架空乘人装置远程监控系统的设计与应用

文/应中宝

煤矿架空乘人装置在井下辅助运输系统中得到了快速的发展与普及。推广适合煤矿需要的安全、高效辅助运输设备，加快煤矿辅助运输机械化和现代化的步伐，实现架空乘人装置的无人、少人运行，是进一步提高设备运行安全水平和运输效率、降低运行成本的有效手段。郑煤集团赵家寨煤矿在西翼运输巷架空乘人装置现场控制的基础上，利用井下千兆工业环网和上位机组态软件相结合，实现了架空乘人装置远程控制。

一、现状及存在的问题

1.现状

赵家寨煤矿西翼运输巷架空乘人装置型号为RJKY-32/1300，运输长度850m，倾角5°。架空乘人装置安装了本安型操作台，沿线安装了机头位、上车位、下车位、机尾位四个摄像头，四路视频信号均接入网络硬盘录像机，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。

2.存在的问题

虽然现场能够实现架空乘人装置的启动与停止，但是仍需要配备岗位工，降低了工作效率，提高了生产成本。

二、远控及视频接入技术方案的确定

1.远程控制系统方案

赵家寨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，考虑将西翼运输巷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程度。西翼运输巷架空乘人装置本安操作台的屏幕上配备了MODBUSTCP/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。

2.视频信号接入方案

沿线视频信号的接入仍然优先考虑能尽量降低改造成本。由于赵家寨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。

三、方案实施及功能实现

1.方案的实施

从架空乘人装置操作台敷设一趟8芯光缆至西翼运输巷二部皮带机头，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。视频系统通过海康专用软件进行视频的实时传输及历史回放。

2.功能的实现

（1）远程控制系统的实施及功能。架空乘人装置上位机组态使用IFIX组态软件设计，并利用FLASH软件设计界面，更加生动形象地显示设备的运行状态。同时，远程控制系统还能实现以下功能：

①实时监测。实时监测架空乘人装置状况，对其运行状况动态监控，及时发现、处理报警信息，对异常情况进行声音预警。

②设备动态监测。系统通过获取架空乘人装置的实时数据，将井下生产状况以图文一体化方式可视化地展现在办公桌面上。生产监控值班员通过综合自动化系统实时掌握设备状况。系统能够对各种生产异常状况自动报警，提醒监控值班员及时处理异常状况，并自动存储报警信息。

③远程控制。系统在管理员拥有控制权限时，能够通过系统所提供的远程控制功能，实现远程手动控制设备开停等功能。并自动存储操作时间、操作内容等信息，以备查询。

④历史曲线。系统可以查看某测点的实时数据曲线，选择日期查看某测点历史数据的曲线，在曲线的值坐标上可以自定义刻度。

⑤故障报警分析。系统自动统计出报警故障个数，并可点击查看相应详细信息，可以按类别、等级、日期段等条件查询和统计历史报警或故障信息。当系统出现故障和报警的时候会自动弹出报警条，根据用户自定义的等级严重性排序，并提供声音预警。

⑥权限管理。系统具有安全管理机制，明确区分开管理员与操作员并自动将相应的权限赋予不同身份人员，根据登录信息划分不同的操作权限。

⑦报警联动。当系统出现报警时，能够自动弹出架空乘人装置视频信号，让值班员能够清楚了解现场情况。

（2）视频信号接入的实施及功能。架空乘人装置视频信号通过视频录像机接入井下千兆工业环网，把经过数字化压缩、编码的视频数据传输至监控中心，监控中心的解码器对各种数据进行解压缩、解编码，同时存储视频数据。架空乘人装置分为4路视频信号，分别为机头位、上车位、下车位、机尾位，通过海康专用软件进行查看，并具备以下功能：

①画面监视和画面切换功能。

②实现与远程控制系统的视频联动。

③支持实时的网络视频传输，多个用户可以通过网络浏览视频服务器。

④支持动态录像、连续录像和定时录像三种录像方式，并支持单帧图像的捕获存储。

⑤可根据录像的时间以及视频源进行检索、回放、自动硬盘存储管理等。

四、应用效果

赵家寨煤矿西翼运输巷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，无需配备岗位工，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。

综上所述，架空乘人装置无人值守系统虽然涉及多个领域的技术知识，但是局限性较小，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，无需大量工程就能够取得良好效果。这不仅能够有效降低成本，同时通过计算机技术、自动化技术加强对设备的管理，也能提高矿井的自动化水平，值得大力推广应用。