系統(tǒng)概述

       架空乘人裝置自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠與否直接影響礦井的經(jīng)濟(jì)效益，為提高系統(tǒng)的可靠性和安全性，實(shí)施集中監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的綜合保護(hù)與遠(yuǎn)程控制，是十分必要的。架空乘人裝置自動(dòng)化系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行，不僅要有現(xiàn)場(chǎng)操控主機(jī)及先進(jìn)的傳感器，還需要遠(yuǎn)程能夠控制和協(xié)調(diào)指揮各架空乘人系統(tǒng)的上位機(jī)，對(duì)架空乘人系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制、地面調(diào)度遠(yuǎn)程監(jiān)控、視頻監(jiān)視等環(huán)節(jié)進(jìn)行集中控制，這是煤礦自動(dòng)化集中控制發(fā)展的重要方向，也是煤礦自動(dòng)化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的基礎(chǔ)。

高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、安全、節(jié)能、省力，減少崗位人員，最終達(dá)到降低成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率以獲取最大利潤(rùn)是今后煤炭企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中生存的基礎(chǔ)，煤礦要發(fā)展、要生存，必須走高產(chǎn)、高效、實(shí)現(xiàn)礦井自動(dòng)化之路，通過(guò)自動(dòng)化建設(shè)實(shí)現(xiàn)減員增效、降低成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，而架空乘人自動(dòng)化系統(tǒng)是煤礦自動(dòng)化的組成部分。為此我公司自主研發(fā)了架空乘人裝置無(wú)人值守的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

實(shí)現(xiàn)架空乘人自動(dòng)化控制，主要具有以下優(yōu)點(diǎn)。

           第一、傳感器自動(dòng)檢測(cè)人員上下車，自動(dòng)開停猴車，提高有效的開機(jī)率，減少無(wú)功電耗，降低運(yùn)行成本。

           第二、可大量減少看護(hù)人員，相應(yīng)減少工資投入，促進(jìn)自動(dòng)化智能化建設(shè)，提高維護(hù)質(zhì)量，減少事故發(fā)生，變發(fā)生事故后的被動(dòng)檢修為主動(dòng)的定期檢修，提高設(shè)備的有效使用率。

           第三、可以保證架空乘人裝置安全高效運(yùn)行，防止超速、掉繩、越位等，造成安全事故及人身事故的發(fā)生，提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率。

系統(tǒng)組成

         1．工業(yè)計(jì)算機(jī)及上位機(jī)軟件：遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)顯示、遠(yuǎn)程運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控及視頻監(jiān)視，支持Web瀏覽，可與礦山自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)對(duì)接；

         2．KXJ127礦用隔爆兼本安型可編程控制箱：架空乘人裝置控制、數(shù)據(jù)顯示、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)上傳等；

         3．KTK18-D礦用本安型數(shù)字?jǐn)U音電話：系統(tǒng)打點(diǎn)、通話、起車預(yù)警、故障報(bào)警核心；

         4．DXJ127/24礦用隔爆兼本安型電源箱：沿線擴(kuò)音電話供電(沿線擴(kuò)播電話多于15臺(tái)以上使用)；

         5．KHJ24礦用本安型急停開關(guān)：實(shí)現(xiàn)沿線急停閉鎖；

         6．KXH127礦用隔爆兼本安型聲光信號(hào)器：安裝在乘人下車點(diǎn)，以聲光信號(hào)的方式提示乘人下車，以及起車預(yù)警；

         7．速度、越位、重錘限位、乘人間距、沿線掉繩、電機(jī)、減速機(jī)溫度、振動(dòng)等傳感器，用于架空乘人裝置保護(hù)；

         8．視頻監(jiān)視系統(tǒng)：實(shí)時(shí)監(jiān)視架空乘人裝置狀況及各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，遠(yuǎn)程監(jiān)視核心。

系統(tǒng)功能

1.系統(tǒng)基本功能

        (1)架空乘人裝置系統(tǒng)具備完善的傳感器、執(zhí)行器及控制器，滿足繩道脫索監(jiān)測(cè)保護(hù)、斷繩自動(dòng)抓捕功能、越站停機(jī)保護(hù)、急停閉鎖保護(hù)等功能要求；

        (2)架空乘人裝置系統(tǒng)具備運(yùn)行速度、電機(jī)振動(dòng)、溫度、電壓、電流、功率等狀態(tài)信號(hào)的采集傳輸；

        (3)系統(tǒng)可對(duì)架空乘人裝置的開停時(shí)間、乘人數(shù)量、操作記錄、故障信息等數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。能夠按乘坐人員情況，自動(dòng)識(shí)別負(fù)載及空載，在空載情況下自動(dòng)停機(jī)，實(shí)現(xiàn)有人運(yùn)行、無(wú)人停車等功能；

        (4)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作告警、電壓電流越限告警、高溫報(bào)警、負(fù)載超限、速度異常等報(bào)警，并有報(bào)警文字信息提示、語(yǔ)音提示。有故障報(bào)警等運(yùn)行參數(shù)記錄；

        (5)通過(guò)組態(tài)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、歸類、存儲(chǔ)、處理，形成系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)畫模擬圖；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、運(yùn)行事件、歷史趨勢(shì)曲線、直方圖、操作記錄等數(shù)據(jù)報(bào)表。

        (6)系統(tǒng)具有靈活多樣的控制方式，包括遠(yuǎn)程模式、連續(xù)模式、斷續(xù)模式、檢修模式等，在現(xiàn)場(chǎng)主機(jī)及遠(yuǎn)程上位機(jī)都可以進(jìn)行設(shè)備的啟、停操作，具有本地控制和遠(yuǎn)程遙控雙重功能，系統(tǒng)能根據(jù)架空乘人裝置設(shè)備狀態(tài)、保護(hù)情況等信息進(jìn)行邏輯判斷，自動(dòng)完成對(duì)架空乘人裝置及附屬設(shè)備的控制，達(dá)到無(wú)人值守要求；

        (7)地面調(diào)度中心工控機(jī)安裝運(yùn)行系統(tǒng)組態(tài)軟件，采集礦井架空乘人裝置監(jiān)控主機(jī)上傳的數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行整理并做相應(yīng)處理。在系統(tǒng)主機(jī)上進(jìn)行操作，可以遠(yuǎn)程修改井下主機(jī)的運(yùn)行程序；可以對(duì)設(shè)備啟停操作和故障跳閘后信號(hào)復(fù)位操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)架空乘人裝置運(yùn)行系統(tǒng)的監(jiān)控；

        (8)通過(guò)架空乘人裝置沿線安裝通訊設(shè)備，實(shí)現(xiàn)地面集控中心、現(xiàn)場(chǎng)操作平臺(tái)、運(yùn)輸線路全段視頻監(jiān)視、語(yǔ)音互聯(lián)互通；

        (9)系統(tǒng)具有通訊接口功能，主機(jī)采用德國(guó)西門子PLC，可同時(shí)與觸摸屏及地面上位機(jī)通訊，傳送數(shù)據(jù)，交換信息，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙控、搖調(diào)功能；   

       (10)系統(tǒng)能以非接觸形式檢測(cè)出人員變化。無(wú)人乘坐時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)降低運(yùn)行速度，有人乘車時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)并達(dá)到規(guī)定速度，運(yùn)行時(shí)間將以程序內(nèi)部設(shè)定的時(shí)間限時(shí)運(yùn)行（此時(shí)間根據(jù)裝置從機(jī)頭運(yùn)行到機(jī)尾的時(shí)間設(shè)定，再延時(shí)30秒鐘后自動(dòng)減速）。

2.系統(tǒng)工作模式

控制系統(tǒng)有三種運(yùn)行方式：“連續(xù)”、“斷續(xù)”和“檢修”。通過(guò)選擇相應(yīng)運(yùn)行方式后能在觸摸屏上顯示所選擇的運(yùn)行方式。

  (1)連續(xù)運(yùn)行方式

       當(dāng)工作模式選擇“連續(xù)”時(shí)，觸摸屏窗口顯示“連續(xù)方式”，系統(tǒng)在啟動(dòng)后，將24小時(shí)不停地運(yùn)行，此狀態(tài)適用于人員流動(dòng)較大的礦井。

先按下“開車預(yù)警”按鈕，安全制動(dòng)電機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，再按下“啟動(dòng)”按鈕，制動(dòng)電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)后乘人裝置電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)，窗口分別顯示各電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。

(2)斷續(xù)運(yùn)行方式

       此運(yùn)行方式是一種節(jié)能的運(yùn)行方式，通過(guò)主機(jī)面板設(shè)定的時(shí)間（如設(shè)100秒，在“參數(shù)設(shè)置”畫面中有個(gè)“自動(dòng)運(yùn)行時(shí)間設(shè)置”，通過(guò)面板按鍵進(jìn)行設(shè)置）來(lái)限時(shí)運(yùn)行（此時(shí)間根據(jù)裝置運(yùn)行一周的50%的時(shí)間設(shè)定，可將乘坐人員從機(jī)頭送到機(jī)尾或從機(jī)尾送到機(jī)頭。）。

當(dāng)工作模式選擇為“斷續(xù)”時(shí)，觸摸屏窗口顯示“斷續(xù)方式”，先按下“開車預(yù)警”按鈕，再按下“啟動(dòng)”啟動(dòng)過(guò)程與連續(xù)啟動(dòng)相同（也可以通過(guò)上人檢測(cè)傳感器檢測(cè)到有上人信號(hào)時(shí)自動(dòng)開車），啟動(dòng)后計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，當(dāng)有上人檢測(cè)信號(hào)時(shí)，時(shí)間將重新計(jì)時(shí)，即時(shí)間記憶刷新，當(dāng)剩余時(shí)間為0時(shí)系統(tǒng)將自動(dòng)停機(jī)。

(3)檢修方式

       當(dāng)工作模式選擇為“檢修”時(shí)，觸摸屏窗口顯示“檢修方式”，此時(shí)“啟動(dòng)”變?yōu)辄c(diǎn)動(dòng)啟動(dòng)，即按下“啟動(dòng)”不松開，乘人裝置電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)且窗口模擬動(dòng)畫運(yùn)行，觸摸屏窗口分別顯示各電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。松開“啟動(dòng)”后系統(tǒng)將馬上停止運(yùn)行。

3.顯示功能

       控制主機(jī)配有10寸彩色液晶顯示器，能以圖形、動(dòng)畫及漢字顯示的形式顯示架空乘人裝置各設(shè)備及傳感器的工作狀態(tài)，并且能夠顯示各種保護(hù)報(bào)警信息等，且具有歷史報(bào)警查詢功能。

4.系統(tǒng)保護(hù)功能

       架空乘人控制具有多種保護(hù)功能，保護(hù)動(dòng)作時(shí)主站會(huì)做出相應(yīng)處理，同時(shí)具有語(yǔ)音報(bào)警提示功能。

（1）電動(dòng)機(jī)故障保護(hù)

       由電網(wǎng)系統(tǒng)提供井下猴車高壓開關(guān)的參數(shù)，當(dāng)出現(xiàn)過(guò)電流、漏電、低電壓等電氣故障，利用上位機(jī)和PLC實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并進(jìn)行控制。

（2）猴車啟動(dòng)保護(hù)

       猴車在啟動(dòng)時(shí)候，先啟動(dòng)抱閘，監(jiān)測(cè)抱閘開關(guān)到位信號(hào)，當(dāng)抱閘到位后，啟動(dòng)猴車電機(jī)，同時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)的運(yùn)行反饋信號(hào)，當(dāng)控制信號(hào)發(fā)出后，延時(shí)3~5s，設(shè)備仍然無(wú)運(yùn)行反饋信號(hào)，系統(tǒng)將進(jìn)行停機(jī)、并發(fā)出對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音報(bào)警。

（3）權(quán)限保護(hù)

      在進(jìn)行參數(shù)設(shè)定前，必須先用戶登錄，才可以進(jìn)行修改參數(shù)，有效的防止非專業(yè)人員進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。

（4）各傳感器保護(hù)

      沿線急停、欠速、過(guò)速、越位、重錘限位、乘人間距、沿線掉繩、電機(jī)、減速機(jī)油溫等故障保護(hù)，任意保護(hù)動(dòng)作，系統(tǒng)將停車，并發(fā)出對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音報(bào)警提示。

現(xiàn)場(chǎng)所有的保護(hù)都會(huì)記錄在地面調(diào)度上位機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)控制器觸摸屏歷史報(bào)警記錄畫面，至少保存1年以上，支持導(dǎo)出excel或打印功能。實(shí)時(shí)報(bào)警信息可以在系統(tǒng)監(jiān)控畫面下端報(bào)警滾動(dòng)條中進(jìn)行輪詢顯示。

5.系統(tǒng)通訊接口

       PLC系統(tǒng)預(yù)留有RS485通信模塊、標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)接口便于和智能供電設(shè)備或現(xiàn)場(chǎng)其它智能設(shè)備建立連接，達(dá)到數(shù)據(jù)讀寫功能。

       PLC系統(tǒng)通過(guò)光纖傳輸與地面上位機(jī)之間實(shí)現(xiàn)通訊。

       整個(gè)網(wǎng)絡(luò)采用工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域開放式的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。設(shè)備可從現(xiàn)場(chǎng)級(jí)一直連接到管理級(jí)。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)范圍內(nèi)的通訊，并支持礦山范圍內(nèi)的工程與組態(tài)，直到現(xiàn)場(chǎng)級(jí)均支持IT 標(biāo)準(zhǔn)。提高產(chǎn)品的易用性及系統(tǒng)的可維護(hù)性。采用實(shí)時(shí)以太網(wǎng)通訊，通道數(shù)據(jù)響應(yīng)小于150毫秒。

6.語(yǔ)音對(duì)講及聲光報(bào)警功能

       該系統(tǒng)主機(jī)與擴(kuò)音電話配套使用，實(shí)現(xiàn)猴車沿線打點(diǎn)、通話、語(yǔ)音報(bào)警等功能，聲音清晰洪亮。猴車巡檢人員可隨時(shí)與沿線人員通話，便于猴車檢修、聯(lián)絡(luò)。

地面監(jiān)控中心安裝語(yǔ)音對(duì)講軟件可以與架空乘人系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通話。

       系統(tǒng)具備語(yǔ)音報(bào)警的功能，當(dāng)猴車啟動(dòng)時(shí)，控制器會(huì)發(fā)出設(shè)備啟動(dòng)告警例如“猴車啟動(dòng)、請(qǐng)注意安全；猴車啟動(dòng)、請(qǐng)注意安全”，當(dāng)設(shè)備故障時(shí)控制器會(huì)根據(jù)不同的故障信息發(fā)出對(duì)應(yīng)的故障報(bào)警聲音例如“機(jī)頭越位保護(hù)、機(jī)頭越位保護(hù)”。同時(shí)報(bào)警語(yǔ)音可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)輸?shù)降孛嬲{(diào)度室，通過(guò)音響進(jìn)行播放；系統(tǒng)支持地面對(duì)井下猴車喊話功能，可以通過(guò)話筒與井下控制器之間進(jìn)行打點(diǎn)、喊話。

7.密碼保護(hù)功能

      在控制主站進(jìn)行參數(shù)設(shè)定前，必須先用戶登錄，才可以進(jìn)行修改參數(shù)，有效的防止非專業(yè)人員進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。

8.視頻監(jiān)視系統(tǒng)

      通過(guò)視頻攝像儀，采集現(xiàn)場(chǎng)圖像信息，采用光纖通訊介質(zhì)，上傳到地面監(jiān)控中心，可以直觀方便對(duì)架空乘人裝置現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的可靠性、安全性。攝像儀采用光纖級(jí)聯(lián)方式接入礦山的環(huán)網(wǎng)交換機(jī)直接上傳至地面監(jiān)控中心。

主要功能

  （1）信息采集：攝像機(jī)采集到的圖像信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸?shù)斤@示屏；

  （2）視頻分控管理：實(shí)現(xiàn)同時(shí)監(jiān)視多路不同的圖像信號(hào)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程訪問(wèn)、報(bào)警聯(lián)動(dòng)等功能；

  （3）監(jiān)視功能：通過(guò)顯示屏可以監(jiān)視到任何一路視頻信號(hào)；

  （4）回放功能：可以實(shí)時(shí)查詢和回放硬盤錄像機(jī)所保存的圖像；

  （5）錄像功能：硬盤錄像機(jī)實(shí)時(shí)和定時(shí)錄像存儲(chǔ)；

  （6）切換功能：對(duì)設(shè)定的圖像按時(shí)間周期掃描自動(dòng)輪巡；

  （6）預(yù)覽功能：用戶通過(guò)IE預(yù)覽器可以直接訪問(wèn)IP攝像機(jī)或視頻服務(wù)器；

  （7）錄像文件查詢功能：所有攝像機(jī)的錄像文件可以依據(jù)時(shí)間、報(bào)警記錄等查詢。

9.上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

     架空乘人裝置無(wú)人值守遠(yuǎn)程監(jiān)控站設(shè)置在調(diào)度中心，配置高性能工控機(jī)及顯示器、上位機(jī)軟件、組態(tài)軟件、音響、千兆交換機(jī)等設(shè)備，工控機(jī)安裝上位機(jī)組態(tài)軟件，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示架空乘人裝置工況參數(shù)，如越位、速度、掉繩、急停、電機(jī)溫度、振動(dòng)、速度等參數(shù)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、故障信息、視頻聯(lián)動(dòng)，并可在上位機(jī)上進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程操作以及和井下設(shè)備打點(diǎn)、通話、音樂(lè)播放等。

系統(tǒng)主要設(shè)備

1.主控設(shè)備

         KXJ127礦用隔爆兼本安型可編程控制箱：由西門子S7-1200系列PLC增加I/O擴(kuò)展模塊、模擬量采集模塊及標(biāo)準(zhǔn)通訊處理模組等組成。實(shí)現(xiàn)對(duì)架空乘人裝置系統(tǒng)的全面監(jiān)控和保護(hù)?？刂葡渑溆星度胧揭壕э@示屏，可以以圖文方式形象直觀展現(xiàn)各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和保護(hù)故障信息。此控制箱還具有以太網(wǎng)、RS485和CAN總線等多種通訊手段可無(wú)縫對(duì)接架空乘人裝置系統(tǒng)中其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)交互問(wèn)題；與礦井環(huán)網(wǎng)無(wú)縫連接后，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳和計(jì)算機(jī)控制功能等。

2.關(guān)聯(lián)設(shè)備

 （1）KTK18-D礦用本安型擴(kuò)音電話：為煤礦井下、露天煤礦、選煤廠專用通訊產(chǎn)品。主要適用與有瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)的煤礦斜井、巷道等場(chǎng)所。擴(kuò)音電話可實(shí)現(xiàn)沿線的打點(diǎn)、通話功能可發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)；并且接收外部信號(hào)遠(yuǎn)程播放音頻。

(2)KHJ24(B)礦用本安型急停開關(guān):適用于具有爆炸性混合氣體的危險(xiǎn)場(chǎng)所以及露天煤礦、選煤廠等工作場(chǎng)所，內(nèi)含CAN總線自動(dòng)尋址急停模塊，與可編程控制箱配套使用可作為受控設(shè)備的的沿線急停閉鎖，可使系統(tǒng)停機(jī)。

（3）XB127礦用隔爆型顯示器：用于煤礦井下需要不間斷監(jiān)控的場(chǎng)所。16路視頻信號(hào)進(jìn)入本顯示器，與顯示器內(nèi)部的光接收模塊等連接，轉(zhuǎn)化為視頻電信號(hào)后進(jìn)入顯示器內(nèi)部的硬盤錄像機(jī)，合成一路視頻圖像在顯示器上同時(shí)顯示16路視頻圖像。額定工作電壓AC127V，配備2 路 SC 型接口光端機(jī)。

（4）KXH127礦用隔爆兼本安型聲光信號(hào)器：適用于煤礦井下有瓦斯煤塵爆炸危險(xiǎn)的軌道斜巷、岔道口、彎道等場(chǎng)所，作為提升報(bào)警、叉軌指示、彎道報(bào)警、信號(hào)聯(lián)絡(luò)，以保證安全工作。

(5)KXB127礦用隔爆兼本安型聲光報(bào)警器:主要用于煤礦井下含有爆炸性氣體的場(chǎng)所，為運(yùn)輸巷道出入口或三叉口聲光報(bào)警用，報(bào)警時(shí)語(yǔ)音提示和雙面滾動(dòng)字屏顯示。該報(bào)警器同時(shí)還可以作為風(fēng)門、岔道或乘人器的語(yǔ)音提示系統(tǒng)。

（6）ZP-12R礦用熱釋光控傳感器：該傳感器具有結(jié)構(gòu)新穎、性能可靠、使用方便等特點(diǎn)。適用于有爆炸危險(xiǎn)的氣體（甲烷）和煤塵的礦井運(yùn)輸大巷、皮帶輸送機(jī)、儲(chǔ)煤倉(cāng)場(chǎng)等作業(yè)環(huán)境。傳感器主要由探頭、放大電路、選頻電路和輸出電路組成。當(dāng)傳感器探頭前方5M感應(yīng)人體濕熱紅外線（0-180）度范圍內(nèi)有人上車時(shí)，內(nèi)置繼電器常開點(diǎn)閉合通過(guò)通訊電纜傳輸給控制主機(jī)，控制設(shè)備啟停。