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    遠程遙控系統在DD311鑿巖臺車上的改造應用
    作者:cqliugong | 時間:2021-10-28 11:12:27
    我的觀點

    針對鑿巖臺車井下采場鑿巖過程中,存在的頂板落石可能成為操作人員的安全隱患等問題,本文通過分析研究DD311鑿巖臺車控制原理,研制出了基于無線通訊、視頻傳輸、自動化控制等最新技術,大臂多路閥及鑿巖先導系統改裝升級為電液驅動,操作人員可通過專業的遙控操作平臺,利用無線/有線網絡連接工作設備上的車載控制單元及云臺高清變焦攝像頭,監視設備并進行遠程遙控工作。該應用提高了鑿巖效率,改善井下人員的操作環境,對提高礦山井下作業的安全具有重要作用。

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    三山島金礦作為目前全國機械化程度最高的地下開采黃金礦山,目前,山特維克DD311液壓鑿巖臺車是礦山井下生產過程中采礦的主力設備,并且該設備在我國多個礦山廣泛應用,該鑿巖臺車主要采用的人工現場手動操作方式,由于深部采場的延伸,巖石的巖爆現象加劇,人員在鑿巖過程中頂板浮石掉落可能成為操作人員安全隱患。

    隨著5G無線技術在各個領域的廣泛應用,無線控制技術在礦山設備控制中也發揮了很大的作用。本文通過對DD311的控制原理進行研究,研制基于無線通訊、視頻傳輸、自動化控制等最新技術,大臂多路閥及先導油路改裝升級為電液驅動,操作人員可在操作平臺,通過專業的遙控操作平臺,利用有線/無線連接現場設備上的車載控制系統及云臺高清變焦攝像頭,監視設備并進行遠程無線遙控工作。

    1.總體設計

    KC132-DJB遠程無線遙控系統主要由四部分組成:遠程遙控操作平臺、車載系統、實時視頻系統和通信系統。

    如上圖1所示,控制中心的遠程遙控操作平臺通過無線/有線網絡與設備上的車載控制系統進行通信。以無線為例,在工作區域車輛通過車載CPE將視頻、車輛狀態信息發射出去,由基站接收并最終傳輸到移動遙控站操作平臺;同理,控制中心的控制信息由網絡傳輸到工作區域的無線基站,并且由車載無線CPE接收從而到達車載控制系統。網絡形成后遠程操控人員通過顯示器操控設備作業,車輛前端裝有兩臺云臺變焦攝像頭,可清晰的將現場作業環境實時反饋給操作人員以便于完成遠程遙控作業。

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    2.遠程遙控操作平臺

    遠程遙控操作平臺圖2可以實現設備無線遙控、視頻監控、設備工作狀態監測等功能。包括操作平臺、嵌入式核心控制器、數據匯聚器、大尺寸曲面液晶顯示屏、視頻處理顯示軟件、狀態信息處理顯示軟件等組成。遠程遙控操作平臺通過通訊模塊(輸出為網口)將操作信息傳輸到網絡中,同時對車載控制系統發送到網絡中的車輛狀態信息進行接收、處理。

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    ▲圖2 遠程遙控操作平臺

    3.車載控制系統

    車載系統圖3包含車載接收單元、車載狀態參數采集處理軟件、電源模塊、車輛監測單元、車載數據匯聚器、車載接口控制單元組成,它們集成在車載控制箱內是設備實現遠程遙控的執行部件,車載系統控制箱安裝在受控車輛上通過接收遠程遙控操作平臺的指令實現對受控車輛動作的控制。車載系統通過通訊模塊(輸出為網口)將車輛狀態信息傳輸到網絡中,同時將遠程遙控操作平臺發送到網絡中的操作信息進行接收。

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    ▲圖3 車載控制系統

    4.實時視頻系統

    為了實現設備的遠程遙控,本方案的車載視頻系統包括云臺變焦攝像頭圖4、5、高性能無線網橋以及視頻處理顯示軟件等。在設備前方安裝兩個高清云臺變焦攝像頭,安裝時一定要保證在設備工作時攝像機的視線不能被車身阻擋,且能清晰的拍攝到設備工作區域。攝像頭將視頻數據傳到遠程遙控操作平臺的視頻監視器,通過視頻處理顯示軟件處理后上傳到顯示屏上進行顯示。該攝像機通過車載控制箱輸出12V電源進行供電。云臺半球變焦攝像頭400萬像素紅外網絡高清攝像頭,支持23倍光學變倍,16倍數字變倍,滿足工礦作業環境,圖6遠程遙控現場視頻,解決了遠距離無法看清作業面工作情況的問題

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    ▲圖4 產品改裝-視頻系統

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    ▲圖5 產品改裝-視頻系統安裝實物

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    ▲圖6 遠程遙控現場視頻

    5.結論

    本文通過采用基于5G無線通訊、視頻傳輸、自動化控制等最新技術,實現了DD311鑿巖臺車遠程控制,在很大程度上降低了勞動成本,提高了鑿巖效率,改善了井下人員的操作環境,實現自動化遙控系統甚至無人作業工作面是現代礦山采礦技術的發展趨勢,而在此過程中,5G遙控系統的開發和應用是其中必不可少的一部分,其可實現礦山相關系統井下遠程化甚至無人化操作,對提升安全作業水平具有重要意義。