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1、矿井轨道运输监控系统设计分析摘 要随着社会经济的发展，加之政策要求和 生产的需要，生产矿井需要安装信集团系统，也就是 所谓的矿井轨道运输监控系统，然而当前轨道运输监 控系统并不是很多，本文结合已经有的轨道运输监控 经验，并介绍了矿井轨道运输监控系统基本理论以及 其系统组成，在吸收各种系统的优点的基础上，提出 了基于 PLC 的轨道运输监控系统。关键词 矿井轨道；运输监控；系统设计 中图分类号： TQ530 文献标识码： A 文章编号： 1009-914X（2014）19-0318-021. 系统概述和功能1.1 系统概述 井下轨道运输监控系统采用以分布式工控网络为 核心的机车运输安全监控和自动
2、调度系统，其通过轨 道沿线的新型传感设备来检测车辆的运行情况，凭借 智能控制分站经过现场总线数字网络传递到运输的调 度中心，在上位机界面上显示出来， 让调度人员掌握， 且经计算机的计算，把调度人员的调度目的划分为具 体的控制指令，并控制执行设备完成道岔位置和进路 开放等等调度工作，进而实现运输安全、指挥效率提 高、提高经济效益的目标。近几年，井下轨道运输监 控系统通常选择 PLC 有线无线通讯方法检测机车， 选 用 RS45 总线为传输介质。整个监控系统都是选用新 型原理的传感器，提高可靠性，采用电隔离。提高安 全可靠性，减少维护量，系统软硬件集成度较高，人 机界面相当友好，操作也方便及时，加
3、强系统的管理 功能。1.2 系统的功能 井下轨道运势监控系统一般主要有以下主要功 能：第一，可视化监控功能；在计算机液晶显示模拟 屏上，采用汉子、模拟图和表格等方式显示出机车的 实时位置和机车车号以及机车的起止点，此外，还有 车皮数、道岔方向和进路占用状况等运行信息。 第二， 调度功能；调度功能可以实现井下多辆机车的顺序调 度和安全行驶，进而提高井下运输大巷的运输效率和 矿井的生产效率，这样调度人员就可以根据需要来修 改调度计划。第三，故障诊断功能；系统在运行的时 候，控制器可以不断的检查轨道上的各种传感器和转 辙机状态， 方便随时上报给主控计算机， 在组界面上， 故障状态会通过报警的方式来提
4、醒工作人员，并且把 报警记录记录在历史数据库中，以便工作人员查看。第四，重演功能；工作人员查看组态软件的历史数据 库，查看其以前的运行记录，根据此记录模拟当时的 运行状况，分析事故的原因， 并适度调整策略。 第五， 信息管理功能；自动统计管理车皮并且统计管理生产 任务，进而生产相关的生产管理报表。第六，联网功 能；和企业内部管理系统共享数据， 实现管控一体化。2. 矿井轨道运输监控系统选型2.1 组成监控系统的三要素 第一，轨道长度。轨道长度是由运输任务确定的， 即有多少运输任务，便会有相应数量的轨道长度。涉 及监控系统的时候，应该弄清楚运输任务的数量，再 确定轨道长度。为了方便设计，一般轨道
5、长度采用起 始点和终了点命名。由于轨道长度是组成监控系统的 基础，应该将全部轨道长度包涵在内，不可以拥有遗 漏，要不系统就是不完善的，就不能实现调度作业。第二，进路。为了对电机运行实现合理的调度， 提高运输能力，必须将轨道长度分为若干条进路。在 其中一条轨道长度中，进路是首尾相连的，且每个进 路的入口处，都是信号机防护。假如开放其一进路， 便将道岔迁到进路要求的位置，随后开放防护相应进 路的信号机，也就是把信号机变成绿色，当列车经过 后，信号机便变为红色，关闭进路。第三，区间。为了实现运输能力的提高并且减少 车的等待时间的目的，有时就需要把其中一进路化为 不同的区间。通过划分区间，便可以给轨道
6、运输一些 便利，诸如将不同区间的车进行科学合理的运输设置， 将路径的应用最大化，并有效的减少车的等待时间， 但是当区间增多的时候，控制电路也会增加，这样就 增加了控制的难度和强度，人员调配变得复杂起来， 其优化管理及系统升级都会面临较大问题。所以，是 否划分区间或者划分几个区间，都需要详细比较方可 确认，不是每一条进路都会划分区间，通常每条进路 的区间都不多于三条以上。2.2 监控系统的组成轨道长度、进路、区间确定后，也就意味着运输 的调度方式也就基本上确定下来。随之便可确定下来 传感器、信号机、电动道岔的数量和位置。以上就是 监控系统的外部条件，无论采用何种控制方式，以上 外部条件是不可缺少
7、的。只有以上外部条件的配合检 测。传输和控制等设备，才能真正形成一个完整的监 控系统。总之，矿井轨道运输监控系统不仅是一个复 杂的系统，同时也是一个巨大的系统，具体包含：轨 道长度、进路、区间；信号机、转辙机、传感器；监 测、传输、控制设备。3. 矿井轨道运输监控系统硬件设计3.1 主局、分局和 PC 机组成的网络设计LC 产品种类繁多。 型号的不同， 也就意味着结构 形式、性能、容量和指令系统等也不同，使用的场合 也就各有各自的侧重点。所以，在选择 PLC 的时候， 应该坚持科学合理的原则，只有选择正确的型号，才 能提高 PLC 控制系统技术经济指标的价值。在选用 PLC 的时候，在满足功能
8、要求、保证可靠、维护方便 的基础上，争取达到最佳性价比。3.2 通信方式的确定 一般通信的基本方式可以有以下两种：并行通信 和串行通信。并行通信的特点是传输及时，但是在距 离较远且位数多的时候，有致使通信线路复杂，成本 也增加。而串行通信属于数据一位接着一位的有秩序 的传递。特征是通信线路简单，仅需要一对传输线便 可以完成通信工作，这样就很大程度上降低了成本， 尤其是适合远距离通信，但是缺点是传送速度较低。3.3 主局、分局和 PC 机形成网络如上所述， 基于 PLC 和单片机的轨道运输监控系 统，主局和 PC 机的大屏幕一般设置在地面的调度室 内，且间距较小，而且是完成主局和 PC 机之间点对 点的数据通信，所以选用 RS-232C 总线连接，由于主 局和各分局之间的距离较远，而且主局需要和多个分 局之间实现数据通信， 所以选用 RS-485 总线连接。 井下也可以通过设置简单的控制端来完成操作人员在 井下的作业。在分局、主局的对应关系设置过程中也 要考虑到分局与分局的关系，通过将每一个分局进行 全名的综合布置，以完成网络整体的高稳定性。