采煤机远程监测与故 障诊断系统研究【J 】．煤矿机械，2 0 0 7 5 ． 万方数据