采礦設備無線遙控系統


采礦設備無線遙控系統

概述:為了提高生產效率和保障安全,滿足危險區域的采礦要求,確保人身安全,節約資源,提供資源回收率和經濟效益,對于處于危險工作區的大型礦用機械設備,進行安全距離遠程遙控操作尤為重要。基于無線通信技術和礦山無線遙控系統安全控制策略,針對礦用大型機械,我們提供專業遠程遙控解決方案.操作人員攜帶帶有視頻顯示的無線遙控器,距離礦用設備一定范圍(100米)內,實現設備的各種功能動作。在可視遙控工作模式中,手柄操作單元和機車車載單元通過點對點方式直接建立專有通信鏈路,主要應用于現場可視范圍內的遙控操作方式:

視頻可視遙控系統包括FYF40礦用本安型遙控發送器、FYS40礦用本安型車載無線接收器、液壓系統單元、電氣系統單元。


FYF40礦用本安型遙控發送器


FYF40礦用本安型遙控發送器
FYF40礦用本安型遙控發送器


礦安證:KFA140027
煤安證:MFA130295
工作電壓:DC12.8V
工作電流:< 100mA
無線通信距離:大于100m
電池類型:礦用磷酸鐵鋰電池組
電池容量:1400mA
接口配置:12路模擬輸入、32路數字輸入、CAN/RS485
無線通信頻率:433MHz/915MHz/2.4GHz
傳輸速率:1Mbps
顯示屏尺寸:7/9英寸
攝像頭:IP69K、防水、防震


FYS40礦用本安型車載無線接收器


FYS40礦用本安型車載無線接收器
FYS40礦用本安型車載無線接收器


礦安證:KFA140027
煤安證:MFA130295
工作電壓:DC 24V
工作電流: < 100mA(無負載)
無線通信距離:大于100m
無線通信頻率:433MHz/915MHz/2.4GHz
傳輸速率:1Mbps
接口配置:32路輸出(模擬/數字),5路DI,4路AI,1路CAN,1路RS485


液壓系統單元


液壓系統單元

液壓系統選用SUN、力士樂、諾頓等國際品牌。液壓系統單元包括比例和開關電磁閥、管接口、管路和三通等附屬配件。液壓系統單元配合車載接收單元的輸出控制,驅動機械的各種動作。例如:前進/后退、左轉/右轉、升/降大臂、裝/卸物料、油門控制、剎車等。


電氣系統單元


液壓系統單元

電氣接口單元和機械上控制箱相連接,控制遙控系統電源的接通或者斷開、前后燈、引擎啟動、引擎保持等功能。同時,電氣接口單元包含手動/遙控切換旋鈕,從而控制鏟運機工作在手動或者遙控模式狀態下。


性能特點:

(1)無線遙控系統型號齊全,接口豐富,專業礦山設備遙控系統定制和舊礦山設備設計改裝,可以滿足各種類型機械遙控控制需求;

(2)產品允許在礦山領域使用,具有國家認證煤安證(MA)、礦安證(KA)、防爆證(Exd);

(3)完全自主知識產權,售后服務及時有效,一直被模仿,從未被超越;

(4)遙控和手控功能自由切換,既可用于危險區域進行無人操作出礦,又可滿足一般采場正常使用。

(5)基于當前最先進的WLAN無線通信網絡,即可實現點對點的視距遙控控制(不需要布設網絡),也可以實現無通信距離限制的遠程遙控;


主要應用:

采煤機、掘進機、礦用鏟運機、礦用扒渣機、礦用鉆機、礦用噴漿臺車、礦用裝載機、礦用撬毛臺車、礦用鑿巖臺車,固定式液壓破碎機等工作環境比較惡劣,對人身安全構成威脅的危險區域設備。擴展應用:挖掘機、扒渣機、起重機、裝載機、混凝土機械、、盾構機等。應用領域:礦山、石油、鐵路、航海、軍事等。


可靠性與安全性

本方案在選用產品時充分考慮可靠、成熟的技術和產品,遙控器、接收器均具有國家認證礦安證。遙控器手柄采用德國原裝進口手柄,液晶顯示采用OLED可工作在惡劣環境下。設計的系統具有長期穩定運行的能力,安全可靠性高,有足夠的抗干擾能力。充分考慮對關鍵設備、關鍵數據和邏輯鏈路的冗余備份, 以及系統自動故障檢測、發現、報警和恢復功能,提高了系統可靠性。


開放性與標準化

系統采用開放式架構,選用標準化接口和協議,具有良好的可擴展性,系統建設遵守國家及行業標準與規范,考慮到系統在未來時間里可能的擴展、升級,主要設備和系統均具有良好的互聯與互操作性。


先進性與實用性

系統采用國際先進的技術和理念進行設計,采用來自國內或國際知名廠商的硬件設備,系統的技術方案能夠保持較長時期的先進地位,并能夠適應將來的科技發展。結合相關業務部門的實際工作需求,注重系統的實用性。


擴展性與靈活性

系統采用結構化設計,構成方式簡單,功能配置靈活,充分利用現有設備資源。系統控制部件采用模塊化結構,無線通信采用藍牙、WIFI等技術措施,系統在滿足現有功能的基礎上預留足夠的設備容納性。本系統以全新的數字化、網絡化平臺為特征,突出其在應用功能上的綜合性、豐富性和擴展性,實現現代化、智能化、數字化、網絡化管理;并且,應充足考慮系統建成后與其他系統進行無縫對接使用的可行性。本系統以全新的數字化、網絡化平臺為特征,突出其在應用功能上的綜合性、豐富性和擴展性,實現現代化、智能化、數字化、網絡化管理;并且,應充足考慮系統建成后與其他系統進行無縫對接使用的可行性。

超視距遙控


超視距遙控系統工作示意圖
超視距遙控系統工作示意圖


超視距遙控系統應用如圖所示,圖中,房子代表地面控制中心,黃色方塊為無線基站。


超視距遙控系統總體邏輯圖如圖所示,它是一個符合人機工程學的鏟運機的遠程操控臺。也是中央控制室的一個重要組成部分。


超視距遙控系統總體邏輯圖

在該操控臺上搭建操控系統和監控系統。 通過操作臺上的手柄等操作機構可以遠程 控制鏟運機的行駛和動作,操作員對操作 臺上的各個旋鈕、按鈕以及手柄等進行必要的操作,這種操作動作經控制器編譯后發送給上位機,再通過無線網絡對鏟運機的啟動、變速、轉向、油門及剎車進行遙控,使其按要求的速度和路線行駛,從而實現對鏟運機的遠程遙控和監控。同時,鏟運機將前后路況的實時圖像和運行參數視頻信號通過無線網絡實時傳輸到安裝在操作臺上的上位機顯示屏上,使駕駛員可以實時遠程掌握鏟運機的真實駕駛環境,從而監控鏟運機的運行情況,這樣,鏟運機、人(遙控駕駛員)以及遙控操控臺(遙控操縱平臺、無線路由、攝像機、控制系統等)就構成一個閉環控制系統。



超視距遙控系統操作臺
超視距遙控系統操作臺


整體功能列表
1. 通信網絡:基于WLAN技術的無線MESH網絡;
2. 遙控功能:由監控中心發送指令,遙控鏟運機進行各種動作。包括前進、后退、油門、左轉、右轉、升臂、降臂、裝料、卸料、駐車剎車、輔助剎車、滅火、引擎啟動、快慢檔、急停、前燈、后燈、喇叭及各種保護措施等,即目前視距遙控所具有的功能;
3. 視頻監視:鏟運機車頭和車尾分別安裝網絡攝像頭,用于遠程監視工作環境,攝像頭應具有防塵處理,其視頻數據直接通過無線MESH網絡上傳到監控中心;
4. 出礦計量系統功能:能實時顯示每次鏟礦單斗的重量以及累積重量,便于統計司機每個班次、月和年的工作量;
5. 運行狀態監測:由鏟運機車載單元實時監測車輛運行狀態,并上報給監控中心。狀態信息包括:機油壓力、機油油位、發動機溫度、變速箱油溫、變速箱油壓、制動油壓、制動油位、油箱油位、行駛里程、行駛時長、引擎工作狀態、制動狀態、空擋狀態、鏟運機前進、后退、油門、左轉、右轉、升臂、降臂、裝料、卸料、剎車、滅火、引擎啟動指示等;
6. 聲光報警:當鏟運機運行狀態監測參數超過設定門限時,由車載單元發出聲光報警,同時將報警上傳給監控中心;
7. 行車運行記錄:車載單元自動記錄鏟運機運行時的各種動作和狀態,類似黑匣子功能,當鏟運機出現故障時可通過串口直接讀取。包括:機油壓力、機油油位、發動機溫度、變速箱油溫、變速箱油壓、制動油壓、制動油位、油箱油位、行駛里程、行駛時長、引擎工作狀態、制動狀態、空擋狀態、鏟運機前進、后退、油門、左轉、右轉、升臂、降臂、裝料、卸料、剎車、滅火、引擎啟動指示等;
8. 車輛定位:在監控中心實時顯示鏟運機當前所處位置。
9. 路徑學習:鏟運機上安裝模式切換開關(手動、學習、遙控),選擇學習模式后,由操作人員駕駛鏟運機在規劃的道路上進行示范行駛,車載單元記錄相關信息,以備自主導航時使用;
10. 自主導航:由監控中心發送指令,使鏟運機工作在自主導航模式。自主導航時,鏟運機車載單元根據學習的路徑自主行駛,通過里程計判斷行使距離,通過定位系統校正路線,通過轉角傳感器調整姿態,通過車頭部位安裝的激光掃描儀掃描識別路障及進行相應處理;自主導航時具有行駛安全區、報警區、危險停車區識別;
11. 人工干預:自主導航時允許人工干預,即通過監控中心發送人工干預指令,由車載單元解析命令并執行;
12. 工作模式:鏟運機有多種運行工作模式,包括:手動控制、路徑學習模式、遙控工作模式,這三種模式在鏟運機上進行選擇切換,當選擇遙控模式時,可在監控中心選擇是否使能自主導航模式、自動卸料模式;


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