礦井主運斜巷安全裝備智能化的探討
作者：佚名
2008-07-24 10:02
來源：不詳
1 引言
在礦井輔助運輸中，主運斜巷占有極其重要的位置，它是連接主要運輸大巷和采區內部的咽喉，主運斜巷多采用串車提升，有的主運斜巷還兼做行人巷道，因此，主運斜巷的 安全 管理尤為重要， 煤礦 安全 01manbetx 370條1-6款對傾斜井巷內使用串車提升的 安全裝備做出了具體規定；可歸納 總結如下：一是斜巷跑車防護裝置；二是防跑車、防誤入裝置；三是斜井信號裝置。此三項裝備是保證斜巷 安全提升，防止各類運輸 02manbetx.com 發生的根本保障。隨著科學技術的不斷進步，斜巷安全裝備由不規範的設施逐漸向規範的智能化的定型產品發展。例如，跑車防裝置：目前較為普遍推廣使用的有陝西航泰電氣有限公司生產的FJB-A型雙餘度常閉式跑車防護裝置和江蘇常熟 煤礦井筒專用設備廠生產的KHG6-127/B型常閉式跑車防護裝置，均采用了PLC控製，FJB-A裝置采用PLC分散控製，KHG6-127/B裝置采用PL集散控製。其功能均能滿足斜井跑車防護的需要。斜井信號裝置：唐山開誠電器有限公司生產的PXK-3型PLC控製的信號裝置不僅實現了信號閉鎖、信號轉發、位置顯示和行車語音報警，而且還有雙工通訊功能。防跑車、防誤入裝置：雖然目前尚無定型產品，但利用對道岔進行位置控製和位置顯示的防誤入裝置已有廠家在做，並且也是利用PLC進行控製。
2 問題的提出
隨著PLC控製技術的不斷完善，采用分散和集散控製係統對斜井的安全裝備實施過程控製和檢測已成為不爭的事實，但也隨之產生了一些問題：
（1）各類安全裝備控製係統相互獨立，給安裝、維護工作帶來較大的困難。現以朔裏礦北三軌道裝備為例，北三軌道跑車防護裝置使用常熟KHG6-127/B跑車防護裝置，斜井信號使用唐山PXK-3斜井信號裝置。讓我們先來看絞車房的設備，絞車房用於二套係統的PLC控製主站2台，各自的顯示屏2台，同樣用於絞車位置檢測的傳感器4台，各類控製、通訊電纜11根。如果再加上道岔位置控製裝置，絞車房將有PLC控製主站3台，顯示屏3台，傳感器6台，通訊、控製電纜增加到14根，其中最多的電纜芯數是17芯/根。再來看看斜井各偏口的設備，每一個斜井偏口有PCL控製分站2台，用於各自的執行機構的動力控製箱2台，其最大殼體尺寸為460mm×470mm×210mm，最小殼體尺寸為320mm×210mm×150mm。再來看巷道內敷設的電纜，127V、660V電力線2根，KHG6-127/B用通訊、控製電纜3根，PXK-3用通用電纜，PLC控製，通訊電纜1根，合計電力電纜敷設的長度達到1000m，通訊、控製電纜敷設的長度達到2000m，（北三軌道斜長500m）。最後來看控製係統的PLC，PXK-3信號裝置采用日本三菱的FX係列PCL，KHG6-127/B裝置采用德國西門子公司的S7係列的PLC。目前，雖然PLC正向開放式方向發展，但是各自的PLC在程序的編寫，硬件配置仍存在較大的差別，彼此互不兼容，使用誰的PLC就必須掌握誰的PLC技術，這對 煤礦的工程技術人員和日常維護人員來說，存在較大的難度，不利於日常維護。
（2）由於係統的各自獨立、互不兼容，形成重複性投入，造成較大的資源和資金的浪費。一個通訊、控製主站可以解決的問題，現有2個主站，用於絞車位置檢測的傳感器2個就能滿足，現用4個傳感器，如果係統能夠兼容，利用串行數據傳輸，一根通訊電纜就能滿足信號傳輸的需要。
3 解決方案
建立斜巷安全裝備智能型綜合控製平台。利用PC+PLC集散控製技術，設立小型工業以太網絡，實施對斜巷的安全設施進行過程控製和實時檢測，各個偏口的防跑車、防誤入、斜井信號采用PLC控製分站進行信號采集，並通過通訊協議接口將信號上傳主控PLC進行 03manbetx 處理，並發出指令控製PLC控製分站對各個執行機構進行操作控製。具體如圖1所示。
圖1 斜巷安全裝備智能控製網絡係統結構
（1）網絡結構。如圖1所示，整個係統采用現場總線技術組成一個小型的工業以太網，係統主要由工作站、交換機以及PLC構成。上位機與PLC之間采用以太網+交換機網絡冗餘結構通訊，係統的可靠性較高，信號傳輸的速率較快，完全可以滿足防護裝置擋車攔、道岔轉輒機以及斜巷信號的控製和檢測的需要。
（2）PLC控製結構。PLC控製係統的CPU采用雙機備份係統，可以在主CPU出現故障的情況下自動切換到備用CPU上，遠程工作站采用雙網冗餘，保證了網絡通訊的可靠性。一般的主提升斜巷偏口在2~5個，因此，遠程工作站一般情況下不會超過6個，每一個遠程工作站控製3個執行機構，負責38個I/O點的開關量的傳輸，並且主站與遠程控製站之間的網絡也采用雙網冗餘的通訊方式，現場的I/O點全部采用繼電器進行隔離，可使控製係統具有更高的可靠性。
（3）PLC配置。可選用日本三菱的Q係列PLC或施耐德公司的Quantum係列的PLC，這些公司生產的PLC用來組建以太網技術較為完善，使用效果也較好，以太網模板、通訊交換機、遠程I/O適配器均是套件，用來完成斜巷3項安全設施的控製是綽綽有餘的，並且選用一個公司的係列產品用來組網。係統穩定。可靠性高。 來源：湖北安全生產信息網
在礦井輔助運輸中，主運斜巷占有極其重要的位置，它是連接主要運輸大巷和采區內部的咽喉，主運斜巷多采用串車提升，有的主運斜巷還兼做行人巷道，因此，主運斜巷的 安全 管理尤為重要， 煤礦 安全 01manbetx 370條1-6款對傾斜井巷內使用串車提升的 安全裝備做出了具體規定；可歸納 總結如下：一是斜巷跑車防護裝置；二是防跑車、防誤入裝置；三是斜井信號裝置。此三項裝備是保證斜巷 安全提升，防止各類運輸 02manbetx.com 發生的根本保障。隨著科學技術的不斷進步，斜巷安全裝備由不規範的設施逐漸向規範的智能化的定型產品發展。例如，跑車防裝置：目前較為普遍推廣使用的有陝西航泰電氣有限公司生產的FJB-A型雙餘度常閉式跑車防護裝置和江蘇常熟 煤礦井筒專用設備廠生產的KHG6-127/B型常閉式跑車防護裝置，均采用了PLC控製，FJB-A裝置采用PLC分散控製，KHG6-127/B裝置采用PL集散控製。其功能均能滿足斜井跑車防護的需要。斜井信號裝置：唐山開誠電器有限公司生產的PXK-3型PLC控製的信號裝置不僅實現了信號閉鎖、信號轉發、位置顯示和行車語音報警，而且還有雙工通訊功能。防跑車、防誤入裝置：雖然目前尚無定型產品，但利用對道岔進行位置控製和位置顯示的防誤入裝置已有廠家在做，並且也是利用PLC進行控製。
2 問題的提出
隨著PLC控製技術的不斷完善，采用分散和集散控製係統對斜井的安全裝備實施過程控製和檢測已成為不爭的事實，但也隨之產生了一些問題：
（1）各類安全裝備控製係統相互獨立，給安裝、維護工作帶來較大的困難。現以朔裏礦北三軌道裝備為例，北三軌道跑車防護裝置使用常熟KHG6-127/B跑車防護裝置，斜井信號使用唐山PXK-3斜井信號裝置。讓我們先來看絞車房的設備，絞車房用於二套係統的PLC控製主站2台，各自的顯示屏2台，同樣用於絞車位置檢測的傳感器4台，各類控製、通訊電纜11根。如果再加上道岔位置控製裝置，絞車房將有PLC控製主站3台，顯示屏3台，傳感器6台，通訊、控製電纜增加到14根，其中最多的電纜芯數是17芯/根。再來看看斜井各偏口的設備，每一個斜井偏口有PCL控製分站2台，用於各自的執行機構的動力控製箱2台，其最大殼體尺寸為460mm×470mm×210mm，最小殼體尺寸為320mm×210mm×150mm。再來看巷道內敷設的電纜，127V、660V電力線2根，KHG6-127/B用通訊、控製電纜3根，PXK-3用通用電纜，PLC控製，通訊電纜1根，合計電力電纜敷設的長度達到1000m，通訊、控製電纜敷設的長度達到2000m，（北三軌道斜長500m）。最後來看控製係統的PLC，PXK-3信號裝置采用日本三菱的FX係列PCL，KHG6-127/B裝置采用德國西門子公司的S7係列的PLC。目前，雖然PLC正向開放式方向發展，但是各自的PLC在程序的編寫，硬件配置仍存在較大的差別，彼此互不兼容，使用誰的PLC就必須掌握誰的PLC技術，這對 煤礦的工程技術人員和日常維護人員來說，存在較大的難度，不利於日常維護。
（2）由於係統的各自獨立、互不兼容，形成重複性投入，造成較大的資源和資金的浪費。一個通訊、控製主站可以解決的問題，現有2個主站，用於絞車位置檢測的傳感器2個就能滿足，現用4個傳感器，如果係統能夠兼容，利用串行數據傳輸，一根通訊電纜就能滿足信號傳輸的需要。
3 解決方案
建立斜巷安全裝備智能型綜合控製平台。利用PC+PLC集散控製技術，設立小型工業以太網絡，實施對斜巷的安全設施進行過程控製和實時檢測，各個偏口的防跑車、防誤入、斜井信號采用PLC控製分站進行信號采集，並通過通訊協議接口將信號上傳主控PLC進行 03manbetx 處理，並發出指令控製PLC控製分站對各個執行機構進行操作控製。具體如圖1所示。
圖1 斜巷安全裝備智能控製網絡係統結構
（1）網絡結構。如圖1所示，整個係統采用現場總線技術組成一個小型的工業以太網，係統主要由工作站、交換機以及PLC構成。上位機與PLC之間采用以太網+交換機網絡冗餘結構通訊，係統的可靠性較高，信號傳輸的速率較快，完全可以滿足防護裝置擋車攔、道岔轉輒機以及斜巷信號的控製和檢測的需要。
（2）PLC控製結構。PLC控製係統的CPU采用雙機備份係統，可以在主CPU出現故障的情況下自動切換到備用CPU上，遠程工作站采用雙網冗餘，保證了網絡通訊的可靠性。一般的主提升斜巷偏口在2~5個，因此，遠程工作站一般情況下不會超過6個，每一個遠程工作站控製3個執行機構，負責38個I/O點的開關量的傳輸，並且主站與遠程控製站之間的網絡也采用雙網冗餘的通訊方式，現場的I/O點全部采用繼電器進行隔離，可使控製係統具有更高的可靠性。
（3）PLC配置。可選用日本三菱的Q係列PLC或施耐德公司的Quantum係列的PLC，這些公司生產的PLC用來組建以太網技術較為完善，使用效果也較好，以太網模板、通訊交換機、遠程I/O適配器均是套件，用來完成斜巷3項安全設施的控製是綽綽有餘的，並且選用一個公司的係列產品用來組網。係統穩定。可靠性高。 來源：湖北安全生產信息網
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