煤机网全解析小松智能化工作面管家Faceboss

提到“矿山智能化”，不得不提小松的“工作面管家（FaceBoss）”遥控设备。它算得上智能矿山的“元老级”产品了，如今已经出到2.0版本，行业领先。

事实上，FaceBoss并不是小松的发明，而是美国久益公司（Joy）针对其自身品牌智能化采煤机设计研发的。2017年，小松收购久益，FaceBoss作为久益的陪嫁，列入小松品牌线。

久益采煤机操作系统经历了JNA一代，Faceboss 1.0，目前最新版本为Faceboss2.0。

以下是FaceBoss的照片。

2017年久益环球（青岛）公司出品的Faceboss RS20i

最新版本的faceBoss2.0

工作面管家FaceBoss 简介

FaceBoss是久益通用控制平台的一部分，具有与JOS（久益顺槽控制系统）的接口。

FaceBoss使用煤机安装的计算机来显示一系列的屏幕，这些屏幕帮助煤机司机和维修人员对煤机进行操作和诊断。显示屏幕给司机提供煤机操作的详细信息，其他屏幕可以提供对煤机设定的操作。这些屏幕允许有密码的操作人员根据开采的工况来配置煤机的操作功能。除FaceBoss主页面外所有的屏幕都有一个工具条，工具条位于屏幕的左部和底部。煤机上电后首先显示主页屏幕。

硬件简介

FaceBoss使用一整套硬件来监控采煤机。为了更清楚的了解我们先对主要硬件简单进行介绍。

CCU(中央控制器)是FaceBoss系统的主控制器，CCU使用标准工业通讯协议与可灵活配置的输入/输出模块通讯，实现对煤机所有功能的监控。
图形用户界面是一个全色的，支持多种语言的显示计算机，可以通过鼠标、翻页器，或者遥控器进行操作。显示计算机屏幕按菜单图标分组，这些图标和煤机上每一台电机或者部件相对应。通过点击每个屏幕左上角的图标可以在英文和中文之间切换。

FaceBoss控制系统为每台电机和急停回路，所有的输入输出状态、趋势提供了完整的屏幕诊断功能；并提供用于角度计标定、煤机支架联动过程和速度区间设定的用户界面。用户可以操作煤机的特定参数，并可保存和恢复修改。

RIO（远程输入输出模块）用于监控所有非本安的输入/输出。RIO模块通过Interbus通讯连接与 CCU通讯。每个RIO模块的屏幕诊断包括：通讯状态诊断和各输入输出端口状态诊断。
DIOM（数字输入输出模块）用于驱动所有24VDC液压电磁阀并监测24VDC数字输入和0到10VDC的模拟量输入。DIOM与CCU通过canbus总线链接。

每个MCT(智能电流互感器)用于向相应的电机接触器提供控制电压，监测各电机三相电流和温度，通过 Interbus 向 CCU发送和接受数据。
GIO(通用输入输出模块)网络是一个本安电路，用于监测煤机上的每一个本安传感器的输入和输出，每一个GIO模块安装在电控箱的外面，电源为12V的本安电源，经过一个本安隔离栅，通过RS-485 Modbus 协议与CCU通讯。HHX（遥控器） 可以控制煤机， 操作功能包括：向左/向右牵引煤机，升/降摇臂，打开 /关闭喷雾，还有不同的遥控辅助功能。

FaceBoss人机交互界面图

“工作面管家FaceBoss”的人机交互界面随着设备的升级，也不断发生变化，这里我们以早期的版本为例进行介绍，因为后来所有的版本都是在这个基础上升级而成的。

主界面：FaceBoss主屏幕显示了煤机的侧视图，和单独煤机部件的图。

泵和液压系统人机界面

FaceBoss 主页点击泵和液压部件图标，或在任一屏幕点击下部的泵和液压部件图标， 可以打开泵和液压状态屏幕。

点击菜单条上的过载（overlords）按钮，从泵和液压状态屏幕切换到泵和液压过载屏幕。如下图所示：

点击屏幕底部的任何一个趋势按钮，将显示对应的泵电机三相电流的趋势屏幕，如下图所示：

点击菜单条上的控制流程（control flow）按钮，从泵和液压状态屏幕，切换到泵和液压控制流程屏幕。

点击菜单条上的诊断（diagnostics）按钮，从泵和液压状态屏幕切换到泵和液压诊断屏幕。如下图所示：

此外，FaceBoss还可以从主界面分别进入牵引状态人机界面、截割部状态人机界面、破碎机状态人机界面、JNA控制器人机界面等，操作方法和视图与上述界面大同小异，这里不再赘述。

工作面管家（FaceBoss）2.0的新功能

最近，小松推出了FaceBoss2.0版本，对于这一版本，小松官网做了如下介绍：

特色和优势

· 减少了操作复杂性，增加了便携性。软硬件都进行了非常可靠的升级。
· 久益机械间实现了高度的数据整合。
· 断电重启或强制重启时，启动速度增加了50%
· 增强了数据管理能力
-提供额外的久益智造（JoySmart）的性能
-历史数据的储存能力
-高速采样的能力

·提升了故障诊断能力和故障排除能力
-和手持设备进行无线交流
-允许机器一边工作一边排除故障
-基本诊断会显示在双向遥控单元上
· 支持高阶的自动化和高级传感器。
· 能够进行新的双向无线电通讯

在FaceBoss2.0全自动平台的介绍中，官方网站特别介绍了双向无线电远程控制功能
这是FaceBoss2.0家族的新成员之一。该遥控器从底层进行了重新设计，使之更加符合人体工学，实现了双向通讯，内置屏幕，可为操作员提供板载故障查找、诊断和生产率相关指标。新的遥控器可以实现让操作者在“安全距离”内操作设备，新遥控器的环境等级为IP68，并获得MSHA，IECEx和ATEX认证。

以下是FaceBoss 2.0版本的人机交互界面

牵引状态

集气头控制流程

操作近似状态

输送机负荷

• 专用挂绳，可将遥控器放在肩膀上

• 通用功能的大型控件，易于区分

• 常用功能靠近操作工自然状态的手部位置

• 新的FaceBos s2.0控制系统提供基础

• 双向遥控器

• 产量信息和设备健康可远程访问

• 允许操作工远离工作面，减少粉尘和环境暴露

• 独特形状的杠杆，以区分功能

• 现场可更换部件

• 内置延长电池

• 没有外部连接器

• 通用FaceBoss图标和颜色

• 和设备双向通信，为操作工按人机工程学设计，易于维护

基本参数

射频频率: 915 - 928 MHz 2.4GHz

通信方式: 双向

屏幕: 3.5” 英寸彩色LCD

电池时长: shift ++

电池类型: 锂电池 (可拆卸)

大约外形尺寸: (长x宽x高):300 x 180 x 80 (160)/mm

按钮寿命: 一百万次

防护等级: IP68

冲击: 50g

通过标准: MSHA, IECEx, ATEX

我们摘录官网上对“工作面管家（FaceBoss）”的关键词介绍。

FaceBoss 控制系统特色：

• 通过优化截割性能、高可用性、自动序列和设置灵活性，实现生产率的最大化
  

• 使用车载图形显示器显示事件日志、消息和警报的高级诊断
  

• 多种语言选项，可以以各种语言显示操作员界面
  

• 能够从地面对设备进行实时监控的实时通讯
  

• 稳定的硬件设计，专为井下开采应用而制造
  

• 可用于所有井下开采设备的标准控制平台

概述

竞争压力和市场压力意味着您必须不断地加快产品生产速度，同时始终努力减少每吨煤炭的开采成本。这些目标随着保有储量日趋苛刻的开采特性和不断恶化的作业条件而变得愈加难以实现。
FaceBoss 控制系统使您的操作者可以使用一套强大的工具（包括操作者辅助工具、自动序列、高级诊断、机器性能监测、分析工具）来操作设备，找到生产率和每吨成本的最佳平衡点。
FaceBoss 是所有井下开采设备上安装的标准控制系统平台，可确保您的所有设备得到同等级的优化。FaceBoss 通过各种方式优化您的井下开采生产率：
优化截割性能：通过控制牵引电机速度和液压采煤速率，优化采煤机负载能力，从而在掏槽和截割过程中自动将截割速度提高到最大
高可用性反馈：控制回路防止所有电机卡滞和热过载情况，从而延长电机使用寿命，最大程度减少机器停机时间
自动序列：连续运行设置，即使在更换操作员或多个轮班时仍然可用；例如一键割煤功能能够控制截割起重臂位置，确保维持恰当的底板和顶板高度
操作参数灵活性设置：一般的循环截割要求（例如全采、半采、横切等）的不同操作参数可以预设并通过遥控站迅速选择，以避免设置延迟。

操作员暴露：该控制软件的设计方式使得操作人员尽可能不接触到灰尘、喷水和噪音，使操作人员一直处于设备的逆风侧

数据交换：控制系统包括采煤机与顶板支护系统的整合和数据交换，以最大程度提高整个系统的自动化多种标准功能
FaceBoss 界面具有以下功能：

• 高级诊断：显示事件日志、消息和警报。所有重要设备操作参数一直受到监控和记录，从而可以迅速轻松地确定任何设备故障根源
  

• 用户友好的屏幕：采用可视化屏幕设计简化设备初始设置，让操作员不用打开 XP 附件即可适应不断变化的采矿状况；另外，操作员可以远程选择预设煤车功能，进行空中采煤机反馈调整或采用自动序列调节顶板和底板切割极限
  

• 多种语言显示：可以轻松设置成以多种语言显示，让来自任何国家/地区的操作员均能轻松使用该控制系统
  

• 集成维修手册：可以快速轻松访问重要维修手册；另外，该界面还包括日常维护操作步骤指南和系统故障检修求助文档

远程实时通信
另外，FaceBoss 控制系统能够启用实时通信。当您的设备连接到地面计算机时，FaceBoss可使您从远程位置实时监控机器（远程机器监控或 RMM）。另外，控制系统能够连续将运行数据发送至地面计算机。

稳定的报表配件
采用久益露天报表软件 (JSRP)，可以对数据进行分析，在每个轮班后生成具有附加价值的生产报表并以邮件形式发送至预设的工作人员。这种反馈可以让经理在必要时进行干预，作出必要的修改。也可生成和发送每月生产和工程报表。