礦井軌道運輸監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計分析

1、礦井軌道運輸監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計分析摘 要隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，加之政策要求和 生產(chǎn)的需要，生產(chǎn)礦井需要安裝信集團(tuán)系統(tǒng)，也就是 所謂的礦井軌道運輸監(jiān)控系統(tǒng)，然而當(dāng)前軌道運輸監(jiān) 控系統(tǒng)并不是很多，本文結(jié)合已經(jīng)有的軌道運輸監(jiān)控 經(jīng)驗，并介紹了礦井軌道運輸監(jiān)控系統(tǒng)基本理論以及 其系統(tǒng)組成，在吸收各種系統(tǒng)的優(yōu)點的基礎(chǔ)上，提出 了基于 PLC 的軌道運輸監(jiān)控系統(tǒng)。關(guān)鍵詞 礦井軌道；運輸監(jiān)控；系統(tǒng)設(shè)計 中圖分類號： TQ530 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1009-914X（2014）19-0318-021. 系統(tǒng)概述和功能1.1 系統(tǒng)概述 井下軌道運輸監(jiān)控系統(tǒng)采用以分布式工控網(wǎng)絡(luò)為 核心的機車運輸安全監(jiān)控和自動

2、調(diào)度系統(tǒng)，其通過軌 道沿線的新型傳感設(shè)備來檢測車輛的運行情況，憑借 智能控制分站經(jīng)過現(xiàn)場總線數(shù)字網(wǎng)絡(luò)傳遞到運輸?shù)恼{(diào) 度中心，在上位機界面上顯示出來， 讓調(diào)度人員掌握， 且經(jīng)計算機的計算，把調(diào)度人員的調(diào)度目的劃分為具 體的控制指令，并控制執(zhí)行設(shè)備完成道岔位置和進(jìn)路 開放等等調(diào)度工作，進(jìn)而實現(xiàn)運輸安全、指揮效率提 高、提高經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)。近幾年，井下軌道運輸監(jiān) 控系統(tǒng)通常選擇 PLC 有線無線通訊方法檢測機車， 選 用 RS45 總線為傳輸介質(zhì)。整個監(jiān)控系統(tǒng)都是選用新 型原理的傳感器，提高可靠性，采用電隔離。提高安 全可靠性，減少維護(hù)量，系統(tǒng)軟硬件集成度較高，人 機界面相當(dāng)友好，操作也方便及時，加

3、強系統(tǒng)的管理 功能。1.2 系統(tǒng)的功能 井下軌道運勢監(jiān)控系統(tǒng)一般主要有以下主要功 能：第一，可視化監(jiān)控功能；在計算機液晶顯示模擬 屏上，采用漢子、模擬圖和表格等方式顯示出機車的 實時位置和機車車號以及機車的起止點，此外，還有 車皮數(shù)、道岔方向和進(jìn)路占用狀況等運行信息。 第二， 調(diào)度功能；調(diào)度功能可以實現(xiàn)井下多輛機車的順序調(diào) 度和安全行駛，進(jìn)而提高井下運輸大巷的運輸效率和 礦井的生產(chǎn)效率，這樣調(diào)度人員就可以根據(jù)需要來修 改調(diào)度計劃。第三，故障診斷功能；系統(tǒng)在運行的時 候，控制器可以不斷的檢查軌道上的各種傳感器和轉(zhuǎn) 轍機狀態(tài)， 方便隨時上報給主控計算機， 在組界面上， 故障狀態(tài)會通過報警的方式來提

4、醒工作人員，并且把 報警記錄記錄在歷史數(shù)據(jù)庫中，以便工作人員查看。第四，重演功能；工作人員查看組態(tài)軟件的歷史數(shù)據(jù) 庫，查看其以前的運行記錄，根據(jù)此記錄模擬當(dāng)時的 運行狀況，分析事故的原因， 并適度調(diào)整策略。 第五， 信息管理功能；自動統(tǒng)計管理車皮并且統(tǒng)計管理生產(chǎn) 任務(wù)，進(jìn)而生產(chǎn)相關(guān)的生產(chǎn)管理報表。第六，聯(lián)網(wǎng)功 能；和企業(yè)內(nèi)部管理系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)， 實現(xiàn)管控一體化。2. 礦井軌道運輸監(jiān)控系統(tǒng)選型2.1 組成監(jiān)控系統(tǒng)的三要素 第一，軌道長度。軌道長度是由運輸任務(wù)確定的， 即有多少運輸任務(wù)，便會有相應(yīng)數(shù)量的軌道長度。涉 及監(jiān)控系統(tǒng)的時候，應(yīng)該弄清楚運輸任務(wù)的數(shù)量，再 確定軌道長度。為了方便設(shè)計，一般軌道

5、長度采用起 始點和終了點命名。由于軌道長度是組成監(jiān)控系統(tǒng)的 基礎(chǔ)，應(yīng)該將全部軌道長度包涵在內(nèi)，不可以擁有遺 漏，要不系統(tǒng)就是不完善的，就不能實現(xiàn)調(diào)度作業(yè)。第二，進(jìn)路。為了對電機運行實現(xiàn)合理的調(diào)度， 提高運輸能力，必須將軌道長度分為若干條進(jìn)路。在 其中一條軌道長度中，進(jìn)路是首尾相連的，且每個進(jìn) 路的入口處，都是信號機防護(hù)。假如開放其一進(jìn)路， 便將道岔遷到進(jìn)路要求的位置，隨后開放防護(hù)相應(yīng)進(jìn) 路的信號機，也就是把信號機變成綠色，當(dāng)列車經(jīng)過 后，信號機便變?yōu)榧t色，關(guān)閉進(jìn)路。第三，區(qū)間。為了實現(xiàn)運輸能力的提高并且減少 車的等待時間的目的，有時就需要把其中一進(jìn)路化為 不同的區(qū)間。通過劃分區(qū)間，便可以給軌道

6、運輸一些 便利，諸如將不同區(qū)間的車進(jìn)行科學(xué)合理的運輸設(shè)置， 將路徑的應(yīng)用最大化，并有效的減少車的等待時間， 但是當(dāng)區(qū)間增多的時候，控制電路也會增加，這樣就 增加了控制的難度和強度，人員調(diào)配變得復(fù)雜起來， 其優(yōu)化管理及系統(tǒng)升級都會面臨較大問題。所以，是 否劃分區(qū)間或者劃分幾個區(qū)間，都需要詳細(xì)比較方可 確認(rèn)，不是每一條進(jìn)路都會劃分區(qū)間，通常每條進(jìn)路 的區(qū)間都不多于三條以上。2.2 監(jiān)控系統(tǒng)的組成軌道長度、進(jìn)路、區(qū)間確定后，也就意味著運輸 的調(diào)度方式也就基本上確定下來。隨之便可確定下來 傳感器、信號機、電動道岔的數(shù)量和位置。以上就是 監(jiān)控系統(tǒng)的外部條件，無論采用何種控制方式，以上 外部條件是不可缺少

7、的。只有以上外部條件的配合檢 測。傳輸和控制等設(shè)備，才能真正形成一個完整的監(jiān) 控系統(tǒng)?？傊?，礦井軌道運輸監(jiān)控系統(tǒng)不僅是一個復(fù) 雜的系統(tǒng)，同時也是一個巨大的系統(tǒng)，具體包含：軌 道長度、進(jìn)路、區(qū)間；信號機、轉(zhuǎn)轍機、傳感器；監(jiān) 測、傳輸、控制設(shè)備。3. 礦井軌道運輸監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1 主局、分局和 PC 機組成的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計LC 產(chǎn)品種類繁多。 型號的不同， 也就意味著結(jié)構(gòu) 形式、性能、容量和指令系統(tǒng)等也不同，使用的場合 也就各有各自的側(cè)重點。所以，在選擇 PLC 的時候， 應(yīng)該堅持科學(xué)合理的原則，只有選擇正確的型號，才 能提高 PLC 控制系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的價值。在選用 PLC 的時候，在滿足功能

8、要求、保證可靠、維護(hù)方便 的基礎(chǔ)上，爭取達(dá)到最佳性價比。3.2 通信方式的確定 一般通信的基本方式可以有以下兩種：并行通信 和串行通信。并行通信的特點是傳輸及時，但是在距 離較遠(yuǎn)且位數(shù)多的時候，有致使通信線路復(fù)雜，成本 也增加。而串行通信屬于數(shù)據(jù)一位接著一位的有秩序 的傳遞。特征是通信線路簡單，僅需要一對傳輸線便 可以完成通信工作，這樣就很大程度上降低了成本， 尤其是適合遠(yuǎn)距離通信，但是缺點是傳送速度較低。3.3 主局、分局和 PC 機形成網(wǎng)絡(luò)如上所述， 基于 PLC 和單片機的軌道運輸監(jiān)控系 統(tǒng)，主局和 PC 機的大屏幕一般設(shè)置在地面的調(diào)度室 內(nèi)，且間距較小，而且是完成主局和 PC 機之間點對 點的數(shù)據(jù)通信，所以選用 RS-232C 總線連接，由于主 局和各分局之間的距離較遠(yuǎn)，而且主局需