礦井中猴車自動控制系統設計分析

陸中華

摘 要：在礦井工程的施工中，根據煤礦作業方式的特點，可以使用猴車自動控制系統實現對礦井的自動化操作。在該系統中，井下主站控制系統的設計方案主要采用了西門子S7-300系列PLC能夠實現對猴車運行的自由控制。同時在地面監控系統中，可以采用組態軟件對猴車在工程中的運行情況進行監控和記錄。本文主要針對猴車自動控制系統的設計進行闡述和分析，保障礦井的穩定、高效運行，提升煤礦企業的經濟效益。

關鍵詞：猴車；自動化控制系統；設計分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.103

0 引言

在煤礦工程的施工中，猴車的運行主要是用來輸送曠工人員，它具有安全實用、維護簡單和運行方便的特點，能夠大量的縮短曠工人員的上下礦井時間，被普遍用于煤礦行業。在礦井的自動化管理中，猴車的自動化控制系統是其中重要的組成部分，對提升礦井的工作效率具有很大幫助。因此，在礦業施工中，煤礦企業必須要對猴車的自動控制系統進行深入的研究，完善該系統的運行安全和提高礦井作業效率，促進煤礦企業的生產和發展。

1 猴車自動控制系統的設計要點

在猴車的自動控制系統中，其設計的要點，主要有井下主站控制系統和地面監控系統。在井下主站的控制系統中，其設計理念用于對猴車的控制，在發生安全事故時能夠及時的響應，保障猴車能夠安全運行。地面監控系統的設計是通過計算機系統實現對猴車運行的遠程監控，確保能夠穩定運行，同時對運行時得到的資料進行記錄，有利用做進一步的完善和加強。

2 系統的整體設計理念

猴車控制系統的整體設計理念是由地面監控系統、井下主站系統和四個遠程的I/O分站組成。井下主站控制是對猴車在井下運行時的狀況進行有效的控制，對運行時的保護信號進行監控，一旦發現問題，能夠及時的發現并采取措施[1]。在地面的監控系統中，主要對猴車的運行進行詳細的記錄。同時，在井下PLC主站控制中能夠通過太網通訊模塊CP343-1和地面的監控系統相互通訊，并和其他的分站中相互結合，形成一個整體式的監控系統。在每一個環節都能夠對曠工的安全進行監控，實現系統的穩定、安全運行。

2.1 井下主站控制系統設計

（1）控制箱硬件設備。在井下主站控制系統的設計中，控制箱是主要的核心內容。它是由繼電器裝置和PLC等設備組成。在其運行模式下，PLC負責對運行過程中的信號采集，在系統的處理中能夠實現對報警器、液壓站和電機的有效控制，使其能夠正常的運行。在該系統中，共設置有40路的數字量I/O點以及1路電流模擬量信號，在運行中，數字信號包含了控制器的按鈕信號、保護傳感器信號和運行故障的檢測。提高系統的運行效率和安全防范工作，能夠及時的對信號進行接收，在曠工輸送時，通過確定各種運行設備的檢測和信號的有效接收，從而能夠保障人員運行的安全。

在運行過程中，當PLC接收到猴車運行的信號時，通常該信號都是由傳感器檢測到有曠工在猴車中而由機頭發出開車按鈕的信號。根據預警裝置系統能夠自動打開電機的控制器、液壓站驅動閘控制器和制動閘控制器，猴車進入運行[2]。在猴車運行期間，系統能夠自動實現對運行設備的監控，當有人上車時，該系統就會自動刷新。同時，在運行中一旦發生意外狀況，控制系統就會第一時間檢測到信號故障，并且對故障的類型進行判斷，及時停車并開始報警。

（2）控制箱軟件設備。在井下主站控制系統中，其控制箱的軟件設備采用的是結構化編程方法，應用梯形圖語言進行編寫。在設備運行過程中，能夠將應用的程序劃分成1個主站程序以及3個子程序，通過主程序的應用合理的對子程序的運行進行管理組織和調用。

（3）操作臺設備。操作臺是控制系統運行的主站，通過對按鈕的控制來實現對猴車運行的自由控制。在這之中包括正常控制方式和強制性控制方式，正常控制方式是在猴車運行時，保護信號正常的傳輸給井下主站的控制系統，在經過系統處理后對運行的設備、信號進行有效的處理。強制性的控制方式包括遠程控制、近程控制和自動化控制，遠控是通過地面的監控系統進行控制，近控是由井下主站控制系統進行控制，自動化控制柜是在運行的設備無工作人員看守時，系統自動的對猴車進行有效的控制[3]。同時，在猴車運行中信號出現問題時，控制體統都能夠及時的停車并檢測故障原因。能夠有效的保障曠工人員的上下礦井安全，節省時間提高工作的效率，提高煤礦企業的經濟效益。

2.2 地面監控系統設計

在地面的監控系統的設計中，設計人員采用的是組態軟件，它能夠有效的為用戶提供猴車運行狀態的可視化過程。通過對數據信息的獲取和監控運行過程能夠清楚的了解在運行中的情況。一旦出現問題，系統將會立即接受到信息，并啟動報警裝置。在系統的監控中能夠對運行的數據進行記錄，便于工作人員在以后查看，對猴車運行的狀態做進一步的改進和完善。同時，該監控系統在操作中，面對不同的操作人員有著相應的使用權限，對保護系統的安全性有著重要的作用。在進行監控時，系統都設置了超限的報警程序，例如對電機的運行速度、猴車的載人數和用電的狀態等，在運行中超過一項設置，都能自動實現語音警報和動態畫面的顯示，對曠工人員做好安全防護的提醒，保障運行的安全。當運行中出現故障也能夠進行詳細的記錄，以便下次能夠有效的修復[4]。在工作人員進行查看時，能夠通過系統顯示數據信息，了解在運行過程中每個時刻的運行狀態，保障礦工人員的安全和企業的經濟效益。

3 結束語

在猴車自動化控制系統中，通過井下主站控制系統和地面監控系統的運行能夠有效的保障運行時的安全，提高礦工人員的工作效率。通過對該系統的實踐，在煤礦工業的發展中具有良好的應用前景，隨著科學技術的提高，針對猴車自動控制系統煤礦企業應該提高系統的性能，對運行的效率進行改善，不斷的加強猴車自動控制系統，提高煤礦企業的經濟效益，促進社會的發展。

參考文獻：

[1]李長軍，張金富.一種礦井風門氣動控制閉鎖裝置的設計[J].企業科技與發展，2012（05）：33-35.

[2]馬兆淵，高錳，劉寶勇等.基于PLC的煤礦救災自動風門監控系統設計[J].機電信息，2011（21）：34-37.

[3]萬仁保，張永選.基于PLC自動風門的程序設計[J].制造業自動化，2012（16）：100-103.

[4]龔杰，楊少峰，彭浩等.礦井風門全自動互鎖系統研制[J].電子設計工程，2010（06）：98-100.