1.本发明涉及煤矿主井提升自动化技术领域，具体涉及一种人机交互遥感控制系统。
背景技术：2.为了响应国家所提倡的节能减排、新旧动能转换以及智能智慧矿山的建设要求，逐步实现自动化运行将成为煤矿主井新的主要发展方向。作为煤流线提升的主井提升系统，往往采用直流调速系统，通过6ra80装置将380v的交流转换为可供提升电机使用的两并、两串的800v直流。当前主井提升系统的控制核心已实现手动、自动两种运行模式，当打至手动模式时，需要司机手动操作主令和闸把进行提升；当打至自动模式时，虽然不需要人工开车，但是需要人工首次启动绞车提升，以及运行两钩后人工再次旋动“自动确认”按钮进行确认自动提升，此过程仍然需要司机在现场进行辅助干预，因此尚未实现全自动无人值守操作。
技术实现要素：3.本发明的目的是为了解决上述现有背景技术存在的不足，提供一种人机交互遥感控制系统。
4.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：人机交互遥感控制系统，应用于主井绞车提升系统，包括plc控制模块、中心电路模块、视频监控模块、移动控制终端以及安装在对应运行设备上的下属控制模块。移动控制终端分别通过信号传输远程连接中心电路模块和视频监控模块，中心电路模块通过通讯连接plc控制模块，中心电路模块通过信号传感连接多个对应的下属控制模块。
5.所述移动控制终端上设有人机交互界面和视频监控界面，人机交互界面上设有多个操作按键，视频监控界面分为多个不同位置的视频界框。
6.所述中心电路模块包括供电电源、信号转换器、中心电路板，相互之间通过线路连接，中心电路板上设有若干个对应下属控制模块的执行单元、无线接收处理单元以及若干个接线端子，相互之间通过电路连接。
7.所述视频监控模块包括多台高清摄像头，分别固定安装在对应的监控区域，用以监控设备的运行和现场人员的去留，其内部安装有信号发射装置，能够将实时画面反馈给移动控制终端。
8.所述下属控制模块内均设有信号接收器，连接控制设备的运行。
9.进一步地，上述人机交互遥感控制系统的操作步骤如下：
10.步骤一，绞车运行前，在移动控制终端上切换至视频监控界面，通过高清摄像头反馈的实时动态画面，查看各运行设备处是否有人员进行设备检修维护；在确认无工作人员在现场后，切换至人机交互界面，进行设备系统的停止测试；
11.步骤二，系统停止测试完成后，中心电路模块中安全回路接通；
12.步骤三，通过无线信号通知矿井下进行装载运行，然后在人机交互界面点击“开车”按键，点击确认，绞车运行；
13.步骤四，绞车平稳运行后，点击“自动确认”按键，整个系统进入自动运行状态；
14.步骤五，运行完成后，点击“切除自动”按键，自动运行状态终止，点击“停车”键，随后依次点击“装置停止”、“风机停止”按键，完成系统的停止复位。
15.进一步地，所述plc控制模块中设有需要控制及操作的编程梯形图和语句表，用以实现对中心电路板的控制和绞车提升系统在运行前、运行中、运行后的控制操作。
16.进一步地，所述中心电路板与plc控制模块之间通过rs485通信接口进行通讯连接。
17.进一步地，所述中心电路模块中供电电源为ups小型不间断电源，采用220v电压供电，同时变换出+12v、+24v供其他设备使用。
18.进一步地，所述中心电路模块利用4g dtu串口转无线数传通讯模块与移动控制终端进行远程无线连接。
19.进一步地，上述步骤一中停止测试包括有系统急停、急停动作、急停复位、风机停止、风机启动、装置启动、闸控复位、故障复位，并按上述顺序依次触控人机交互界面上对应的相关按键。
20.进一步地，所述plc控制模块内置自研脚本解释引擎，方式为串口、网络控制模式指令，支持用户自由编写脚本、参数查询、参数修改，用来控制dtu的各个通道。
21.进一步地，上述人机交互遥感控制系统还包括有故障报警模块，能够实时检测故障发生位置，并通过报警器进行示警，故障信号通过无线信号传输至移动控制终端。
22.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明在使用过程中，设备的运行衔接性更为紧凑，节省了大量的衔接时间，极大的提高了设备的自动化程度和提升效率，提高了自动化运行的质量和系统的运行效率；同时节约了大量的劳动力，摆脱了现场需要人工干预的情况，操作更及时，查看更方便，对于整个系统的运行有着非常大的帮助，使得系统运行的安全性能得到飞跃性的提高，相比之前可达到无人值守的标准，给全矿带来了非常大的经济效益。
附图说明
23.图1是本发明系统运行的流程示意图；
24.图2是本发明中移动控制终端的人机交互界面；
25.图3是本发明中心电路板的结构示意图；
26.图中：1、中心电路板，11、无线数传通讯模块，12、执行单元，13、接线端子，14、信号接收处理块。
具体实施方式
27.需要注意的是，在本发明的描述中，术语如“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，不能理解为对本发明的限制。
28.另外，在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：
30.人机交互遥感控制系统，应用于主井绞车提升系统，包括有plc控制模块、中心电路模块、视频监控模块、移动控制终端以及对应安装在各个运行设备上的下属控制模块。所述移动控制终端选用手机，通过信号传输分别远程连接中心电路模块和视频监控模块；在手机的显示界面上设有人机交互界面和视频监控界面，两者之间可以随意切换；在人机交互界面上设有多个操作按键，如图2所示，同时在视频监控界面做了多区域的划分，分别对应不同的视频监控画面。
31.上述中心电路模块安装在操作调度室的中央设备上，包括供电电源、信号转换器和中心电路板1，相互之间通过线路连接。所述供电电源为ups小型不间断电源，采用220v电压供电，同时变换出+12v、+24v供其他设备使用。结合图3所示，中心电路板1上设有若干个对应下属控制模块的执行单元12、无线接收处理单元以及若干个接线端子13，相互之间通过电路连接；执行单元12选用5v小型继电器，锡焊固定在中心电路板1上；若干个接线端子13分别对应固定在执行单元12的外侧，电路连接对应的执行单元12；所述无线接收处理单元为无线数传通讯模块11，中心电路模块则通过该无线数传通讯模块11与移动控制终端进行远程无线连接。然后通过编程软件，将中心电路板1进行软件编程；另一端采用网络交换机将网络光纤转换为以太网口，然后再由基站将以太网口转换为可识别的rs485通讯。
32.所述中心电路模块的中心电路板1通过rs485通信接口通讯连接于plc控制模块。当plc控制模块将通讯信号传送给中心电路板1时，中心电路板1通过我们上述编辑好的程序进行有序的控制相应的设备和器件，将控制信号进行转换发送给下属控制模块，此环节即可直接替代人工操作或干预操作。
33.上述plc控制模块采用西门子s7-300plc，其中设有需要控制及操作的编程梯形图和语句表，用以实现对中心电路板的控制和绞车提升系统在运行前、运行中、运行后的控制操作；同时其内部还设置有自研脚本解释引擎，方式为串口、网络控制模式指令，支持用户自由编写脚本、参数查询、参数修改，用来控制dtu的各个通道。
34.所述视频监控模块包括多台高清摄像头，分别固定安装在对应的监控区域，用以监控设备的运行和现场人员的去留，其内部安装有信号发射装置，能够将实时画面反馈给移动控制终端。
35.所述下属控制模块内均设有信号接收器，用以接收中心电路模块传出的操作信号，连接控制设备的运行。
36.该人机交互遥感控制系统还包括有故障报警模块，能够实时检测故障发生位置，并通过报警器进行示警，故障信号通过无线信号传输至移动控制终端。
37.结合图1和图2，上述人机交互遥感控制系统的具体操作步骤如下：
38.步骤一，绞车运行前，将手机移动终端的显示界面切换至视频监控界面，通过高清摄像头反馈的实时动态画面，查看各运行设备处是否有人员进行设备检修维护；在确认无工作人员在现场后，将显示界面切换至人机交互界面，进行设备系统的停止测试。所述停止
测试包括有系统急停、急停动作、急停复位、风机停止、风机启动、装置启动、闸控复位、故障复位等一系列动作，分别对应手机移动终端上相应的控制按键，并根据上述测试步骤依次触控对应的控制按键，移动控制终端将操作无线信号传输至中心电路模块，中心电路板1中无线数传通讯模块11接收到无线信号，并利用4g dtu串口进行信号的转换传输给plc控制模块；plc控制模块做出相应指令后，通过rs485通信接口通讯传输至中心电路板1，中心电路板1上对应执行单元12将信号发送给对应的下属控制模块，控制各设备的运行操作。
39.步骤二，系统设备的停止测试完成后，依次启动风机、启动装置、启动液压钻，安全回路接通，并复位。
40.步骤三，通过无线对讲机通知矿井下进行装载运行，然后在人机交互界面点击“开车”按键，点击确认，绞车运行；运行后可以将显示界面切换至视频监控界面，观察系统运行情况。
41.步骤四，绞车平稳运行后，点击人机交互界面上的“自动确认”按键，整个绞车提升系统进入自动运行状态。
42.在中间运行过程中出现故障时，报警器进行示警；按动人机交互界面上“系统急停”按键，设备系统运行中止；随后按动“故障复位”按键，进行运行故障的排除；随即再次按动“开车”按键，整个主井提升系统重新运行。
43.步骤五，运行完成后，点击“切除自动”按键，自动运行状态终止；点击“停车”键，随后依次点击“装置停止”、“风机停止”等按键，完成系统的停止复位。
44.最后应说明的是，上述实施方式的说明仅用于说明本发明的技术方案，并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
技术特征：1.人机交互遥感控制系统，应用于主井绞车提升系统，其特征在于：包括plc控制模块、中心电路模块、视频监控模块、移动控制终端以及安装在对应运行设备上的下属控制模块；移动控制终端分别通过信号传输远程连接中心电路模块和视频监控模块，中心电路模块通过通讯连接plc控制模块，中心电路模块通过信号传感连接多个对应的下属控制模块；所述移动控制终端上设有人机交互界面和视频监控界面，人机交互界面上设有多个操作按键，视频监控界面分为多个不同位置的视频界框；所述中心电路模块包括供电电源、信号转换器、中心电路板，相互之间通过线路连接，中心电路板上设有若干个对应下属控制模块的执行单元、无线接收处理单元以及若干个接线端子，相互之间通过电路连接；所述视频监控模块包括多台高清摄像头，分别固定安装在对应的监控区域，用以监控设备的运行和现场人员的去留，其内部安装有信号发射装置，能够将实时画面反馈给移动控制终端；所述下属控制模块内均设有信号接收器，连接控制设备的运行。2.根据权利要求1所述的人机交互遥感控制系统，其特征在于：人机交互遥感控制的操作步骤如下，步骤一，绞车运行前，在移动控制终端上切换至视频监控界面，通过高清摄像头反馈的实时动态画面，查看各运行设备处是否有人员进行设备检修维护；在确认无工作人员在现场后，切换至人机交互界面，进行设备系统的停止测试；步骤二，系统停止测试完成后，中心电路模块中安全回路接通；步骤三，通过无线信号通知矿井下进行装载运行，然后在人机交互界面点击“开车”按键，点击确认，绞车运行；步骤四，绞车平稳运行后，点击“自动确认”按键，整个系统进入自动运行状态；步骤五，运行完成后，点击“切除自动”按键，自动运行状态终止，点击“停车”键，随后依次点击“装置停止”、“风机停止”按键，完成系统的停止复位。3.根据权利要求1所述的人机交互遥感控制系统，其特征在于：所述plc控制模块中设有需要控制及操作的编程梯形图和语句表，用以实现对中心电路板的控制和绞车提升系统在运行前、运行中、运行后的控制操作。4.根据权利要求1所述的人机交互遥感控制系统，其特征在于：所述中心电路板与plc控制模块之间通过rs485通信接口进行通讯连接。5.根据权利要求1所述的人机交互遥感控制系统，其特征在于：所述中心电路模块中供电电源为ups小型不间断电源，采用220v电压供电，同时变换出+12v、+24v供其他设备使用。6.根据权利要求1所述的人机交互遥感控制系统，其特征在于：所述中心电路模块利用4g dtu串口转无线数传通讯模块与移动控制终端进行远程无线连接。7.根据权利要求2所述的人机交互遥感控制系统，其特征在于：所述步骤一中停止测试包括有系统急停、急停动作、急停复位、风机停止、风机启动、装置启动、闸控复位、故障复位，并按上述顺序依次触控人机交互界面上对应的相关按键。8.根据权利要求6所述的人机交互遥感控制系统，其特征在于：所述plc控制模块内置自研脚本解释引擎，方式为串口、网络控制模式指令，支持用户自由编写脚本、参数查询、参数修改，用来控制dtu的各个通道。
9.根据权利要求1所述的人机交互遥感控制系统，其特征在于：还包括有故障报警模块，能够实时检测故障发生位置，并通过报警器进行示警，故障信号通过无线信号传输至移动控制终端。
技术总结本发明公开了一种人机交互遥感控制系统，应用于主井绞车提升系统，包括PLC控制模块、中心电路模块、视频监控模块、移动控制终端以及安装在对应运行设备上的下属控制模块。移动控制终端分别通过信号传输远程连接中心电路模块及视频监控模块，中心电路模块通过通讯连接PLC控制模块，中心电路模块通过信号传感连接多个对应的下属控制模块。本发明在使用过程中，设备的运行衔接性更为紧凑，极大的提高了设备的自动化程度，提高了自动化运行的质量和系统的运行效率；同时节约了大量的劳动力，摆脱了现场需要人工干预的情况，操作更及时，查看更方便，使得系统运行的安全性能得到飞跃性的提高，相比之前可达到无人值守的标准。相比之前可达到无人值守的标准。相比之前可达到无人值守的标准。
技术研发人员：任振华 张铁刚 王月阳 戚洪欣 张宁 王枭麟 王夫用 张振宇 刘占羽
受保护的技术使用者：临沂矿业集团菏泽煤电有限公司彭庄煤矿
技术研发日：2022.04.11
技术公布日：2022/7/5
