[发明专利]一种煤矿综采工作面自动化控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种煤矿综采工作面自动化控制系统，其特征在于，包括：

井下设备控制层，用于获取并上传井下设备的运行数据，以及接收并执行集控中心发送的控制指令；

集控中心层，用于接收井下设备控制层发送的运行数据，分析处理运行数据并向井下设备控制层下发控制指令，以及向地面调度指挥中心层上传井下设备的运行数据；

地面调度指挥中心层，用于接收集控中心层发送的井下设备的运行数据，向集控中心层发送针对井下设备控制的远程控制指令。

2.根据权利要求1所述的煤矿综采工作面自动化控制系统，其特征在于，所述井下设备控制层包括采煤工作面相关的生产、运输和支护设备的控制PLC，所述控制PLC与集控中心层建立5G通信连接，接收并执行集控中心层发送的控制指令。

3.根据权利要求2所述的煤矿综采工作面自动化控制系统，其特征在于，所述井下设备控制层包括对应采煤工作面相关的生产、运输和支护设备设置的用于获取相应设备状态数据的感测装置，各感测装置与对应的控制PLC通信连接。

4.根据权利要求1所述的煤矿综采工作面自动化控制系统，其特征在于，所述井下设备控制层包括用于采集采煤工作面相关的生产、运输和支护设备实时画面的摄像装置，摄像装置与集控中心层通信连接。

5.根据权利要求1所述的煤矿综采工作面自动化控制系统，其特征在于，集控中心层包括：

集控通信模块，用于分别与井下设备控制层和地面调度指挥中心层通信连接；

信号处理模块，用于解析并处理由集控通信模块所接收的通信数据；

分析模块，用于分析处理井下设备控制层发送的设备运行数据，并基于分析结果计算得到控制指令；

执行模块，用于将分析模块计算得到控制指令、或通过集控通信模块接收到的地面调度指挥中心层发送的远程控制指令发送至井下设备控制层。

6.根据权利要求2所述的煤矿综采工作面自动化控制系统，其特征在于，所述井下设备控制层与集控中心层的5G通信连接是以KT517－F矿用本安型无线通信基站建立的5G无线通讯。

7.一种基于权利要求1－6任一项所述煤矿综采工作面自动化控制系统实现的控制方法，其特征在于，包括：

井下设备控制层实时上传监测数据至集控中心层；

集控中心层对各监测数据进行识别判断，将其中判断为异常监测数据的，按照预设关联逻辑，查找与当前异常监测数据相符合的异常事件；

基于所查找到的异常事件在决策数据库中调用相应的控制指令；

将控制指令发送至相应的井下设备控制层对设备运行进行控制。

8.根据权利要求7所述基于煤矿综采工作面自动化控制系统实现的控制方法，其特征在于，当集控中心层判断与异常事件关联的其中部分监测数据存在异常时，则向井下设备控制层发送调用当前与异常事件关联的其余监测数据的请求，接收并对井下设备控制层发送的与异常事件关联的其余监测数据进行关联逻辑判断，判断异常事件的发生概率，其中，异常事件发生概率与该异常事件关联的监测数据匹配程度成正比，异常事件关联的各监测数据具有不同的权重，不同权重的监测数据对异常事件发生概率的影响程度不同。

9.根据权利要求8所述基于煤矿综采工作面自动化控制系统实现的控制方法，其特征在于，地面调度指挥中心层发送的远程控制指令的优先级高于集控中心层生成的控制指令优先级，当集控中心层接收到地面调度指挥中心层发送的远程控制指令后，查找该远程控制指令所对应的井下设备控制层是否正在执行集控中心层的控制指令，若是，则将远程控制指令发送至井下设备控制层覆盖原有的控制指令，由井下设备控制层执行远程控制指令。

10.根据权利要求8所述基于煤矿综采工作面自动化控制系统实现的控制方法，其特征在于，集控中心层所查找到异常事件为预设重大异常事件库中项目，或者异常事件的发生概率位于无法做出有效判断的预设模糊概率范围内，则集控中心层向地面调度指挥中心层发送远程协助请求，所述远程协助请求中包括相关监测数据和集控中心层判断分析结果；

地面调度指挥中心层基于请求做出分析判断，并向集控中心层发送远程控制指令，集控中心层向井下设备控制层下发远程控制指令。