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近年来,随着我国科技水平的不断提高,煤矿自动化水平也取得了长足的进步,但是在煤炭综采技术装备的性能指标、自动化技术水平等方面,我国与国际先进水平仍然有着明显的差距。由于我国综采工作面设备繁多、环境复杂,而且工作人员众多,给煤炭安全生产带来了较大的威胁和压力。因此加大在煤矿综采技术装备研发方面的投入,实现煤炭综采工作面无人化,成为当前煤矿井下自动化采掘技术发展的必然要求。而采煤机作为综采工作面的主要设备,能否实现其远程控制对实现无人综采工作面有着重要的意义。本课题来自2011年太原市一流自主创新基地建设:30套/年智能化综采工作面控制系统产业化项目(2011CXJD0219),作为该项目的重要子课题,本文设计研发了一套采煤机远程控制数据通讯系统,系统包括了基于VDSL2(Very-high-bit-rate Digital Subscriber Loop2)技术的远程通讯设备、基于LIN(Local Interconnect Network)总线技术的采煤机控制键盘以及基于力控组态软件的采煤机监控软件。该系统实现了采煤机控制信息的采集、采煤机工况信息的反馈以及信息的双向远程传输,主要研究内容如下:第一,针对目前远程通讯技术的不足,本文创新性地将最新的宽带接入技术VDSL2应用到矿用自动化设备。选用国内首款VDSL2核心芯片,根据其特点研究确定了VDSL2核心芯片同前端混合电路及以太网FHY(物理层)芯片结合的设计方案,并完成了电路板原理图和PCB板的设计。第二,创新性地将LIN总线技术应用到采煤机控制键盘。根据设计需求研究采用飞思卡尔微控制器和LIN总线接口芯片结合的方案设计了基于LIN总线的数字量采集模块DI和数字量输出模块DO,包括其硬件电路的设计和软件程序的开发,并结合已成熟应用的DP-LIN转换模块,研究实现了通过LIN总线传输控制信息并转化为DP总线信号后与PLC通讯的技术方案,减少了进口数据采集设备和信号输出设备的购买,降低了生产成本。第三,根据综采工作面实时监控的要求并结合组态软件的特点,设计了基于力控组态软件的采煤机监控软件,完成了监控界面的设计和脚本程序的开发。第四,考虑到采煤机远程控制数据通讯系统将面向市场,笔者对系统进行了大量的试验和修正工作。首先测试了VDSL2远程通讯模块的带宽、抗疲劳性和抗干扰性;然后对采煤机控制键盘与PLC主机的数据交换情况进行了测试;最后搭建系统并编写PLC测试程序,测试了系统的基本功能。测试结果表明系统达到了现场应用的要求。采煤机远程控制数据通讯系统目前已经应用于四川绿水洞等多个国内煤矿,该系统的应用不仅提高了煤矿开采的自动化水平,丰富了采煤机的控制方式,更是解放了煤矿井下工作人员,实现了综采工作面无人化。该系统的日趋成熟为我国井下无人工作面开采技术达到国际先进水平奠定了良好的技术基础。