S6201G智能工業控制器在煤礦鐵路自備車輛運輸安全監控的研究與應用

摘 要：文章針對煤礦鐵路自備車輛安全監控條件落后，車輛運行事故多發等問題，提出研究應用S6201G智能工業控制器監控裝置。并對該裝置的結構組成、工作特性、和應用前景進行了介紹。

關鍵詞：煤礦鐵路自備車輛；安全監控；裝置結構組成；工作特性；主要設備；應用

引言

煤礦鐵路自備車輛是煤礦內部運輸中的重要設備，它擔負著運人、運煤、運料和拉矸等重要任務。但是，由于地方鐵路監測、監控技術條件落后，作業條件復雜、設備檢修檢測能力較弱、人為失誤因素較多致使行車事故多發，不能做到早發現早預防。如操作失誤或人為破壞帶閘運行、制動機故障抱閘或無制動運行、漏煤、刮碰設備，軸溫升高燃軸切軸事故等。

永煤集團鐵運處針對自備車輛運輸存在的問題，結合礦區自備車輛編組相對固定、運行區間固定的特點，對廣州巨誠信息科技有限公司S6201G智能工業控制器進行了試驗性研究。該工業智能控制器遠程測控版是一款專用于PLC遠程監控的測控終端。它使用GPRS作為通訊手段，內置網頁發布，一個模塊即可實現PLC的電腦遠程控制，短信報警，手機電腦網頁瀏覽等。同時S6200G自帶數字輸入/輸出，模擬量，可以作為PLC模擬量擴展模塊，極大降低系統成本。S6200G系業內首家采用短信，GPRS，語音三重通訊相結合的方式，徹底解決傳統GPRS模塊不穩定的問題，并通過非透明傳輸的方式，實現多包并發采集，智能數據壓縮等先進算法，極大提高了系統響應速度，降低50%以上的流量費用。該設備通過對車輛運行狀態制動、開關門、軸溫、制動管壓力采集，實時進行非正常運行狀態報警，故障信息顯示精準，故障點一目了然，利于即時進行判斷和處理防范事故發生。

1 S6201G智能工業控制器監控裝置

1.1 接口說明及外形安裝尺寸

S6201G智能工業控制器為安全監控的核心設備，可配接開關量、壓力模擬傳感器，實現車輛運行狀態的實時集中監控，接口說明及外形安裝尺寸如圖1所示。

1.2 單車應用接線圖（本研究僅限于兩路開關量和一路風壓模擬量）

該裝置通過兩個開關量變化對車輛制動、緩解，底開門的鎖閉機構鎖閉狀態進行實時測控，通過壓力傳感器模擬輸出量對制動主管壓力進行實時測控，通過條件設置實現非正常狀態及故障報警等。

1.3 工作特性

1.3.1 產品特點

（1）遠程監控電腦只需能上網即可。無需固定IP，也無需搭建任何中心服務器。（2）業內首創非透傳智能采集模式。使用多包并發采集充分利用GPRS帶寬。使用智能數據壓縮算法和按需采集，節省流量。（3）成本低，整體解決方案方式，無需任何租用服務器的費用，無需掌握網絡相關知識，配置簡單。（4）抗干擾性強，四層PCB，賽寶工業級認證。西門子原裝工業級短信模塊。可直接安裝在含變頻器，大功率設備的強電電柜。4KV脈沖群抗干擾測試，8kV空氣放電。（5）可靠性高，GPRS網絡和手機短信控制功能，雙重保障。GPRS永遠在線，自動重連。（6）費用管理，SIM卡余額查詢和GPRS流量查詢，杜絕欠費發生。精確掌握每月流量，避免浪費。（7）外圍接口豐富，具備傳感器模擬量輸入接口，和數字輸入輸出。實現無線傳感器功能，或作為PLC擴展模塊使用。（8）短信功能，同時可實現手機短信讀寫PLC的任意寄存器。通過短信報警，還可以實現無人值守。（9）來電控制，可以撥打電話控制輸出，或者修改通訊寄存器。如撥打手機，即可控制PLC啟停。

1.3.2 性能參數

處理器：工業級高性能嵌入式ARM處理器。

通訊接口：RS485（2路光電隔離），最高波特率57600。

短信接口：GSM 雙頻900/1800MHz，標配2米吸盤天線。

下載接口：Mini USB，用于配置報警條件。

數字輸入：最多8路DC 9V-24V（光電隔離）或開關輸入。

數字輸出：繼電器輸出（4路，觸點容量5A），可作為遙控，跳閘，或告警。

溫度測量：最多8路 測溫，精度0.2度，測溫范圍（-30-100）。

報警提示：蜂鳴器。

模擬量輸入：最多8路 4-20mA 或0-10V，精度0.5%。

1.3.3 電氣參數

額定電壓：DC24V

電壓范圍：DC9-28V

額定功率：<5W

絕緣電壓：超過20MΩ500VDC

抗干擾度：通過快速脈沖群4kV測試（對電源和通訊端子）

靜電測試：通過空氣放電8kV測試

1.3.4 實現功能

（1）顯示功能：可在任何一臺網絡電腦上監視機車運行制動、底開門鎖閉、制動主管壓力狀態。

（2）報警功能：可實現車輛制動、底開門不鎖閉、制動主管失壓等報警。并能短信通知預設手機。

1.3.5 系統主要設備及簡介

（1）S6201G智能工業控制器：無線終端主機負責采集信息處理上報。

（2）干簧管：負責制動狀態、底開門是否鎖閉開關量采集。

（3）壓力傳感器：負責車輛主管壓力采集。

2 多車輛安裝組態與應用

多車編組后只需安裝布置設備電源線，電源由機車供給，運用時連接電源，設備通電聯網工作，不用時設備不工作，節省一定上網流量。機車上用一臺上網電腦接收并顯示。電腦上安裝監控軟件。

3 應用前景

該無線終端采用BS架構，內置監控網頁功能，使用簡單，穩定，不需要搭建服務器，不需要重新組建網絡，就可以實現隨時隨地手機網頁監控，電腦網頁監控。報警主機具備短信報警、電話報警、蜂鳴器報警、多用戶報警、定時發短信日報等多種功能，提高了整個系統報警的可靠性，流量月租約5元。

另外系統采用開放式的結構，有大容量內存，支持1000點報警，后期擴展其他數據報警，非常方便，成本低。后期擴展費用只需要增加無線終端就可以，軟件上做簡單修改。

4 結束語

目前我國煤礦鐵路運輸自動化系統落后，效率低，且安全技術設備配套不到位。大多數煤礦鐵路運輸設備檢查確認仍然是點點設人的傳統方式，人員崗位設置多，科技含量水平低，效率低下，安全無保證。S6201G智能工業控制器監控裝置投用實施可極大增強鐵路運輸的安全性，有效降低行車事故的發生率，并對煤礦鐵路高效運行起著至關重要的作用，可為應用企業帶來很好的綜合經濟效益。

作者簡介：楊彥君（1972，2-），男，河南省永城市人，工作單位：永城煤電股份有限公司鐵路運輸處，職務：處長，研究方向：企業管理。