5G inside液压支架电液控制系统

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成果单位：北京天玛智控科技股份有限公司

合作方式：面议

所处阶段：其他

关键词：煤矿综采液压支架5G终端内置控制器远程快速控制多机联控

成果评价

总得分（满分100）

资本强度（满分0）

该成果得分：0

团队介绍

   团队共106人，带头人李明忠，研究方向：煤矿无人化智能开采控制技术。团队专注于采煤工作面无人化智能开采领域，依托无人化智能开采控制技术、高水基液压技术两大核心技术引擎，构建了无人化智能开采感知控制技术平台、工业互联网架构本质安全型工控平台、高压大流量液压控制技术平台和数字比例控制技术平台四大技术平台，研发了以无人化开采工艺技术、采煤工作面智能感知导航定位技术等核心技术。提出了基于可视化远程干预操作模式的综采工作面少人化、智能化开采方法，开创了采煤工作面无人跟机操作、有人安全值守的“无人化”采煤新模式。探索基于“透明工作面”的智能无人化开采理论及技术实践，构建了“智能感知、智能决策、自动执行”的煤矿智能化技术体系，为我国无人化智能开采提供重要的理论依据和技术保障。
   团队共承担国家级重大科研项目10项，获国家科技进步二等奖3项，省部级奖项10余项，发布国家标准20余项、行业标准10余项，发表论文200余篇，出版专著10部。
   领衔专家：李明忠。1978年10月出生，中国国籍，无境外永久居留权，研究生学历，博士学位，研究员。2003年8月参加工作，2003年8月至2013年1月，任天地科技开采设计事业部项目经理、室副主任、室主任；2013年1月至2022年3月，历任天地科技开采设计事业部装备所所长助理、副所长、所长；2022年3月至2023年2月，任中煤科工开采研究院开采装备技术研究分院院长；2023年2月至2023年11月，任中煤科工开采研究院有限公司副总经理；2023年12月至今，任公司副总经理，分管公司科技创新、科研管理、质量管理、产品研发、知识产权、技术标准、实验室建设等工作。曾获得国家科学技术进步奖二等奖1项，山东省及其它省部级特等奖3项，陕西省及其它省部级一等奖13项，其它奖项20余项；发表论文30余篇，合著《综采成套装备与系统集成配套技术》等专著4部；获得发明专利38项，实用新型专利4项；起草国家标准7项。

小果解读

核心问题

在煤矿综采工作面中，液压支架的控制是核心环节，但传统控制系统存在响应速度慢、远程控制能力受限以及智能化程度不足等痛点，严重制约了煤炭开采的效率与安全性，亟需一种能够快速提升控制响应速度、实现远程高效联控并增强系统可靠性与智能化的解决方案。

解决方案

5Ginside液压支架电液控制系统创新性地将5G终端内置于控制器内部，成功打造出行业首套5Ginside控制器。该系统利用5G技术的高速度、低延迟特性，实现了液压支架的远程快速控制与多机高效联控。通过内置5G终端，控制器能够实时传输数据，显著提升控制指令的响应速度，同时增强系统的可靠性与稳定性，为煤炭智能开采提供了强有力的技术支撑。

竞争优势

5Ginside液压支架电液控制系统凭借其创新的5G内置控制器设计，引领了煤炭开采行业的技术革新。该系统不仅大幅提升了控制效率与响应速度，还实现了更高水平的智能化与远程操控能力。相比传统控制系统，该系统在可靠性、智能化程度以及远程控制能力方面均具有显著优势，为煤炭开采行业带来了前所未有的产业升级与效益提升，具有极高的市场竞争力和推广价值。

成果描述

成果公开日期

20250327

所属产业领域

高端装备与制造-煤炭开采和洗选业

产品设计方案

   1、系统产品采用实时千兆工业以太网与5G无线通信双链路冗余的系统通信方案，为行业首套，通信传输延时低、通信带宽高，接入能力强，多总线控制方式可以提供有效链路冗余，系统可靠性相对其他的液压支架控制系统更高；
   2、系统产品与华为鸿蒙系统融合，利用鸿蒙系统分布式软总线和设备虚拟化完成矿用设备互联应用场景，易用性和可操作性更高；
   3、系统采用低频感知定位和ZigBee通信相结合的遥控装置，将定位与遥控功能合二为一，可以自动建立与本地控制器的连接，有效解决了遥控过程中复杂的注册过程，确保操作人员安全，操作过程更加简便，安全保障更加有效。 
   液压支架电液控制系统是煤矿综采工作面的标准配置，本系统产品在技术和性能上具有领先性和新颖性，对于大型煤矿开采客户和煤矿开采智能化升级客户具有很好的吸引力。本系统产品在具备行业领先优势的同时，核心技术与产品同时具备通用性，具备非常广阔的应用场景。
  本系统产品已在乌海能源老石旦煤矿进行井下全工作面应用，显著提升开采工作效率显著提升，大幅节省生产成本，预期1～2年可以收回投资，第3年开始将带来将近千万的经济收益。在实现煤矿的5G化改造，推进煤矿智能化建设上具备良好的市场推广前景。

当前进展

主要功能： 5G inside液压支架电液控制系统，以ZDYZ-Z（5G）液压支架电液控制装置控制器为核心控制单元，能够满足薄煤层、中厚煤层、大采高及放顶煤等多种不同类型工作面的应用需求，可为用户提供手动、邻架、成组及全工作面自动化等不同操作等级的使用方式，在实现液压支架控制的同时，降低支架操作工人劳动强度，提高工作面自动化水平。本系统面对井下大量数据传输、大规模设备连接、不同设备实时互联互通及5G融合应用的需求，将5G终端内置进控制器内部，攻克5G内置穿透技术和有线无线融合技术，成功研发了行业首套5G inside控制器，提升了支架控制的快速响应，提供基于5G inside控制器的液压支架电液控制系统解决方案，实现基于5G的远程控制、多机联控，有线无线通信自动切换，为综采工作面设备5G化改造提供统一的技术标准。系统产品具有以下功能特点：（1）具有多重安全保护机制，工作面急停响应时间小于300ms；（2）具有基于5G网络、以太网及CAN总线两三种通信模式的控制器；（3）具有丰富的传感器接入方式，包括压力、位移、红外、倾角、接近、高度等传感类型；（4）具备多语言展示功能，可支持中文、英文、俄文、德文四种语言；（5）控制软件设计采用分层设计理念，平台统一化、控制模块化，配置组态化，可及时响应煤矿现场实际生产需求。（6）具备顺槽监控中心主机及地面主机远程电液控系统数据监测功能；（7）具备顺槽监控中心井下支架操作台及地面一体化集中控制平台远程支架单动、成组控制功能；（8）具备第三方OPC数据接入功能，进行双向数据传输；（9）具备鸿蒙系统、分布式软总线，各系统设备“万物互联”；（10）具备工业互联网“云-边-端”架构，基于集控中心边缘侧平台软件，实现智能化工艺参数调整，具备跟机自动化、记忆割煤、数字化割煤等智能化功能。-核心技术： 1、首创了5G+OpenVPN融合通信控制系统，基于VPN隧道的2层通信链路构建了可靠多数据通道的VPN隧道，攻克了多机控制系统在5G专网中无法组播和广播的技术难点，实现了分布式终端的同步响应与高效联动。 2、首创了5G inside液压支架电液控制系统，开发了适用于5G终端设备的信号增强型标准低功耗模组，研制了5Ginside控制器，实现5G通信下的控制系统远程控制和多机联动，实现有线-无线网络链路冗余的自动切换。 3、设计了分布式软总线智能决策软件架构，提出了云端策略智能挖掘、管道参数动态更新、终端传感自我诊断的网络控制机制

转化合作需求

是否有技术交易需求：是是否有空间落地需求：否

摘要

液压支架电液控制系统是煤矿综采工作面液压支架控制的核心，本产品创新性的将5G终端内置进控制器内部，成功研发了行业首套5G inside控制器，提升了支架控制的快速响应，提供基于5G inside控制器的液压支架电液控制系统解决方案，实现基于5G的远程快速控制、多机高效联控，提高了控制系统的可靠性以及智能化程度，进一步推动煤炭智能开采的技术革新和产业升级。