文/應(yīng)中寶

煤礦架空乘人裝置在井下輔助運(yùn)輸系統(tǒng)中得到了快速的發(fā)展與普及。推廣適合煤礦需要的安全、高效輔助運(yùn)輸設(shè)備，加快煤礦輔助運(yùn)輸機(jī)械化和現(xiàn)代化的步伐，實(shí)現(xiàn)架空乘人裝置的無人、少人運(yùn)行，是進(jìn)一步提高設(shè)備運(yùn)行安全水平和運(yùn)輸效率、降低運(yùn)行成本的有效手段。鄭煤集團(tuán)趙家寨煤礦在西翼運(yùn)輸巷架空乘人裝置現(xiàn)場控制的基礎(chǔ)上，利用井下千兆工業(yè)環(huán)網(wǎng)和上位機(jī)組態(tài)軟件相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了架空乘人裝置遠(yuǎn)程控制。

一、現(xiàn)狀及存在的問題

1.現(xiàn)狀

趙家寨煤礦西翼運(yùn)輸巷架空乘人裝置型號為RJKY-32/1300，運(yùn)輸長度850m，傾角5°。架空乘人裝置安裝了本安型操作臺，沿線安裝了機(jī)頭位、上車位、下車位、機(jī)尾位四個(gè)攝像頭，四路視頻信號均接入網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)架空乘人裝置的啟動、停止及運(yùn)行情況的視頻監(jiān)視。

2.存在的問題

雖然現(xiàn)場能夠?qū)崿F(xiàn)架空乘人裝置的啟動與停止，但是仍需要配備崗位工，降低了工作效率，提高了生產(chǎn)成本。

二、遠(yuǎn)控及視頻接入技術(shù)方案的確定

1.遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)方案

趙家寨煤礦建立了綜合自動化系統(tǒng)，原有自動化系統(tǒng)中接入了11軌道架空乘人裝置。為節(jié)省成本，考慮將西翼運(yùn)輸巷架空乘人裝置融合到原有自動化系統(tǒng)中，這樣不僅不用增加監(jiān)控主機(jī)及顯示器等相關(guān)設(shè)備，而且用原有的組態(tài)軟件進(jìn)行人機(jī)界面的設(shè)計(jì)可以有效降低成本；同時(shí)，可以提高與原有自動化各子系統(tǒng)的融合程度。西翼運(yùn)輸巷架空乘人裝置本安操作臺的屏幕上配備了MODBUSTCP/IP接口，為操作屏配備了一個(gè)可用的IP地址，利用光電轉(zhuǎn)換模塊通過光纜接入到井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)中，再通過井下千兆工業(yè)環(huán)網(wǎng)上傳至自動化集控中心。數(shù)據(jù)傳輸至集控中心后，通過KEPServerEx軟件將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至IFIX數(shù)據(jù)庫，用組態(tài)軟件IFIX設(shè)計(jì)架空乘人裝置系統(tǒng)的人機(jī)界面，利用FLASH軟件和VBA腳本編輯器完善人機(jī)界面。畫面是根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對架空乘人裝置的遠(yuǎn)程控制。

2.視頻信號接入方案

沿線視頻信號的接入仍然優(yōu)先考慮能盡量降低改造成本。由于趙家寨煤礦綜合自動化工程有專用的視頻工控主機(jī)及硬件設(shè)備，且架空乘人裝置的視頻廠家能夠提供軟件支持，故考慮將四路視頻信號用海康專用軟件和自動化原有視頻共用一臺監(jiān)控主機(jī)，可以有效節(jié)約成本。首先為網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)配備一個(gè)可用的IP地址，然后利用光電轉(zhuǎn)換模塊通過光纜就近接入到井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，再通過井下千兆工業(yè)環(huán)網(wǎng)將視頻信號上傳至自動化集控中心。

三、方案實(shí)施及功能實(shí)現(xiàn)

1.方案的實(shí)施

從架空乘人裝置操作臺敷設(shè)一趟8芯光纜至西翼運(yùn)輸巷二部皮帶機(jī)頭，光纜兩端各增加2臺光電轉(zhuǎn)換模塊，分別熔接2芯光纜通過百兆電口模塊接入交換機(jī)。架空乘人裝置操作臺及視頻硬盤錄像機(jī)分別設(shè)置2個(gè)IP地址接入子系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)。數(shù)據(jù)傳輸至集控中心后通過KEPServer軟件讀取架空乘人裝置數(shù)據(jù)并使用IFIX組態(tài)軟件制作人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)架空乘人裝置系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。視頻系統(tǒng)通過?？祵Ｓ密浖M(jìn)行視頻的實(shí)時(shí)傳輸及歷史回放。

2.功能的實(shí)現(xiàn)

（1）遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的實(shí)施及功能。架空乘人裝置上位機(jī)組態(tài)使用IFIX組態(tài)軟件設(shè)計(jì)，并利用FLASH軟件設(shè)計(jì)界面，更加生動形象地顯示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)以下功能：

①實(shí)時(shí)監(jiān)測。實(shí)時(shí)監(jiān)測架空乘人裝置狀況，對其運(yùn)行狀況動態(tài)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理報(bào)警信息，對異常情況進(jìn)行聲音預(yù)警。

②設(shè)備動態(tài)監(jiān)測。系統(tǒng)通過獲取架空乘人裝置的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，將井下生產(chǎn)狀況以圖文一體化方式可視化地展現(xiàn)在辦公桌面上。生產(chǎn)監(jiān)控值班員通過綜合自動化系統(tǒng)實(shí)時(shí)掌握設(shè)備狀況。系統(tǒng)能夠?qū)Ω鞣N生產(chǎn)異常狀況自動報(bào)警，提醒監(jiān)控值班員及時(shí)處理異常狀況，并自動存儲報(bào)警信息。

③遠(yuǎn)程控制。系統(tǒng)在管理員擁有控制權(quán)限時(shí)，能夠通過系統(tǒng)所提供的遠(yuǎn)程控制功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手動控制設(shè)備開停等功能。并自動存儲操作時(shí)間、操作內(nèi)容等信息，以備查詢。

④歷史曲線。系統(tǒng)可以查看某測點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線，選擇日期查看某測點(diǎn)歷史數(shù)據(jù)的曲線，在曲線的值坐標(biāo)上可以自定義刻度。

⑤故障報(bào)警分析。系統(tǒng)自動統(tǒng)計(jì)出報(bào)警故障個(gè)數(shù)，并可點(diǎn)擊查看相應(yīng)詳細(xì)信息，可以按類別、等級、日期段等條件查詢和統(tǒng)計(jì)歷史報(bào)警或故障信息。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障和報(bào)警的時(shí)候會自動彈出報(bào)警條，根據(jù)用戶自定義的等級嚴(yán)重性排序，并提供聲音預(yù)警。

⑥權(quán)限管理。系統(tǒng)具有安全管理機(jī)制，明確區(qū)分開管理員與操作員并自動將相應(yīng)的權(quán)限賦予不同身份人員，根據(jù)登錄信息劃分不同的操作權(quán)限。

⑦報(bào)警聯(lián)動。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)報(bào)警時(shí)，能夠自動彈出架空乘人裝置視頻信號，讓值班員能夠清楚了解現(xiàn)場情況。

（2）視頻信號接入的實(shí)施及功能。架空乘人裝置視頻信號通過視頻錄像機(jī)接入井下千兆工業(yè)環(huán)網(wǎng)，把經(jīng)過數(shù)字化壓縮、編碼的視頻數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心的解碼器對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮、解編碼，同時(shí)存儲視頻數(shù)據(jù)。架空乘人裝置分為4路視頻信號，分別為機(jī)頭位、上車位、下車位、機(jī)尾位，通過?？祵Ｓ密浖M(jìn)行查看，并具備以下功能：

①畫面監(jiān)視和畫面切換功能。

②實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的視頻聯(lián)動。

③支持實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸，多個(gè)用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽視頻服務(wù)器。

④支持動態(tài)錄像、連續(xù)錄像和定時(shí)錄像三種錄像方式，并支持單幀圖像的捕獲存儲。

⑤可根據(jù)錄像的時(shí)間以及視頻源進(jìn)行檢索、回放、自動硬盤存儲管理等。

四、應(yīng)用效果

趙家寨煤礦西翼運(yùn)輸巷架空乘人裝置原每班需配備一名崗位工，每天需要配備3名崗位工。系統(tǒng)接入后，無需配備崗位工，可以實(shí)現(xiàn)無人值守。按照減少崗位作業(yè)人員3人、每人月工資3000元計(jì)算，每年可節(jié)省資金10.8萬元。

綜上所述，架空乘人裝置無人值守系統(tǒng)雖然涉及多個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)知識，但是局限性較小，把以太網(wǎng)和可編程邏輯控制器應(yīng)用于架空乘人裝置無人值守系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)中，無需大量工程就能夠取得良好效果。這不僅能夠有效降低成本，同時(shí)通過計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)加強(qiáng)對設(shè)備的管理，也能提高礦井的自動化水平，值得大力推廣應(yīng)用。