基于惯导的工作面直线度控制系统装置的测试系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于惯导的工作面直线度控制系统装置的测试系统及方法，所述系统包括测试装置和与测试装置双向通信连接的待测工作面直线度控制系统装置、振动实验台和上位机，待测工作面直线度控制系统装置刚性固定连接在振动实验台上；所述方法包括搭建所述测试系统、通过上位机启动测试装置和配置其他各部分的参数；通过上位机查看测试装置与其他各模块间的通信状态并确认良好；校准待测工作面直线度控制系统装置；通过上位机启动振动实验台及测试装置中的采煤机截割作业模拟程序并进行测试，通过上位机查看工作面轮廓线的生成情况。本发明专利技术能实现基于惯导的工作面直线度控制系统装置在实验室的功能测试，省时省力，可操作性好。作性好。作性好。

【技术实现步骤摘要】
基于惯导的工作面直线度控制系统装置的测试系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种针对煤矿智能设备的测试系统和测试方法，用于对基于惯导的工作面直线度控制系统装置进行系统级测试。

技术介绍

[0002]煤矿综采工作面智能化建设是实现煤炭安全高效绿色发展的关键路径，也是实现综采工作面无人化、少人化的必由之路。当前综采工作面设备已实现液压支架跟机移架和采煤机记忆截割功能，但由于综采工作面顶底板起伏不平以及销耳间隙，导致综采工作面设备无法保持一定的直线度连续推进。截至目前，基于惯导的工作面直线度控制系统是实现综采工作面直线度控制方法中已得到工程验证并最具有推广价值的综采工作面直线度控制方法。
[0003]由于基于惯导的工作面直线控制系统装置的性能测试需要综采工作面三机系统协同配合来实现系统级测试，而在煤矿井下或地面上进行三机联调难度较大且需要花费较长时间与较多的精力，可操作性小。
[0004]综上所述，现有的基于惯导的工作面直线度控制系统装置的测试系统及方法局限性较大，且无法满足大批量基于惯导的工作面直线度控制系统装置的性能测试。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种基于惯导的工作面直线度控制系统装置的测试系统及方法，实现基于惯导的工作面直线度控制系统装置在实验室的功能测试，以保证该系统在煤矿现场稳定可靠地运行。
[0006]本专利技术的主要技术方案有：
[0007]一种基于惯导的工作面直线度控制系统装置的测试系统，包括以下几个模块：
[0008]测试装置，用于模拟采煤机控制器与支架电液控制器的功能，其中包括测试装置与采煤机控制器通信协议栈模拟功能、测试装置与支架电液控制器协议栈模拟功能和采煤机截割作业模拟功能；
[0009]待测工作面直线度控制系统装置，用于获取截割作业过程中采煤机的三维姿态数据，进而测量和生成工作面轮廓线，为综采工作面自动找直提供数据；
[0010]振动实验台，用于模拟采煤机在截割作业过程中的振动，为待测工作面直线度控制系统装置提供振动环境；
[0011]上位机，用于配置参数、控制启停、观察运行状态、通信状态和测试结果，所谓配置参数是指配置待测工作面直线度控制系统装置、测试装置和振动实验台的参数，所谓控制启停包括控制振动实验台的启停和控制测试装置中采煤机截割作业模拟程序的启停，所谓观察运行状态是指观察待测工作面直线度控制系统装置、测试装置和振动实验台的运行状态，包括观察测试过程中待测工作面直线度控制系统中惯性测量单元的就绪状态；所谓通信状态是指测试系统中各模块间的通信状态；所谓观察测试结果包括观察测试装置完成一
刀煤的开采作业模拟后所述待测工作面直线度控制系统装置上工作面轮廓线的生成情况；
[0012]所述测试装置分别与所述振动实验台、上位机和待测工作面直线度控制系统装置双向通信连接，所述待测工作面直线度控制系统装置刚性固定连接在所述振动实验台上。
[0013]所述测试装置设有RS422接口、RS485接口、RJ45接口和CAN接口中的一种或多种。
[0014]所述测试装置与所述待测工作面直线度控制系统装置之间采用的通信协议包括Modbus485、Modbus TCP/IP、Ethernet/IP、CAN、UDP通信协议。
[0015]待测工作面直线度控制系统装置、测试装置和振动实验台的参数可以包括通信接口参数、振动参数、工作面参数，还包括待测工作面直线度控制系统装置本身的网络及通信参数、模拟工作面的长度、地理坐标、工作面支架数量、支架宽度、支架推移千斤顶最大行程量和相邻支架推移最大差值。
[0016]一种基于惯导的工作面直线度控制系统装置的测试方法，包括如下步骤：
[0017]S1：搭建权利要求1、2、3或4所述的基于惯导的工作面直线度控制系统装置的测试系统；
[0018]S2：通过所述上位机启动所述测试装置，运行所述测试装置中的采煤机控制器通信协议栈和支架电液控制器通信协议栈，以及配置所述待测工作面直线度控制系统装置、振动实验台和测试装置的参数；
[0019]S3：通过上位机查看所述待测工作面直线度控制系统装置、振动实验台和上位机各自与所述测试装置之间的通信状态是否良好，若存在无法正常通信的情况，返回步骤S2，重新配置涉及各模块之间通信的参数；
[0020]S4：在测试装置与各模块通信状态良好的情况下，通过上位机实时查看待测工作面直线度控制系统装置中惯性传感器件就绪状态，等待待测工作面直线度控制系统装置中惯性传感器完成校准。
[0021]S5：通过所述上位机启动所述振动实验台以及所述测试装置中的采煤机截割作业模拟程序，开始测试，其中所述振动实验台模拟采煤机截割作业过程中的振动特性，为所述测试装置向所述待测工作面直线度控制系统装置提供振动环境，所述测试装置模拟采煤机实际工作面开采过程，并向所述待测工作面直线度控制系统装置输出采煤机的位置、速度、运行方向、摇臂采高和启停状态的实时数据；
[0022]S6：当所述测试装置完成一刀煤的开采作业模拟后，通过上位机查看所述待测工作面直线度控制系统装置中工作面轮廓线的生成情况以及所述待测工作面直线度控制系统装置与模拟采煤机控制器、模拟支架电液控制器间的通信状态，实现所述待测工作面直线度控制系统装置的性能测试和通信测试。
[0023]步骤S2中，需要配置的所述待测工作面直线度控制系统装置的参数可以包括通信接口参数、工作面参数、支架电液控制器通信接口参数；需要配置的所述振动实验台的参数包括振动模拟参数；需要配置的所述测试装置的参数包括通信接口参数、采煤机模拟运行参数。
[0024]步骤S4中，通过上位机查看所述待测工作面直线度控制系统装置是否完成校准，若超过15分钟仍无法完成校准，则返回步骤S2，重新配置待测工作面直线度控制系统装置的接口参数及工作面参数中的地理坐标参数；若所述待测工作面直线度控制系统装置完成了校准，则继续执行后续步骤。
[0025]步骤S6中，若工作面轮廓线生成成功，则需要循环多次进行性能测试，若工作面轮廓线未正常生成，则返回步骤S2，根据上位机日志文件，查找轮廓线未正常生成原因，针对原因修改相关配置参数。
[0026]本专利技术的有益效果是：
[0027]本专利技术提出了一种全新的针对工作面直线度控制系统装置的测试系统与测试方法，能有效验证工作面直线度控制系统装置与采煤机控制器、支架电液控制器的通信状态以及查看工作面轮廓线的生成情况，实现通信测试和性能测试，提高了工作面直线度控制系统装置在实验室测试的便捷性和准确性。
[0028]本专利技术的测试系统与测试方法不需要综采工作面三机协同配合就能实现系统级测试，测试难度降低，可操作性好，测试效率高，有助于实现大批量基于惯导的工作面直线度控制系统装置的测试。
附图说明
[0029]图1为本专利技术的基于惯导的工作面直线度控制系统装置的测试系统的构成图；
[0030]图2为本专利技术的基于惯导的工作面直线度控制系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于惯导的工作面直线度控制系统装置的测试系统，其特征在于包括以下几个模块：测试装置，用于模拟采煤机控制器和支架电液控制器的功能，其中采煤机控制器功能包括采煤机控制器通信协议栈、采煤机截割作业模拟程序，支架电液控制器功能包括支架电液控制器通信协议栈；待测工作面直线度控制系统装置，用于获取采煤机截割作业过程中的三维姿态数据，进而测量和生成工作面轮廓线，为工作面自动找直提供找直数据；振动实验台，用于模拟采煤机在截割作业过程中的振动，为待测工作面直线度控制系统装置提供振动环境；上位机，用于配置参数、控制启停、观察运行状态、通信状态和测试结果；所谓配置参数是指配置上位机、待测工作面直线度控制系统装置、测试装置和振动实验台的参数；所谓控制启停包括控制振动实验台的启停和控制测试装置中采煤机截割作业模拟程序的启停；所谓观察运行状态是指观察待测工作面直线度控制系统装置、测试装置和振动实验台的运行状态，包括观察测试过程中待测工作面直线度控制系统装置中惯性导航传感器件的就绪状态；所谓通信状态是指测试系统中各模块间的通信状态；所谓观察测试结果包括观察测试装置完成一刀煤的开采作业模拟后所述待测工作面直线度控制系统装置上工作面轮廓线的生成情况。所述测试装置分别与所述振动实验台、上位机和待测工作面直线度控制系统装置双向通信连接，所述待测工作面直线度控制系统装置刚性固定连接在所述振动实验台上。2.如权利要求1所述的基于惯导的工作面直线度控制系统装置的测试系统，其特征在于：所述测试装置设有RS422接口、RS485接口、RJ45接口和CAN接口中的一种或多种。3.如权利要求1或2所述的基于惯导的工作面直线度控制系统装置的测试系统，其特征在于：所述测试装置与所述待测工作面直线度控制系统装置之间采用的通信协议包括Modbus 485、Modbus TCP/IP、Ethernet/IP、UDP、CAN通信协议。4.如权利要求1、2或3所述的基于惯导的工作面直线度控制系统装置的测试系统，其特征在于：待测工作面直线度控制系统装置、测试装置、上位机和振动实验台的参数包括通信接口参数、振动参数、工作面参数，还包括待测工作面直线度控制系统装置本身的网络及通信参数、模拟工作面的长度、地理坐标、工作面支架数量、支架宽度、支架推移千斤顶最大行程量和相邻支架推移最大差值。5.一种基于惯导的工作面直线度控制系统装置的测试方法，其特征在于包括如下步骤：S1：搭建权利要求1、2、3或4所述的基于惯导的工作面直线...

【专利技术属性】
技术研发人员：张启志，邱锦波，刘宏睿，庄德玉，方彤，刘聪，郭岱，
申请(专利权)人：中煤科工集团上海有限公司中国煤炭科工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：