架空乘人装置无人值守、远程操作技术改造探究

架空乘人装置无人值守、远程操作技术改造探究

作者：袁富强

来源：《科学与信息化》2018年第03期

摘要架空乘人装置无人值守系统把以太网和可编程逻辑控制器应用于架空乘人装置无人值守系统的自动控制系统中，这不仅能够有效降低成本，同时也能提高矿井的自动化水平。远程监控系统与架空乘人装置控制系统相结合，可以实现了架空乘人装置监控和无人值守一体化，本文就架空乘人装置无人值守、远程操作技术改造相关方面展开探究。

关键词架空乘人装置；无人值守；远程操作；技术改造

目前，我矿引进的架空乘人器系统在运行过程中有以下几个弊端：①装置需要固定值守人员，机头必须有专人负责开车。②装置使用不方便。机尾有需要乘坐猴车的职工的时候，必须用信号或电话和司机联系。③装置每班不停运转，既浪费人力又浪费电力。为了适合集团公司“四化三减”要求，研发架空乘人装置无人值守、远程操作系统成为提高设备运行安全水平和运输效率，降低人力成本的迫切需求[1]。

2 系统组成及功能

2.1 系统组成

本系统由运输调度室上位机、组态监控软件、以太网交换机、通信接口、UPS电源、打印机、井下光端机、隔爆兼本安型稳压电源、辅件等组成。该系统核心硬件主要包括可编程控制器（PLC）控制模块、可编程控制器（PLC）通讯扩展模块、以太网网络通信设备以及工控机服务器等。通过组建工业以太网实现通讯功能，在工控机上组态软件的监控界面来实现对设备运转状态的实时监测与控制。

2.2 功能

①集控室可远程控制架空乘人装置的启、停、急停、故障复位等。②对系统（传感器等）相关数据进行实时监测；如减速机油温、当前运行速度、运行时间等。数据计算、判断、处理、传输、控制等功能具有实时性，能周期循环运行，而不中断。③实时掌握系统的当前状况、故障等情况。④具有在不中断正常监控功能的条件下由用户随时生成、修改各种参数及表格的功能。⑤具有系统相关信息输出、存储、历史查询、打印（可打印运行画面、图片、数据报表、曲线）等功能⑥可实现监控信息、画面等远程局域网访问，方便设备信息共享。⑦系统对各个监视点进行远程监视、对关键画面进行拍照、历史记录存储、调入查看等。上下人地

点及变坡点有视频监控装置。⑧采用研华原装工控机，运用组态软件技术平台模拟现场工况，实时监控系统参数、系统状态、各保护传感器的状态、故障信息、故障实时“语言告警”、历史记录查询等；并可在以太网上进行信息共享[2]。

3 系统技术改造

以淮北矿业朱庄煤矿架空乘人装置为例，该装置型号为RJY45-30/1200，运输长度

980m，倾角10°。架空乘人装置安装了本安型操作台，沿线安装了机头点、上车点、变坡点、下车点四个摄像头，四路视频信号均接入井下工业以太环网，从而实现架空乘人装置的启动、停止及运行情况的视频监视。

3.1 技术改造

该煤矿建立了综合自动化系统，原有自动化系统中接入了11轨道架空乘人装置。为节省成本，考虑将架空乘人装置融合到原有自动化系统中，这样不仅不用增加监控主机及显示器等相关设备，而且用原有的组态软件进行人机界面的设计可以有效降低成本；同时，可以提高与原有自动化各子系统的融合度。运输巷架空乘人装置本安操作台的屏幕上配备了MODBUS TCP/IP接口，为操作屏配备了一个可用的IP地址，利用光电转换模块通过光缆接入到井下工业环网中，再通过井下千兆工业环网上传至自动化集控中心。数据传输至集控中心后，通过KEPServerEx软件将数据转换至IFIX数据库，用组态软件IFIX设计架空乘人装置系统的人机界面，利用FLASH软件和VBA脚本编辑器完善人机界面。画面是根据工业现场的要求进行设计，实现对架空乘人装置的远程控制。

沿线视频信号的接入仍然优先考虑能尽量降低改造成本。由于该煤矿综合自动化工程有专用的视频工控主机及硬件设备，且架空乘人装置的视频厂家能够提供软件支持，故考虑将四路视频信号用海康专用软件和自动化原有视频共用一台监控主机，可以有效节约成本。首先为网络硬盘录像机配备一个可用的IP地址，然后利用光电转换模块通过光缆就近接入到井下工业环网交换机，再通过井下千兆工业环网将视频信号上传至自动化集控中心。

3.2 方案的实施

从架空乘人装置操作台敷设一趟8芯光缆至新副井下口信号硐室，光缆两端各增加2台光电转换模块，分别熔接2芯光缆通过百兆电口模块接入交换机。架空乘人装置操作台及视频硬盘录像机分别设置2个IP地址接入子系统和视频监控系统。数据传输至集控中心后通过KEPServer软件读取架空乘人装置数据并使用IFIX组态软件制作人机界面，实现架空乘人装置系统的远程控制。视频系统可以进行视频的实时传输及历史回放。

乘人装置机头、机尾以及中途各乘车点分别装有红外线传感器，然后传感器分别接入各分站控制器。红外线传感器是一种新型高灵敏度探测元件。它能以非接触形式检测出人体辐射的

红外线能量变化，并将其转换成电压信号输出，然后传输到主控制器。当乘车人员通过乘车点时，通过传感器检测来实现无人乘坐时，系统自动停车，有人乘车时自动启动，从而实现无人值守。实现无人值守的启动模式，运行将以程序内部设定的时间限时运行（此时间根据装置从机头运行到机尾的时间设定.再延时30秒钟后自动停机），启动后计时器开始计时，当有上人检测信号时，时间将返回到原来的数值并重新计时，即时间记忆刷新，当剩余时间为0时系统将自动停机。

4 项目改造效果

该煤矿架空乘人装置原每班需配备一名岗位工，每天需要配备3名岗位工。系统接入后，无须配备岗位工，可以实现无人值守。按照减少岗位作业人员3人、每人月工资3000元计算，每年可节省资金10.8万元。此外，通过远程监控系统与架空乘人装置控制系统相结合，该系统不用操作司机，实现设备自动起停，既能实现长期的连续运行，又能实现无人值守运行和远程智能监控运行等多种运行状态。

5 结束语

通过远程监控系统与架空乘人装置控制系统相结合，实现了架空乘人装置监控和无人值守一体化，通过组建工业以太网实现通讯功能，采用研华原装工控机，运用组态软件技术平台来实现设备运转状态的监测与控制，提高了煤矿企业对设备运行状况的监测和对设备的科学管理能力，起到减员提效的目的。

参考文献

[1] 陈国华.基于工业以太网的架空乘人装置无人值守运行研究[D].成都：电子科技大学，2012.

[2] 应中宝.架空乘人装置远程监控系统的设计与应用[J].中国煤炭工业，2017，（1）：54-55.