架空乘人裝置遠程監控系統的設計與應用

文/應中寶

煤礦架空乘人裝置在井下輔助運輸系統中得到了快速的發展與普及。推廣適合煤礦需要的安全、高效輔助運輸設備，加快煤礦輔助運輸機械化和現代化的步伐，實現架空乘人裝置的無人、少人運行，是進一步提高設備運行安全水平和運輸效率、降低運行成本的有效手段。鄭煤集團趙家寨煤礦在西翼運輸巷架空乘人裝置現場控制的基礎上，利用井下千兆工業環網和上位機組態軟件相結合，實現了架空乘人裝置遠程控制。

一、現狀及存在的問題

1.現狀

趙家寨煤礦西翼運輸巷架空乘人裝置型號為RJKY-32/1300，運輸長度850m，傾角5°。架空乘人裝置安裝了本安型操作臺，沿線安裝了機頭位、上車位、下車位、機尾位四個攝像頭，四路視頻信號均接入網絡硬盤錄像機，從而實現架空乘人裝置的啟動、停止及運行情況的視頻監視。

2.存在的問題

雖然現場能夠實現架空乘人裝置的啟動與停止，但是仍需要配備崗位工，降低了工作效率，提高了生產成本。

二、遠控及視頻接入技術方案的確定

1.遠程控制系統方案

趙家寨煤礦建立了綜合自動化系統，原有自動化系統中接入了11軌道架空乘人裝置。為節省成本，考慮將西翼運輸巷架空乘人裝置融合到原有自動化系統中，這樣不僅不用增加監控主機及顯示器等相關設備，而且用原有的組態軟件進行人機界面的設計可以有效降低成本；同時，可以提高與原有自動化各子系統的融合程度。西翼運輸巷架空乘人裝置本安操作臺的屏幕上配備了MODBUSTCP/IP接口，為操作屏配備了一個可用的IP地址，利用光電轉換模塊通過光纜接入到井下工業環網中，再通過井下千兆工業環網上傳至自動化集控中心。數據傳輸至集控中心后，通過KEPServerEx軟件將數據轉換至IFIX數據庫，用組態軟件IFIX設計架空乘人裝置系統的人機界面，利用FLASH軟件和VBA腳本編輯器完善人機界面。畫面是根據工業現場的要求進行設計，實現對架空乘人裝置的遠程控制。

2.視頻信號接入方案

沿線視頻信號的接入仍然優先考慮能盡量降低改造成本。由于趙家寨煤礦綜合自動化工程有專用的視頻工控主機及硬件設備，且架空乘人裝置的視頻廠家能夠提供軟件支持，故考慮將四路視頻信號用?？祵Ｓ密浖妥詣踊幸曨l共用一臺監控主機，可以有效節約成本。首先為網絡硬盤錄像機配備一個可用的IP地址，然后利用光電轉換模塊通過光纜就近接入到井下工業環網交換機，再通過井下千兆工業環網將視頻信號上傳至自動化集控中心。

三、方案實施及功能實現

1.方案的實施

從架空乘人裝置操作臺敷設一趟8芯光纜至西翼運輸巷二部皮帶機頭，光纜兩端各增加2臺光電轉換模塊，分別熔接2芯光纜通過百兆電口模塊接入交換機。架空乘人裝置操作臺及視頻硬盤錄像機分別設置2個IP地址接入子系統和視頻監控系統。數據傳輸至集控中心后通過KEPServer軟件讀取架空乘人裝置數據并使用IFIX組態軟件制作人機界面，實現架空乘人裝置系統的遠程控制。視頻系統通過海康專用軟件進行視頻的實時傳輸及歷史回放。

2.功能的實現

（1）遠程控制系統的實施及功能。架空乘人裝置上位機組態使用IFIX組態軟件設計，并利用FLASH軟件設計界面，更加生動形象地顯示設備的運行狀態。同時，遠程控制系統還能實現以下功能：

①實時監測。實時監測架空乘人裝置狀況，對其運行狀況動態監控，及時發現、處理報警信息，對異常情況進行聲音預警。

②設備動態監測。系統通過獲取架空乘人裝置的實時數據，將井下生產狀況以圖文一體化方式可視化地展現在辦公桌面上。生產監控值班員通過綜合自動化系統實時掌握設備狀況。系統能夠對各種生產異常狀況自動報警，提醒監控值班員及時處理異常狀況，并自動存儲報警信息。

③遠程控制。系統在管理員擁有控制權限時，能夠通過系統所提供的遠程控制功能，實現遠程手動控制設備開停等功能。并自動存儲操作時間、操作內容等信息，以備查詢。

④歷史曲線。系統可以查看某測點的實時數據曲線，選擇日期查看某測點歷史數據的曲線，在曲線的值坐標上可以自定義刻度。

⑤故障報警分析。系統自動統計出報警故障個數，并可點擊查看相應詳細信息，可以按類別、等級、日期段等條件查詢和統計歷史報警或故障信息。當系統出現故障和報警的時候會自動彈出報警條，根據用戶自定義的等級嚴重性排序，并提供聲音預警。

⑥權限管理。系統具有安全管理機制，明確區分開管理員與操作員并自動將相應的權限賦予不同身份人員，根據登錄信息劃分不同的操作權限。

⑦報警聯動。當系統出現報警時，能夠自動彈出架空乘人裝置視頻信號，讓值班員能夠清楚了解現場情況。

（2）視頻信號接入的實施及功能。架空乘人裝置視頻信號通過視頻錄像機接入井下千兆工業環網，把經過數字化壓縮、編碼的視頻數據傳輸至監控中心，監控中心的解碼器對各種數據進行解壓縮、解編碼，同時存儲視頻數據。架空乘人裝置分為4路視頻信號，分別為機頭位、上車位、下車位、機尾位，通過海康專用軟件進行查看，并具備以下功能：

①畫面監視和畫面切換功能。

②實現與遠程控制系統的視頻聯動。

③支持實時的網絡視頻傳輸，多個用戶可以通過網絡瀏覽視頻服務器。

④支持動態錄像、連續錄像和定時錄像三種錄像方式，并支持單幀圖像的捕獲存儲。

⑤可根據錄像的時間以及視頻源進行檢索、回放、自動硬盤存儲管理等。

四、應用效果

趙家寨煤礦西翼運輸巷架空乘人裝置原每班需配備一名崗位工，每天需要配備3名崗位工。系統接入后，無需配備崗位工，可以實現無人值守。按照減少崗位作業人員3人、每人月工資3000元計算，每年可節省資金10.8萬元。

綜上所述，架空乘人裝置無人值守系統雖然涉及多個領域的技術知識，但是局限性較小，把以太網和可編程邏輯控制器應用于架空乘人裝置無人值守系統的自動控制系統中，無需大量工程就能夠取得良好效果。這不僅能夠有效降低成本，同時通過計算機技術、自動化技術加強對設備的管理，也能提高礦井的自動化水平，值得大力推廣應用。