1.本發(fā)明涉及智能控制技術(shù)領(lǐng)域，具體的是一種露天礦大型輪斗挖掘機(jī)智能控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

2.輪斗挖掘機(jī)主要由輪斗機(jī)構(gòu)、輪斗臂皮帶機(jī)構(gòu)、排料臂皮帶機(jī)構(gòu)、輪斗臂液壓俯仰機(jī)構(gòu)、排料臂俯仰機(jī)構(gòu)、履帶行走機(jī)構(gòu)、輪斗臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、排料臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)、除塵機(jī)構(gòu)、電氣室、司機(jī)室、卷盤供電系統(tǒng)組成。取料工藝通過(guò)行走預(yù)置的進(jìn)尺深度，工作角度左右往復(fù)回轉(zhuǎn)，斗輪旋轉(zhuǎn)挖掘物料，再通過(guò)懸臂皮帶機(jī)等工藝運(yùn)輸?shù)较掠蜗到y(tǒng)完成取料作業(yè)。

3.在碳達(dá)峰、碳中和的“30、60”目標(biāo)要求下，煤炭行業(yè)正加快煤礦智能化建設(shè)和采礦裝備智能化的提升。輪斗挖掘機(jī)作為露天礦主要開采裝備，由于機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性、工作環(huán)境以及系統(tǒng)功能等因素，現(xiàn)有國(guó)內(nèi)輪斗挖掘機(jī)作業(yè)仍普遍采用大量的人工操作和干預(yù)，智能化程度低，人工工作強(qiáng)度大，人為因素影響多，故障檢測(cè)不及時(shí)，影響生產(chǎn)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.根據(jù)上述問(wèn)題和現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種露天礦大型輪斗挖掘機(jī)智能控制系統(tǒng)及方法。

5.為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下解決方案: 一種露天礦大型輪斗挖掘機(jī)智能控制系統(tǒng)，其特征在于：包括控制器和分別與控制器通訊連接的總控制單元和監(jiān)控單元；所述總控制單元包括主plc系統(tǒng)（p100），還包括：與主plc系統(tǒng)（p100）通過(guò)4g網(wǎng)絡(luò)連接的移動(dòng)通信模塊（p701）；與主plc系統(tǒng)（p100）通過(guò)ethernet連接的光纖通訊模塊（p800）；所述光纖通訊模塊（p800）還與觸摸屏顯示單元（p501）、工控機(jī)控制單元（p502）、操控單元（p503）以及無(wú)線通信模塊（p700）；與主plc系統(tǒng)（p100）通過(guò)profibus

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dp連接的分布式io單元、調(diào)速控制單元、精確定位單元和網(wǎng)關(guān)，所述分布式io單元包括并聯(lián)設(shè)置的輪斗分布式plc單元（p101）、懸臂皮帶驅(qū)動(dòng)分布式plc單元（p102）、履帶行走驅(qū)動(dòng)分布式plc單元（p103）、回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)分布式plc單元（p104）、輔助機(jī)構(gòu)分布式plc單元（p105）、液壓俯仰分控制單元（p106）、潤(rùn)滑分控制單元（p107）；所述調(diào)速控制單元包括并聯(lián)設(shè)置的輪斗總線變頻器單元（p201）；輪斗臂皮帶總線變頻器單元（p202、p203）；卸料臂皮帶總線變頻器單元（p204、p205）；履帶總線變頻器單元（p206、p207）、上部回轉(zhuǎn)總線變頻器單元（p208）、排料臂回轉(zhuǎn)總線變頻器單元（p209）；所述精確定位單元包括并聯(lián)設(shè)置的斗輪臂旋轉(zhuǎn)編碼器（p301）、排料臂旋轉(zhuǎn)編碼器（p302）、斗輪臂俯仰編碼器（p303）、卸料臂俯仰編碼器（p304）；所述網(wǎng)關(guān)通過(guò)modbusrtu連接有智能通訊電能檢測(cè)單元（p401）；驅(qū)動(dòng)壓力檢測(cè)單

元（p402）；驅(qū)動(dòng)溫度振動(dòng)檢測(cè)單元（p403）；電流檢測(cè)單元（p404）；所述監(jiān)控單元包括網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)以及與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)信號(hào)連接的斗輪前端攝像頭(hc1)、斗輪臂攝像頭(hc2)、卸料臂攝像頭(hc3)、回轉(zhuǎn)攝像頭(hc4)、俯仰攝像頭(hc5)、下料口攝像頭(hc6)、電氣室攝像頭(hc7)、司機(jī)室攝像頭(hc8)；網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上設(shè)置有與無(wú)線網(wǎng)橋和光纖收發(fā)器相配合的接口；網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)還與帶有視頻監(jiān)視器的視頻監(jiān)控系統(tǒng)相連接。

6.一種露天礦大型輪斗挖掘機(jī)智能控制方法，其特征在于：包括如下步驟：步驟1：控制方式選擇為自動(dòng)控制模式；設(shè)定工作參數(shù)；步驟2：系統(tǒng)排查，清除系統(tǒng)真實(shí)故障；步驟3：判斷真實(shí)故障是否已清除，解鎖程序軟保持故障，如果軟故障解鎖，真實(shí)故障已清除，執(zhí)行步驟4；軟故障未解鎖，真實(shí)故障未清除，繼續(xù)執(zhí)行步驟2；步驟4：判斷自動(dòng)備妥條件是否已經(jīng)具備；如果具備，系統(tǒng)可以運(yùn)行，執(zhí)行步驟5；否則，執(zhí)行步驟1

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4；步驟5：向主控室發(fā)出具備運(yùn)行條件申請(qǐng)；步驟6：判斷是否接收下游串接設(shè)備運(yùn)行聯(lián)鎖信號(hào)；接收到，執(zhí)行步驟7；未接收到執(zhí)行步驟5；步驟7：一鍵自動(dòng)啟動(dòng)，系統(tǒng)開始進(jìn)行第一層自動(dòng)取料；步驟8：?jiǎn)?dòng)行走，自動(dòng)尋址工作面；到達(dá)工作面后停止行走；步驟9：?jiǎn)?dòng)機(jī)聲光報(bào)警，程序預(yù)置10秒；然后運(yùn)行自動(dòng)輪斗挖掘機(jī)；步驟10：聲光報(bào)警10秒結(jié)束后，啟動(dòng)排料臂皮帶機(jī)運(yùn)行。啟動(dòng)故障聯(lián)鎖保護(hù)，未觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟11；觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟23；步驟11：排料臂皮帶機(jī)運(yùn)行，程序預(yù)置運(yùn)行10秒后，啟動(dòng)輪斗臂皮帶機(jī)運(yùn)行。啟動(dòng)故障聯(lián)鎖保護(hù)，未觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟12；觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟23；步驟12：斗輪臂皮帶機(jī)運(yùn)行10秒后，啟動(dòng)輪斗運(yùn)行。啟動(dòng)故障聯(lián)鎖保護(hù)，未觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟13；觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟23；步驟13：斗輪運(yùn)行10秒后，啟動(dòng)斗輪臂回轉(zhuǎn)，此處程序具有判斷和記憶功能；首先判斷設(shè)備是否為首次運(yùn)行，如果首次運(yùn)行，回轉(zhuǎn)啟動(dòng)按程序預(yù)置方向自動(dòng)回轉(zhuǎn)；如果不是首次運(yùn)行，程序會(huì)記憶上次停止前回轉(zhuǎn)切削方向，回轉(zhuǎn)啟動(dòng)按記憶方向運(yùn)轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)至預(yù)置的工作邊界角度，停止回轉(zhuǎn)；此處回轉(zhuǎn)還具備調(diào)速功能，回轉(zhuǎn)速度會(huì)根據(jù)角度的不同，按預(yù)置算法有規(guī)律的變速，以保證取料量的相對(duì)恒定；同時(shí)，啟動(dòng)故障聯(lián)鎖保護(hù)，未觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟14；觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟23；步驟14：停止回轉(zhuǎn)8秒后，行走前行，至預(yù)置的進(jìn)尺切削深度后停止行走；同時(shí)，啟動(dòng)故障聯(lián)鎖保護(hù)，未觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟15；觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟23；步驟15：當(dāng)行走前行停止10秒后，啟動(dòng)回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)方向?yàn)槌跏蓟剞D(zhuǎn)方向的反方向，回轉(zhuǎn)至預(yù)置回轉(zhuǎn)邊界；故障聯(lián)鎖保護(hù)判斷，未觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟16；觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟23；步驟16：反向回轉(zhuǎn)至預(yù)置工作邊界后。判斷是否到達(dá)預(yù)置第一層工作距離；到達(dá)，執(zhí)行步驟17；未到達(dá)執(zhí)行，執(zhí)行步驟18；步驟17：循環(huán)往復(fù)運(yùn)行回轉(zhuǎn)和行走，即執(zhí)行步驟13

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16，直至達(dá)到預(yù)置第一層工作

距離，執(zhí)行步驟18；步驟18：當(dāng)前行至預(yù)置第一層行走距離完成，判斷第一階段的第一層物料取完，停止行走和回轉(zhuǎn)；啟動(dòng)行走后行，至初始位置；停止行走；步驟19：當(dāng)后行停止8秒后，啟動(dòng)輪斗臂下降，下降至預(yù)置的輪斗第二層高度；停止下降；同時(shí)，啟動(dòng)故障聯(lián)鎖保護(hù)，未觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟20；觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟23；步驟20：當(dāng)輪斗臂下降停止8秒后，第二層自動(dòng)運(yùn)行。第二層運(yùn)行順序步驟與第一層步驟一致，除預(yù)置參數(shù)有所變化。判斷第二層是否到位取完；未取完執(zhí)行8

?

16，循環(huán)往復(fù)運(yùn)行。如果取完，執(zhí)行步驟21；步驟21：當(dāng)?shù)诙尤×贤瓿?，停止行走和回轉(zhuǎn)；啟動(dòng)行走后行至初始位置，停止行走。啟動(dòng)輪斗下降至第三層預(yù)置高度，停止下降。進(jìn)行第三層取料，判斷第三層是否到位取完；未取完執(zhí)行8

?

16，循環(huán)往復(fù)運(yùn)行。如果取完，執(zhí)行步驟22；步驟22：重復(fù)上述操作，直至取完所有層數(shù)，設(shè)備發(fā)出料取完指令，自動(dòng)停機(jī)；或中途人為發(fā)出自動(dòng)停機(jī)指令，設(shè)備自動(dòng)停機(jī)；自動(dòng)停機(jī)順序?yàn)?，停止行?br />
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停止回轉(zhuǎn)

?

停止輪斗

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停止斗輪臂皮帶

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停止排料臂皮帶；步驟23：故障停機(jī)，當(dāng)系統(tǒng)控制器接收到一級(jí)停機(jī)故障反饋，自動(dòng)故障緊急停機(jī)；所有機(jī)構(gòu)立刻斷電停機(jī)，程序中止。

7.進(jìn)一步的：所述啟動(dòng)的故障聯(lián)鎖保護(hù)，包括預(yù)警保護(hù)和報(bào)警保護(hù)兩道閥值保護(hù)功能，當(dāng)達(dá)到預(yù)警保護(hù)閥值時(shí)，僅報(bào)警不停機(jī)，當(dāng)達(dá)到故障保護(hù)閥值時(shí)，執(zhí)行步驟23，自動(dòng)緊急停機(jī)。

8.本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明是一種露天礦大型輪斗挖掘機(jī)智能化控制系統(tǒng)及方法。實(shí)現(xiàn)輪斗系統(tǒng)位姿的智能檢測(cè)和感知；輪斗系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)協(xié)同自動(dòng)化控制；輪斗系統(tǒng)工作環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障預(yù)警；輪斗系統(tǒng)故障和運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)設(shè)置的人機(jī)交互可視化顯示；從而達(dá)到降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度和減員增效目的。

附圖說(shuō)明

9.圖1為本發(fā)明的輪斗裝備結(jié)構(gòu)總示意圖圖；圖2為本發(fā)明的供電和控制結(jié)構(gòu)示意圖圖；圖3為本發(fā)明的總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；圖4為本發(fā)明的視頻監(jiān)控示意圖；圖5為本發(fā)明的自動(dòng)控制工藝流程示意圖。

10.圖中序號(hào)說(shuō)明如下：10輪斗機(jī)構(gòu)；11輪斗臂皮帶機(jī)構(gòu)；12排料臂皮帶機(jī)構(gòu)；13輪斗臂液壓俯仰機(jī)構(gòu)；14排料臂俯仰機(jī)構(gòu)；15履帶行走機(jī)構(gòu)；16輪斗臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；17排料臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；18潤(rùn)滑系統(tǒng)；19除塵系統(tǒng)；20低壓電氣室；21司機(jī)室；22高壓電氣室；23卷盤供電系統(tǒng)組成；1000供電滑環(huán)箱單元；1001進(jìn)線中壓柜單元；1002中壓變壓器單元；1003低壓進(jìn)線柜單元；1004輪斗mcc柜單元；1005皮帶mcc柜單元；1006回轉(zhuǎn)mcc柜單元；1007行走mcc柜單元；1008俯仰mcc柜；1009輔助系統(tǒng)柜單元；1010plc控制柜；1011操作控制臺(tái)，1012工控機(jī)和顯示器；1013監(jiān)控系統(tǒng)；1020屏外檢測(cè)保護(hù)元件；l1為profibus

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dp；l2為modbusrtu；l3為ethernet；p100主plc系統(tǒng)；p501觸摸屏顯示單元；p502工控機(jī)控制單元；p101輪斗分布式plc單元；p201輪斗總線變頻器單元；p102懸臂皮帶驅(qū)動(dòng)分布式plc單元；p202p203輪斗臂皮

帶總線變頻器單元；p204p205卸料臂皮帶總線變頻器單元；p103履帶行走驅(qū)動(dòng)分布式plc單元；p206履帶總線變頻器單元；p207；p104回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)分布式plc單元；p208上部回轉(zhuǎn)總線變頻器單元；p209排料臂回轉(zhuǎn)總線變頻器單元；p105輔助機(jī)構(gòu)分布式plc單元；p106液壓俯仰分控制單元；p107潤(rùn)滑分控制單元；p401智能通訊電能檢測(cè)單元；p402驅(qū)動(dòng)壓力檢測(cè)單元；p403驅(qū)動(dòng)溫度振動(dòng)檢測(cè)單元；p404電流檢測(cè)單元；p301斗輪臂旋轉(zhuǎn)編碼器；p302排料臂旋轉(zhuǎn)編碼器；p303斗輪臂俯仰編碼器；p304卸料臂俯仰編碼器；（p700、wb）無(wú)線通信模塊；p701移動(dòng)通信模塊；（p800、of）光纖通訊模塊。d視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)單元；se網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)；hc數(shù)字高清攝像頭；mt視頻監(jiān)視器；wb無(wú)線網(wǎng)橋；of光纖收發(fā)器；hc1數(shù)字高清攝像頭包括斗輪前端攝像頭；hc2斗輪臂攝像頭；hc3卸料臂攝像頭；hc4回轉(zhuǎn)攝像頭；hc5俯仰攝像頭；hc6下料口攝像頭；hc7電氣室攝像頭；hc8司機(jī)室攝像頭。

具體實(shí)施方式

11.下面結(jié)合附圖1～圖5和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。此處所描述的實(shí)施例僅對(duì)本發(fā)明的解釋，而非對(duì)本發(fā)明的限制。

12.一種露天礦大型輪斗挖掘機(jī)智能控制系統(tǒng)，其包括控制器和分別與控制器通訊連接的總控制單元和監(jiān)控單元；所述總控制單元包括主plc系統(tǒng)p100，還包括：與主plc系統(tǒng)p100通過(guò)4g網(wǎng)絡(luò)連接的移動(dòng)通信模塊p701；與主plc系統(tǒng)p100通過(guò)ethernet連接的光纖通訊模塊p800；所述光纖通訊模塊p800還與觸摸屏顯示單元p501、工控機(jī)控制單元p502、操控單元p503以及無(wú)線通信模塊p700；與主plc系統(tǒng)p100通過(guò)profibus

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dp連接的分布式io單元、調(diào)速控制單元、精確定位單元和網(wǎng)關(guān)，所述分布式io單元包括并聯(lián)設(shè)置的輪斗分布式plc單元p101、懸臂皮帶驅(qū)動(dòng)分布式plc單元p102、履帶行走驅(qū)動(dòng)分布式plc單元p103、回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)分布式plc單元p104、輔助機(jī)構(gòu)分布式plc單元p105、液壓俯仰分控制單元p106、潤(rùn)滑分控制單元p107；所述調(diào)速控制單元包括并聯(lián)設(shè)置的輪斗總線變頻器單元p201；輪斗臂皮帶總線變頻器單元p202、p203；卸料臂皮帶總線變頻器單元p204、p205；履帶總線變頻器單元p206、p207、上部回轉(zhuǎn)總線變頻器單元p208、排料臂回轉(zhuǎn)總線變頻器單元p209；所述精確定位單元包括并聯(lián)設(shè)置的斗輪臂旋轉(zhuǎn)編碼器p301、排料臂旋轉(zhuǎn)編碼器p302、斗輪臂俯仰編碼器p303、卸料臂俯仰編碼器p304；所述網(wǎng)關(guān)通過(guò)modbusrtu連接有智能通訊電能檢測(cè)單元p401；驅(qū)動(dòng)壓力檢測(cè)單元p402；驅(qū)動(dòng)溫度振動(dòng)檢測(cè)單元p403；電流檢測(cè)單元p404；所述監(jiān)控單元包括網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)以及與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)信號(hào)連接的斗輪前端攝像頭(hc1)、斗輪臂攝像頭(hc2)、卸料臂攝像頭(hc3)、回轉(zhuǎn)攝像頭(hc4)、俯仰攝像頭(hc5)、下料口攝像頭(hc6)、電氣室攝像頭(hc7)、司機(jī)室攝像頭(hc8)；網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上設(shè)置有與無(wú)線網(wǎng)橋和光纖收發(fā)器相配合的接口；網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)還與帶有視頻監(jiān)視器的視頻監(jiān)控系統(tǒng)相連接。

13.本發(fā)明還公開了一種露天礦大型輪斗挖掘機(jī)智能控制方法，其包括如下步驟：

步驟1：控制方式選擇為自動(dòng)控制模式；設(shè)定工作參數(shù)；步驟2：系統(tǒng)排查，清除系統(tǒng)真實(shí)故障；步驟3：判斷真實(shí)故障是否已清除，解鎖程序軟保持故障，如果軟故障解鎖，真實(shí)故障已清除，執(zhí)行步驟4；軟故障未解鎖，真實(shí)故障未清除，繼續(xù)執(zhí)行步驟2；步驟4：判斷自動(dòng)備妥條件是否已經(jīng)具備；如果具備，系統(tǒng)可以運(yùn)行，執(zhí)行步驟5；否則，執(zhí)行步驟1

?

4；步驟5：向主控室發(fā)出具備運(yùn)行條件申請(qǐng)；步驟6：判斷是否接收下游串接設(shè)備運(yùn)行聯(lián)鎖信號(hào)；接收到，執(zhí)行步驟7；未接收到執(zhí)行步驟5；步驟7：一鍵自動(dòng)啟動(dòng)，系統(tǒng)開始進(jìn)行第一層自動(dòng)取料；步驟8：?jiǎn)?dòng)行走，自動(dòng)尋址工作面；到達(dá)工作面后停止行走；步驟9：?jiǎn)?dòng)機(jī)聲光報(bào)警，程序預(yù)置10秒；然后運(yùn)行自動(dòng)輪斗挖掘機(jī)；步驟10：聲光報(bào)警10秒結(jié)束后，啟動(dòng)排料臂皮帶機(jī)運(yùn)行。啟動(dòng)故障聯(lián)鎖保護(hù)，未觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟11；觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟23；步驟11：排料臂皮帶機(jī)運(yùn)行，程序預(yù)置運(yùn)行10秒后，啟動(dòng)輪斗臂皮帶機(jī)運(yùn)行。啟動(dòng)故障聯(lián)鎖保護(hù)，未觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟12；觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟23；步驟12：斗輪臂皮帶機(jī)運(yùn)行10秒后，啟動(dòng)輪斗運(yùn)行。啟動(dòng)故障聯(lián)鎖保護(hù)，未觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟13；觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟23；步驟13：斗輪運(yùn)行10秒后，啟動(dòng)斗輪臂回轉(zhuǎn)，此處程序具有判斷和記憶功能；首先判斷設(shè)備是否為首次運(yùn)行，如果首次運(yùn)行，回轉(zhuǎn)啟動(dòng)按程序預(yù)置方向自動(dòng)回轉(zhuǎn)；如果不是首次運(yùn)行，程序會(huì)記憶上次停止前回轉(zhuǎn)切削方向，回轉(zhuǎn)啟動(dòng)按記憶方向運(yùn)轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)至預(yù)置的工作邊界角度，停止回轉(zhuǎn)；此處回轉(zhuǎn)還具備調(diào)速功能，回轉(zhuǎn)速度會(huì)根據(jù)角度的不同，按預(yù)置算法有規(guī)律的變速，以保證取料量的相對(duì)恒定；同時(shí)，啟動(dòng)故障聯(lián)鎖保護(hù)，未觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟14；觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟23；步驟14：停止回轉(zhuǎn)8秒后，行走前行，至預(yù)置的進(jìn)尺切削深度后停止行走；同時(shí)，啟動(dòng)故障聯(lián)鎖保護(hù)，未觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟15；觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟23；步驟15：當(dāng)行走前行停止10秒后，啟動(dòng)回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)方向?yàn)槌跏蓟剞D(zhuǎn)方向的反方向，回轉(zhuǎn)至預(yù)置回轉(zhuǎn)邊界；故障聯(lián)鎖保護(hù)判斷，未觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟16；觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟23；步驟16：反向回轉(zhuǎn)至預(yù)置工作邊界后。判斷是否到達(dá)預(yù)置第一層工作距離；到達(dá)，執(zhí)行步驟17；未到達(dá)執(zhí)行，執(zhí)行步驟18；步驟17：循環(huán)往復(fù)運(yùn)行回轉(zhuǎn)和行走，即執(zhí)行步驟13

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16，直至達(dá)到預(yù)置第一層工作距離，執(zhí)行步驟18；步驟18：當(dāng)前行至預(yù)置第一層行走距離完成，判斷第一階段的第一層物料取完，停止行走和回轉(zhuǎn)；啟動(dòng)行走后行，至初始位置；停止行走；步驟19：當(dāng)后行停止8秒后，啟動(dòng)輪斗臂下降，下降至預(yù)置的輪斗第二層高度；停止下降；同時(shí)，啟動(dòng)故障聯(lián)鎖保護(hù)，未觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟20；觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟23步驟20：當(dāng)輪斗臂下降停止8秒后，第二層自動(dòng)運(yùn)行。第二層運(yùn)行順序步驟與第一層步驟一致，除預(yù)置參數(shù)有所變化。判斷第二層是否到位取完；未取完執(zhí)行8

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16，循環(huán)往復(fù)

運(yùn)行。如果取完，執(zhí)行步驟21；步驟21：當(dāng)?shù)诙尤×贤瓿?，停止行走和回轉(zhuǎn)；啟動(dòng)行走后行至初始位置，停止行走。啟動(dòng)輪斗下降至第三層預(yù)置高度，停止下降。進(jìn)行第三層取料，判斷第三層是否到位取完；未取完執(zhí)行8

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16，循環(huán)往復(fù)運(yùn)行。如果取完，執(zhí)行步驟22；步驟22：重復(fù)上述操作，直至取完所有層數(shù)，設(shè)備發(fā)出料取完指令，自動(dòng)停機(jī)；或中途人為發(fā)出自動(dòng)停機(jī)指令，設(shè)備自動(dòng)停機(jī)；自動(dòng)停機(jī)順序?yàn)椋Ｖ剐凶?br />
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停止回轉(zhuǎn)

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停止輪斗

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停止斗輪臂皮帶

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停止排料臂皮帶；步驟23：故障停機(jī)，當(dāng)系統(tǒng)控制器接收到一級(jí)停機(jī)故障反饋，自動(dòng)故障緊急停機(jī)；所有機(jī)構(gòu)立刻斷電停機(jī)，程序中止。

14.優(yōu)選的：所述啟動(dòng)的故障聯(lián)鎖保護(hù)，包括預(yù)警保護(hù)和報(bào)警保護(hù)兩道閥值保護(hù)功能，當(dāng)達(dá)到預(yù)警保護(hù)閥值時(shí)，僅報(bào)警不停機(jī)，當(dāng)達(dá)到故障保護(hù)閥值時(shí)，執(zhí)行步驟23，自動(dòng)緊急停機(jī)。

15.所述手動(dòng)控制是指操作臺(tái)上的按鈕開關(guān)人工單動(dòng)控制輪斗挖掘機(jī)，是在自動(dòng)操作無(wú)法運(yùn)行應(yīng)急操作方式和遠(yuǎn)距離移設(shè)時(shí)應(yīng)用的操作方式。手動(dòng)控制方式，操作靈活，在操作臺(tái)和操作畫面上可靈活控制各機(jī)構(gòu)的運(yùn)行。

16.所述的機(jī)旁維修控制是指在機(jī)旁維修按鈕站就地控制輪斗挖掘機(jī)對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)運(yùn)行，為檢修時(shí)的操作方式，控制裝置安放在現(xiàn)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)旁，便于維修控制設(shè)備啟停。

17.所述的遙控控制是指通過(guò)遙控器現(xiàn)場(chǎng)控制輪斗挖掘機(jī)，該操作方式優(yōu)點(diǎn)在于操作人員可以在巡檢設(shè)備和移設(shè)時(shí)，靈活走動(dòng)控制和觀察設(shè)備運(yùn)行。

18.下面對(duì)本發(fā)明的方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

19.本發(fā)明公開了一種露天礦大型輪斗挖掘機(jī)智能控制系統(tǒng)，以分布式可編程邏輯控制器為基礎(chǔ)，應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線連接分散的檢測(cè)和控制單元，實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化的信息交換和共享、精確位姿定位、變頻遠(yuǎn)程調(diào)速、設(shè)備健康狀態(tài)實(shí)時(shí)感知、人機(jī)可視化交互的自動(dòng)控制系統(tǒng)，控制斗輪挖掘機(jī)智能運(yùn)行。

20.所述的輪斗挖掘機(jī)主要由輪斗機(jī)構(gòu)10、輪斗臂皮帶機(jī)構(gòu)11、排料臂皮帶機(jī)構(gòu)12、輪斗臂液壓俯仰機(jī)構(gòu)13、排料臂俯仰機(jī)構(gòu)14、履帶行走機(jī)構(gòu)15、輪斗臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)16、排料臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)17、潤(rùn)滑系統(tǒng)18、除塵系統(tǒng)19、低壓電氣室20、司機(jī)室21、高壓電氣室22，卷盤供電系統(tǒng)組成23，屏外保護(hù)元件1020組成。取料工藝通過(guò)行走預(yù)置的進(jìn)尺深度，在工作角度左右往復(fù)回轉(zhuǎn)，斗輪旋轉(zhuǎn)挖掘物料，再通過(guò)懸臂皮帶機(jī)等工藝運(yùn)輸?shù)较掠蜗到y(tǒng)完成取料作業(yè)。

21.所述的供電系統(tǒng)包括供電滑環(huán)箱單元1000，進(jìn)線中壓柜單元1001、中壓變壓器單元1002、低壓進(jìn)線柜單元1003、輪斗mcc柜單元1004、皮帶mcc柜單元1005、回轉(zhuǎn)mcc柜單元1006、行走mcc柜單元1007、俯仰mcc柜1008和輔助系統(tǒng)柜單元1009，plc控制柜1010，操作控制臺(tái)1011，工控機(jī)和顯示器1012，監(jiān)控系統(tǒng)1013，屏外檢測(cè)保護(hù)元件1020，以及集控上位機(jī)系統(tǒng)柜以及柜內(nèi)供電斷路器、接觸器等元件。所述的電滑環(huán)箱單,1000布置在現(xiàn)場(chǎng)上機(jī)電纜卷盤23旁，上機(jī)電壓中壓為10kv，50hz；中壓電纜選用三芯交聯(lián)聚乙烯絕緣鎧裝電力電纜yjv22

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6/10kv。所述的中壓進(jìn)線柜1001布置在機(jī)上高壓電氣室22內(nèi)，柜內(nèi)包含斷路器單元、計(jì)量單元、微機(jī)單元、避雷器單元、直流屏單元。所述的中壓變壓器單元1002安裝在現(xiàn)場(chǎng)回轉(zhuǎn)平臺(tái)內(nèi)，中壓變壓器選擇scb系列樹脂澆注干式變壓器scb13系列。所述的低壓進(jìn)線柜單元，布置在低壓電氣室20內(nèi)，柜內(nèi)包括進(jìn)線斷路器及儀表等元件，用于給低壓回路供斷電和

保護(hù)。所述的輪斗mcc柜單元1004，皮帶mcc柜單元1005，回轉(zhuǎn)mcc柜單元1006，行走mcc柜單元1007布置在低壓電氣室20內(nèi)，柜內(nèi)包括變頻器和供電和控制等元件，用于給輪斗挖掘機(jī)各機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)提供動(dòng)力和運(yùn)行控制。所述俯仰mcc柜1008，為液壓俯仰提供動(dòng)力和控制，布置在回轉(zhuǎn)箱梁內(nèi)。輔助系統(tǒng)柜單元1009布置在驅(qū)動(dòng)附近，主要包括潤(rùn)滑、除塵等輔助系統(tǒng)控制柜。所述的plc柜1010包括布置在司機(jī)室的主plc柜單元p100和布置在低壓電氣室各機(jī)構(gòu)分站plc柜單元p101

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p107。所述的操作控制臺(tái)1011布置在司機(jī)室，包括操作按鈕盒指示燈，以及布置工控機(jī)和顯示器1012,。所述的工控機(jī)和顯示器1012，用于便于操作設(shè)備運(yùn)行，可視化顯示設(shè)備狀態(tài)和故障信息，人機(jī)交互參數(shù)設(shè)置等功能。所述的視頻監(jiān)控系統(tǒng)1013，在輪斗挖掘機(jī)主要部位布置熱成像攝像頭和視頻攝像頭，監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)情況。所述的屏外檢測(cè)保護(hù)元件1020，包括極限、料位、高度、角度、距離、皮帶五項(xiàng)、振動(dòng)、溫度、風(fēng)速、液位、壓力等保護(hù)檢測(cè)，保護(hù)檢測(cè)元件滿足室外防護(hù)等級(jí)。

22.所述的控制系統(tǒng)包括主系統(tǒng)和各機(jī)構(gòu)分站控制系統(tǒng)、智能電能檢測(cè)單元，智能電機(jī)健康監(jiān)測(cè)單元、精確編碼器定位單元總線連接分散式管理集中控制的系統(tǒng)，以及遠(yuǎn)控預(yù)留接口；所述的現(xiàn)場(chǎng)總線為profibus

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dp,modbus rtu ,ethernet總線；l1為profibus

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dp,l2為modbusrtu，l3為ethernet，l4為4g 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通訊。所述主系統(tǒng)安裝在司機(jī)室21控制柜內(nèi)。所述的主系統(tǒng)包括主plc系統(tǒng)p100，由電源模塊、cpu模塊、di/do模塊、ai/ao模塊、擴(kuò)展io模塊組成，觸摸屏顯示單元p501，工控機(jī)控制單元p502，以及操作臺(tái)單元p503。所述各機(jī)構(gòu)分站控制系統(tǒng)包括輪斗分站控制系統(tǒng)，包括驅(qū)動(dòng)分布式plc單元p101，輪斗總線變頻器單元p201，所述的輪斗分站控制系統(tǒng)安裝在下部電氣室輪斗20控制柜內(nèi)。所述懸臂皮帶分站控制系統(tǒng)，包括驅(qū)動(dòng)分布式plc單元p102，輪斗臂皮帶總線變頻器單元p202、p203，卸料臂皮帶總線變頻器單元p204、p205，所述懸臂皮帶控制系統(tǒng)分別安裝在下部電氣室20輪斗臂皮帶和排料臂皮帶控制柜內(nèi)。所述的履帶行走分站控制系統(tǒng)，包括履帶行走驅(qū)動(dòng)分布式plc單元p103，履帶總線變頻器單元p206、p207，所述的履帶行走分站系統(tǒng)布置在下部電氣室20履帶行走控制柜內(nèi)。所述的回轉(zhuǎn)分站控制系統(tǒng)，包括回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)分布式plc單元p104，上部回轉(zhuǎn)總線變頻器單元p208，排料臂回轉(zhuǎn)總線變頻器單元p209，所述的排料臂回轉(zhuǎn)分站控制系統(tǒng)分別布置在下部電氣室20排料臂回轉(zhuǎn)和受料臂電控柜。輔助機(jī)構(gòu)分布式plc單元p105，液壓俯仰分控制單元p106、潤(rùn)滑分控制單元p107所述的輔助液壓潤(rùn)滑分站控制單元布置在現(xiàn)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)旁，并與主系統(tǒng)總線通知。所述智能檢測(cè)系統(tǒng)包括智能通訊電能檢測(cè)單元p401、驅(qū)動(dòng)壓力檢測(cè)單元p402、驅(qū)動(dòng)溫度振動(dòng)檢測(cè)單元p403、電流檢測(cè)單元p404，掃描檢測(cè)單元、激光雷達(dá)超聲波測(cè)距檢測(cè)單元；所述的智能檢測(cè)單元采用modbus rtu總線，在通過(guò)p600網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換成profibus

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dp總線與主plc系統(tǒng)通訊。所述智能精確定位單元包括斗輪臂旋轉(zhuǎn)編碼器p301，排料臂旋轉(zhuǎn)編碼器p302，斗輪臂俯仰編碼器p303，卸料臂俯仰編碼器p304，履帶編碼器，以及衛(wèi)星定位單元，通過(guò)總線全數(shù)字流通訊，實(shí)時(shí)的將檢測(cè)數(shù)據(jù)反饋給plc控制器系統(tǒng)采集分類、分析運(yùn)算，決策執(zhí)行。所述遠(yuǎn)控預(yù)留接口包括無(wú)線通信模塊p700、wb、移動(dòng)通信模塊p701、光纖通訊模塊p800、of，通道冗余傳輸介質(zhì)，保證控制信號(hào)的穩(wěn)定。所述基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信為遠(yuǎn)程服務(wù)在線診斷預(yù)留接口。

23.所述視頻監(jiān)系統(tǒng)1013完成斗輪挖掘機(jī)各主要位置進(jìn)行監(jiān)控，并在司機(jī)室圖像顯示；與遠(yuǎn)程集控畫面?zhèn)鬏旑A(yù)留接口；所述視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)單元d、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)se、數(shù)字高清攝像頭hc、視頻監(jiān)視器mt、無(wú)線網(wǎng)橋wb和光纖收發(fā)器of；所述數(shù)字高清攝

像頭包括斗輪前端攝像頭hc1、斗輪臂攝像頭hc2、卸料臂攝像頭hc3、回轉(zhuǎn)攝像頭hc4、俯仰攝像頭hc5、下料口攝像頭hc6、電氣室攝像頭hc7、司機(jī)室攝像頭hc8；攝像頭為高清雨刷式槍機(jī)網(wǎng)絡(luò)攝像頭；所述視頻監(jiān)視器安放于司機(jī)室，用于現(xiàn)場(chǎng)顯示；所述無(wú)線網(wǎng)橋和光纖通訊冗余互備傳輸，與遠(yuǎn)程集控預(yù)留接口。

24.本發(fā)明在實(shí)施過(guò)程中，其方案還包括輪斗挖掘機(jī)供電系統(tǒng)、屏外保護(hù)元件系統(tǒng)1020、智能干霧抑塵系統(tǒng)、智能集中潤(rùn)滑系統(tǒng)；所述的輪斗挖掘機(jī)供電系統(tǒng)包括中壓變壓器系統(tǒng)、中壓進(jìn)線和饋線系統(tǒng)、低壓變壓器系統(tǒng)，低壓進(jìn)線供電系統(tǒng)、控制變壓器單元、直流電電源單元、各機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)mcc柜單元、不間斷電源系統(tǒng)；所述的智能干霧除塵系統(tǒng)自成系統(tǒng)，并與輪斗主系統(tǒng)預(yù)留無(wú)源干接點(diǎn)信號(hào)通訊接口；所述的智能干霧抑塵系統(tǒng)有獨(dú)立的控制系統(tǒng)和硬件組成；所述智能干霧抑塵系統(tǒng)控制系統(tǒng)集合了動(dòng)力回路、控制器、保護(hù)電路、繼電器及其他元件，分為自動(dòng)和手動(dòng)控制方式，分為遠(yuǎn)程和就地模式；所述的干霧抑塵系統(tǒng)接口信號(hào)包括啟?？刂菩盘?hào)、故障信號(hào)、報(bào)警信號(hào)；所述干霧抑塵系統(tǒng)硬件組成包括干霧抑塵機(jī)、空壓機(jī)、儲(chǔ)存罐、噴霧器等裝置；所述智能干霧抑塵系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化抑塵，產(chǎn)生的微米級(jí)水霧，能夠有效抑塵；所述的智能集中潤(rùn)滑系統(tǒng)自成系統(tǒng)，并與輪斗主系統(tǒng)預(yù)留無(wú)源干接點(diǎn)信號(hào)通訊接口；所述智能集中潤(rùn)滑系統(tǒng)接口信號(hào)包括啟停控制信號(hào)、綜合故障信號(hào)、超壓過(guò)載信號(hào)、油位低報(bào)警信號(hào)；所述的智能干集中潤(rùn)滑系統(tǒng)有獨(dú)立的控制系統(tǒng)和硬件組成；所述智能集中潤(rùn)滑系統(tǒng)控制系統(tǒng)集合了動(dòng)力回路、控制器、保護(hù)電路、繼電器及其他元件，分為自動(dòng)和手動(dòng)控制方式，分為遠(yuǎn)程和就地模式；所述集中潤(rùn)滑系統(tǒng)硬件組成包括油泵、分配器、儲(chǔ)存罐、管路等裝置；所述智能集中系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加油；所述的液壓俯仰系統(tǒng)包括斗輪臂俯仰和排料臂俯仰系統(tǒng)；所述液壓俯仰系統(tǒng)自成系統(tǒng)，并與輪斗主系統(tǒng)預(yù)留無(wú)源干接點(diǎn)信號(hào)通訊接口；所述智能集中潤(rùn)滑系統(tǒng)接口信號(hào)包括上升信號(hào)、下降信號(hào)控制信號(hào)、還包括綜合故障信號(hào)、超壓過(guò)載信號(hào)、報(bào)警信號(hào)、油位低信號(hào)、溫度過(guò)高信號(hào)、溫度過(guò)低信號(hào)；所述的智能液壓俯仰系統(tǒng)有獨(dú)立的控制系統(tǒng)和硬件組成；所述智能液壓俯仰系統(tǒng)控制系統(tǒng)集合了動(dòng)力回路、控制器、保護(hù)電路、繼電器及其他元件，分為自動(dòng)和手動(dòng)控制方式，分為遠(yuǎn)程和就地模式；所述液壓俯仰系統(tǒng)硬件組成包括油泵、油箱、分配器、各種閥塊、溫度壓力檢測(cè)等裝置；所述智能液壓俯仰系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化遠(yuǎn)程控制；所述的屏外保護(hù)檢測(cè)系統(tǒng)包括輪斗過(guò)力矩保護(hù)裝置、皮帶保護(hù)檢測(cè)裝置、回轉(zhuǎn)保護(hù)檢測(cè)裝置、行走保護(hù)檢測(cè)裝置、落料口防堵料裝置，斗輪臂防撞裝置；所述皮帶保護(hù)檢測(cè)裝置包括打滑、料流、跑偏、拉繩等保護(hù)裝置；所述回轉(zhuǎn)保護(hù)檢測(cè)裝置包括里零位保護(hù)、極限保護(hù)、工作限位保護(hù)，還包括智能回轉(zhuǎn)編碼器角度檢測(cè)；所述行走保護(hù)檢測(cè)裝置包括行走防跑偏裝置和閉環(huán)編碼器；所述俯仰保護(hù)檢測(cè)裝置包括上下極限、上下工作限位、還包括俯仰角度編碼器裝置；所述堵料裝置采用重錘式接觸式堵料裝置，安裝于下料口，預(yù)防堵料過(guò)多。

25.本發(fā)明所述的控制方法，按模式分包括自動(dòng)控制、手動(dòng)控制、維修控制，無(wú)線就地遙控控制多種控制方法；所述的控制模式可在操作臺(tái)上設(shè)置的轉(zhuǎn)換開關(guān)自由切換。所述的控制模式間具備閉鎖功能，即當(dāng)自動(dòng)模式時(shí)，各手動(dòng)操作按鈕盒機(jī)旁按鈕無(wú)法控制設(shè)備運(yùn)行。

26.所述自動(dòng)控制方法是輪斗挖掘機(jī)按事先編輯的工藝程序自動(dòng)順序啟動(dòng)，系統(tǒng)各保護(hù)元件單元、檢測(cè)單元、定位傳感器單元的反饋給控制器控制單元，通過(guò)運(yùn)算比較控制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成取料運(yùn)行。

27.本方案所述的控制方法中，還輔佐以手動(dòng)控制和機(jī)旁維修控制以及遙控控制等，所述手動(dòng)控制是指操作臺(tái)上的按鈕開關(guān)人工單動(dòng)控制輪斗挖掘機(jī)，是在自動(dòng)操作無(wú)法運(yùn)行應(yīng)急操作方式和遠(yuǎn)距離移設(shè)時(shí)應(yīng)用的操作方式。手動(dòng)控制方式，操作靈活，在操作臺(tái)和操作畫面上可靈活控制各機(jī)構(gòu)的運(yùn)行。所述的機(jī)旁維修控制是指在機(jī)旁維修按鈕站就地控制輪斗挖掘機(jī)對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)運(yùn)行，為檢修時(shí)的操作方式，控制裝置安放在現(xiàn)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)旁，便于維修控制設(shè)備啟停。所述的遙控控制是指通過(guò)遙控器現(xiàn)場(chǎng)控制輪斗挖掘機(jī)，該操作方式優(yōu)點(diǎn)在于操作人員可以在巡檢設(shè)備和移設(shè)時(shí)，靈活走動(dòng)控制和觀察設(shè)備運(yùn)行。

28.以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或者替換，都應(yīng)該涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種露天礦大型輪斗挖掘機(jī)智能控制系統(tǒng)，其特征在于：包括控制器和分別與控制器通訊連接的總控制單元和監(jiān)控單元；所述總控制單元包括主plc系統(tǒng)（p100），還包括：與主plc系統(tǒng)（p100）通過(guò)4g網(wǎng)絡(luò)連接的移動(dòng)通信模塊（p701）；與主plc系統(tǒng)（p100）通過(guò)ethernet連接的光纖通訊模塊（p800）；所述光纖通訊模塊（p800）還與觸摸屏顯示單元（p501）、工控機(jī)控制單元（p502）、操控單元（p503）以及無(wú)線通信模塊（p700）；與主plc系統(tǒng)（p100）通過(guò)profibus

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dp連接的分布式io單元、調(diào)速控制單元、精確定位單元和網(wǎng)關(guān)，所述分布式io單元包括并聯(lián)設(shè)置的輪斗分布式plc單元（p101）、懸臂皮帶驅(qū)動(dòng)分布式plc單元（p102）、履帶行走驅(qū)動(dòng)分布式plc單元（p103）、回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)分布式plc單元（p104）、輔助機(jī)構(gòu)分布式plc單元（p105）、液壓俯仰分控制單元（p106）、潤(rùn)滑分控制單元（p107）；所述調(diào)速控制單元包括并聯(lián)設(shè)置的輪斗總線變頻器單元（p201）；輪斗臂皮帶總線變頻器單元（p202、p203）；卸料臂皮帶總線變頻器單元（p204、p205）；履帶總線變頻器單元（p206、p207）、上部回轉(zhuǎn)總線變頻器單元（p208）、排料臂回轉(zhuǎn)總線變頻器單元（p209）；所述精確定位單元包括并聯(lián)設(shè)置的斗輪臂旋轉(zhuǎn)編碼器（p301）、排料臂旋轉(zhuǎn)編碼器（p302）、斗輪臂俯仰編碼器（p303）、卸料臂俯仰編碼器（p304）；所述網(wǎng)關(guān)通過(guò)modbusrtu連接有智能通訊電能檢測(cè)單元（p401）；驅(qū)動(dòng)壓力檢測(cè)單元（p402）；驅(qū)動(dòng)溫度振動(dòng)檢測(cè)單元（p403）；電流檢測(cè)單元（p404）；所述監(jiān)控單元包括網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)以及與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)信號(hào)連接的斗輪前端攝像頭(hc1)、斗輪臂攝像頭(hc2)、卸料臂攝像頭(hc3)、回轉(zhuǎn)攝像頭(hc4)、俯仰攝像頭(hc5)、下料口攝像頭(hc6)、電氣室攝像頭(hc7)、司機(jī)室攝像頭(hc8)；網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上設(shè)置有與無(wú)線網(wǎng)橋和光纖收發(fā)器相配合的接口；網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)還與帶有視頻監(jiān)視器的視頻監(jiān)控系統(tǒng)相連接。2.一種露天礦大型輪斗挖掘機(jī)智能控制方法，其特征在于：步驟1：控制方式選擇為自動(dòng)控制模式；設(shè)定工作參數(shù)；步驟2：系統(tǒng)排查，清除系統(tǒng)真實(shí)故障；步驟3：判斷真實(shí)故障是否已清除，解鎖程序軟保持故障，如果軟故障解鎖，真實(shí)故障已清除，執(zhí)行步驟4；軟故障未解鎖，真實(shí)故障未清除，繼續(xù)執(zhí)行步驟2；步驟4：判斷自動(dòng)備妥條件是否已經(jīng)具備；如果具備，系統(tǒng)可以運(yùn)行，執(zhí)行步驟5；否則，執(zhí)行步驟1

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4；步驟5：向主控室發(fā)出具備運(yùn)行條件申請(qǐng)；步驟6：判斷是否接收下游串接設(shè)備運(yùn)行聯(lián)鎖信號(hào)；接收到，執(zhí)行步驟7；未接收到執(zhí)行步驟5；步驟7：一鍵自動(dòng)啟動(dòng)，系統(tǒng)開始進(jìn)行第一層自動(dòng)取料；步驟8：?jiǎn)?dòng)行走，自動(dòng)尋址工作面；到達(dá)工作面后停止行走；步驟9：?jiǎn)?dòng)機(jī)聲光報(bào)警，程序預(yù)置10秒；然后運(yùn)行自動(dòng)輪斗挖掘機(jī)；步驟10：聲光報(bào)警10秒結(jié)束后，啟動(dòng)排料臂皮帶機(jī)運(yùn)行；啟動(dòng)故障聯(lián)鎖保護(hù)，未觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟11；觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟23；步驟11：排料臂皮帶機(jī)運(yùn)行，程序預(yù)置運(yùn)行10秒后，啟動(dòng)輪斗臂皮帶機(jī)運(yùn)行；啟動(dòng)故障

聯(lián)鎖保護(hù)，未觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟12；觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟23；步驟12：斗輪臂皮帶機(jī)運(yùn)行10秒后，啟動(dòng)輪斗運(yùn)行；啟動(dòng)故障聯(lián)鎖保護(hù)，未觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟13；觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟23；步驟13：斗輪運(yùn)行10秒后，啟動(dòng)斗輪臂回轉(zhuǎn)，此處程序具有判斷和記憶功能；首先判斷設(shè)備是否為首次運(yùn)行，如果首次運(yùn)行，回轉(zhuǎn)啟動(dòng)按程序預(yù)置方向自動(dòng)回轉(zhuǎn)；如果不是首次運(yùn)行，程序會(huì)記憶上次停止前回轉(zhuǎn)切削方向，回轉(zhuǎn)啟動(dòng)按記憶方向運(yùn)轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)至預(yù)置的工作邊界角度，停止回轉(zhuǎn)；此處回轉(zhuǎn)還具備調(diào)速功能，回轉(zhuǎn)速度會(huì)根據(jù)角度的不同，按預(yù)置算法有規(guī)律的變速，以保證取料量的相對(duì)恒定；同時(shí)，啟動(dòng)故障聯(lián)鎖保護(hù)，未觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟14；觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟23；步驟14：停止回轉(zhuǎn)8秒后，行走前行，至預(yù)置的進(jìn)尺切削深度后停止行走；同時(shí)，啟動(dòng)故障聯(lián)鎖保護(hù)，未觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟15；觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟23；步驟15：當(dāng)行走前行停止10秒后，啟動(dòng)回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)方向?yàn)槌跏蓟剞D(zhuǎn)方向的反方向，回轉(zhuǎn)至預(yù)置回轉(zhuǎn)邊界；故障聯(lián)鎖保護(hù)判斷，未觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟16；觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟23；步驟16：反向回轉(zhuǎn)至預(yù)置工作邊界后；判斷是否到達(dá)預(yù)置第一層工作距離；到達(dá)，執(zhí)行步驟17；未到達(dá)執(zhí)行，執(zhí)行步驟18；步驟17：循環(huán)往復(fù)運(yùn)行回轉(zhuǎn)和行走，即執(zhí)行步驟13

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16，直至達(dá)到預(yù)置第一層工作距離，執(zhí)行步驟18；步驟18：當(dāng)前行至預(yù)置第一層行走距離完成，判斷第一階段的第一層物料取完，停止行走和回轉(zhuǎn)；啟動(dòng)行走后行，至初始位置；停止行走；步驟19：當(dāng)后行停止8秒后，啟動(dòng)輪斗臂下降，下降至預(yù)置的輪斗第二層高度；停止下降；同時(shí)，啟動(dòng)故障聯(lián)鎖保護(hù)，未觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟20；觸發(fā)故障，執(zhí)行步驟23；步驟20：當(dāng)輪斗臂下降停止8秒后，第二層自動(dòng)運(yùn)行；第二層運(yùn)行順序步驟與第一層步驟一致，除預(yù)置參數(shù)有所變化；判斷第二層是否到位取完；未取完執(zhí)行8

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16，循環(huán)往復(fù)運(yùn)行；如果取完，執(zhí)行步驟21；步驟21：當(dāng)?shù)诙尤×贤瓿?，停止行走和回轉(zhuǎn)；啟動(dòng)行走后行至初始位置，停止行走；啟動(dòng)輪斗下降至第三層預(yù)置高度，停止下降；進(jìn)行第三層取料，判斷第三層是否到位取完；未取完執(zhí)行8

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16，循環(huán)往復(fù)運(yùn)行；如果取完，執(zhí)行步驟22；步驟22：重復(fù)上述操作，直至取完所有層數(shù)，設(shè)備發(fā)出料取完指令，自動(dòng)停機(jī)；或中途人為發(fā)出自動(dòng)停機(jī)指令，設(shè)備自動(dòng)停機(jī)；自動(dòng)停機(jī)順序?yàn)?，停止行?br />
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停止回轉(zhuǎn)

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停止輪斗

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停止斗輪臂皮帶

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停止排料臂皮帶；步驟23：故障停機(jī)，當(dāng)系統(tǒng)控制器接收到一級(jí)停機(jī)故障反饋，自動(dòng)故障緊急停機(jī)；所有機(jī)構(gòu)立刻斷電停機(jī)，程序中止。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的露天礦大型輪斗挖掘機(jī)智能控制方法，其特征在于：所述啟動(dòng)的故障聯(lián)鎖保護(hù)，包括預(yù)警保護(hù)和報(bào)警保護(hù)兩道閥值保護(hù)功能，當(dāng)達(dá)到預(yù)警保護(hù)閥值時(shí)，僅報(bào)警不停機(jī)，當(dāng)達(dá)到故障保護(hù)閥值時(shí)，執(zhí)行步驟23，自動(dòng)緊急停機(jī)。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種露天礦大型輪斗挖掘機(jī)智能控制系統(tǒng)及方法；所述露天礦大型輪斗挖掘機(jī)智能化控制系統(tǒng)裝置包括以可編程控制器為核心，以數(shù)字化的現(xiàn)場(chǎng)總線組態(tài)連接分布式系統(tǒng)，融合大量的智能感知傳感器單元，以先進(jìn)的通訊方式完成數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)對(duì)輪斗挖掘機(jī)的智能控制；所述的大型露天礦輪斗挖掘機(jī)智能控制方法包括自動(dòng)聯(lián)動(dòng)控制、手動(dòng)控制、維修控制、遙控控制；本發(fā)明積極的效果是：實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)智能作業(yè)、懸臂和走行位姿精確定位、人機(jī)交互的可視化控制、故障檢測(cè)和預(yù)警、工作面環(huán)境的感知和可視，減低勞動(dòng)強(qiáng)度，減人增效，節(jié)能增效，降低人為故障率，增強(qiáng)了裝備的安全性和智能化。增強(qiáng)了裝備的安全性和智能化。增強(qiáng)了裝備的安全性和智能化。

技術(shù)研發(fā)人員：張景權(quán) 宋波 王忠鑫 馮學(xué)慧 楊倫 郭明敏 劉暢 陳洪亮 梁媛媛 王金金 馬力欣

受保護(hù)的技術(shù)使用者：中煤科工集團(tuán)沈陽(yáng)設(shè)計(jì)研究院有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.09.28

技術(shù)公布日：2021/12/24