王寶金

（山西焦煤西山煤電股份有限公司西曲礦， 山西 古交 030200）

引言

西曲礦兩部架空乘人裝置每年需要支付給司機(jī)24萬(wàn)元的工資，并經(jīng)常出現(xiàn)誤匯報(bào)、不會(huì)操作的情況，影響了乘人裝置的正常運(yùn)行，埋下了安全隱患。進(jìn)行無(wú)人值守改造后會(huì)減少操作人員，還可以在地面實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)與情況，增強(qiáng)了架空乘人裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，同時(shí)還節(jié)約工資成本。

1 礦用索道概述

礦用索道（架空乘人裝置）主要用于礦井斜巷，平巷運(yùn)送人員，其工作原理類似于地面旅游索道。以電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)上的摩擦輪為驅(qū)動(dòng)裝置，采用架空的無(wú)極循環(huán)的鋼絲繩作為牽引承載。鋼絲繩主要靠尾部張緊裝置進(jìn)行張緊，沿途依托繩輪支撐，以維持鋼絲繩在托輪間的撓度和張力。抱索器將乘人吊椅與鋼絲繩連接并隨之作循環(huán)運(yùn)行從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)送人員的目的。目前，西曲礦有2.5 m架空人車、南三架空人車共兩部，控制系統(tǒng)由采用湘潭市恒欣實(shí)業(yè)公司生產(chǎn)，基本性能參數(shù)如表1所示。

表1 基本性能參數(shù)

原控制系統(tǒng)采用礦用隔爆兼本安型控制箱、操作臺(tái)、聲光語(yǔ)音控制箱、現(xiàn)場(chǎng)傳感器組成，配電采用QBZ-30、60、80、200/660（380）型礦用真空電磁起動(dòng)器。系統(tǒng)可完成架空人車的就地開(kāi)停，有比較齊全的保護(hù)功能，包括越位、全程緊急停車、過(guò)速飛車保護(hù)、欠速打滑保護(hù)、脫繩保護(hù)、配重限位保護(hù)、變坡點(diǎn)掉繩保護(hù)等[1]。

2 擬改增功能

1）架空人車主機(jī)可根據(jù)人員情況選擇閑時(shí)自動(dòng)開(kāi)停功能，節(jié)省電能、減少設(shè)備磨損。

2）由調(diào)度中心可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

3）全程視頻監(jiān)控功能，可存儲(chǔ)、查閱，可切換主畫(huà)面。

4）沿線語(yǔ)音擴(kuò)播通話功能。

5）架空人車進(jìn)線配電遠(yuǎn)控制功能，配置后備UPS，實(shí)現(xiàn)掉電可操作。

3 自動(dòng)開(kāi)停功能

為了達(dá)到對(duì)上、下車點(diǎn)人員的可靠識(shí)別，特采用礦用本安型熱釋紅外傳感器，配合礦用本質(zhì)安全型乘人傳感器，可靠完成人員的到位識(shí)別以及上、下車乘人識(shí)別，完成無(wú)人值守、設(shè)備開(kāi)停的可靠控制，保障設(shè)備有效節(jié)能[2]。同時(shí)配合沿線的完善保護(hù)、擴(kuò)播通話及報(bào)警功能，構(gòu)成完整的智能無(wú)人值守安全控制系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 “架空人車”無(wú)人值守自動(dòng)控制系統(tǒng)

3.1 運(yùn)行原理

在井底人車站端頭端尾斜上方設(shè)置熱釋紅外傳感器，在端頭鋼絲繩下方安裝乘人傳感器。當(dāng)系統(tǒng)開(kāi)啟無(wú)人值守模式，有人進(jìn)入端頭、端尾人車站時(shí)，熱釋紅外傳感器感應(yīng)到人體，送信號(hào)給PLC控制系統(tǒng)，通過(guò)PLC控制程序開(kāi)啟架空人車主機(jī)及相關(guān)的輔機(jī)設(shè)備，人車開(kāi)啟，即可乘人，當(dāng)人乘上人車后，觸發(fā)乘人傳感器，記錄人員上車時(shí)間，有多人乘車時(shí)，同時(shí)記錄人員數(shù)量。

當(dāng)人員下車時(shí)，觸發(fā)乘人傳感器，同時(shí)熱釋紅外傳感器感應(yīng)到人體，確認(rèn)乘車人員已全部下車，延時(shí)停車。通過(guò)減少設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，減少設(shè)備損耗，從而節(jié)省電能[3]。

4 調(diào)度中心遠(yuǎn)程控制

現(xiàn)架空人車控制系統(tǒng)由PLC控制箱、操作臺(tái)、保護(hù)傳感器等組成，PLC采用三菱FX2N，整個(gè)系統(tǒng)具有連續(xù)運(yùn)行與間斷運(yùn)行兩種運(yùn)行模式。

1）連續(xù)運(yùn)行：當(dāng)上下班人員高峰時(shí)段，啟動(dòng)連續(xù)運(yùn)行模式，24 h不間斷的運(yùn)行。

2）間斷運(yùn)行：當(dāng)有零散人員上下井時(shí)，需要有司機(jī)在操作臺(tái)上進(jìn)行控制，當(dāng)人員在機(jī)頭或機(jī)尾上車點(diǎn)乘坐猴車，司機(jī)起動(dòng)猴車，等最后上車的人下車由司機(jī)停車。

本次設(shè)計(jì)，增加調(diào)度中心電腦及上位軟件，制作控制畫(huà)面，因礦以太環(huán)網(wǎng)已經(jīng)建成在用，原PLC就近接入環(huán)網(wǎng)交換機(jī)[4]。

當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)操作臺(tái)切換到遠(yuǎn)控模式后，交由調(diào)度中心計(jì)算機(jī)進(jìn)行無(wú)人值守遠(yuǎn)控，通過(guò)畫(huà)面進(jìn)行兩種操作模式：遠(yuǎn)控連續(xù)運(yùn)行模式與無(wú)人值守自動(dòng)控制模式。

調(diào)度中心計(jì)算機(jī)裝有控制軟件，模擬現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行界面，顯示設(shè)備狀態(tài)運(yùn)行指示及報(bào)警畫(huà)面。進(jìn)行模擬操作切換，網(wǎng)絡(luò)示意如圖2所示。

圖2 PLC接入方式

5 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

西曲礦2.5 m和南三兩處的兩部架空人車控制系統(tǒng)最大工作距離343 m，擬各配置6臺(tái)攝像機(jī)，頭尾乘車點(diǎn)各安裝1只、變坡點(diǎn)及中間安裝4只。在調(diào)度中心安放27英寸顯示屏，加硬盤(pán)錄像機(jī)進(jìn)行管理，可實(shí)時(shí)多畫(huà)面顯示所有位置圖像。

5.1 設(shè)計(jì)原則

視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、性能穩(wěn)定、節(jié)約成本的原則。綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)及操作因素，并將為我礦今后的發(fā)展、擴(kuò)建、改造等因素留有擴(kuò)充的余地。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容是系統(tǒng)、完整且全面的，設(shè)計(jì)方案具有科學(xué)性、合理性和可操作性。

本系統(tǒng)通過(guò)調(diào)度中心對(duì)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)各監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行綜合監(jiān)控，時(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)掌握重要情況，及時(shí)處理各類警情。該視頻監(jiān)控系統(tǒng)大大減少勞動(dòng)強(qiáng)度，減少設(shè)備運(yùn)行維護(hù)人員；另外，系統(tǒng)的綜合統(tǒng)籌管理可使設(shè)備按最優(yōu)組合運(yùn)行，在最佳情況下運(yùn)行，既節(jié)能，又大大減少了設(shè)備損耗與設(shè)備維修費(fèi)用，從而提高監(jiān)管力度與綜合管理水平。

5.2 系統(tǒng)架構(gòu)

根據(jù)實(shí)際情況，為架空人車巷道配置一套視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)前端系統(tǒng)的視頻資源進(jìn)行采集傳輸，方便系統(tǒng)控制及安全，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理。

系統(tǒng)前端采用隔爆型攝像機(jī)，內(nèi)置光電模塊，通過(guò)光纖直連環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，通過(guò)調(diào)度中心硬盤(pán)錄像機(jī)進(jìn)行管理，顯示器進(jìn)行輸出顯示，系統(tǒng)拓樸如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)拓樸示意圖

6 沿線語(yǔ)音擴(kuò)播通話系統(tǒng)

本次架空人車沿線根據(jù)需要設(shè)六組擴(kuò)音電話，可用于沿線通話和故障報(bào)警，同時(shí)通過(guò)語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)可與調(diào)度中心電話進(jìn)行通話功能，系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖4所示。

圖4 沿線語(yǔ)音擴(kuò)播通話系統(tǒng)

7 架空人車進(jìn)線配電遠(yuǎn)控

現(xiàn)配電開(kāi)關(guān)使用型號(hào)為BKD-400型、KBZ-200型，均為配套設(shè)備，需將控制部分接入PLC控制系統(tǒng)，使其具有遠(yuǎn)控功能，同時(shí)配置后備UPS，實(shí)現(xiàn)掉電可操作。

8 結(jié)語(yǔ)

進(jìn)行架空乘人無(wú)人值守改造完成后，建立健全相應(yīng)的制度和記錄，使得管理更為規(guī)范統(tǒng)一，避免了很多由人為因素造成的不良影響，數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確可靠，增強(qiáng)抽水系統(tǒng)的運(yùn)行連續(xù)性、安全性與穩(wěn)定性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)減員增效的目的。