CN103397909B - 一种煤矿轨道运输监控系统 - Google Patents

Abstract

<b />本发明涉及一种煤矿轨道运输监控系统；其特征在于：包括通过光纤通信方式连通的主控系统和分控系统，其中，主控系统包括主站、监视器、编码器、声光报警器；分控系统包括各水平车场的分站、监视器、操作按钮、接近传感器、行人检测传感器、声光报警箱、岔位显示箱、道岔控制电机、阻车器控制电机和挡车栏控制电机。本发明采用集中控制与信号采集方案，方便上井口信号工对主斜巷和各水平的辅助运输设备、防护设备、行人检测设备的集中监控，方便绞车司机和各水平把钩工对于主斜井和各水平运输辅助设备、防护设备、行人检测设备的集中状态监视，确保斜井轨道运输系统的安全性和可靠性，提高行车不行人的管理水平。

Description

一种煤矿轨道运输监控系统

技术领域

本发明涉及一种煤矿轨道运输监控系统。

背景技术

在现有矿用轨道运输中，各运输用道岔设备、挡车器、阻车器、跑车防护装置、行人检测装置分立存在，并不具有集中状态监测，远端控制，自动控制系统化等功能，存在矿车行进中的安全隐患，操作人员对于设备运行状态信息不能及时准确掌握，管理人员无法通过远端操作实时掌握设备工作运行状态信息，存在安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种煤矿轨道运输监控系统，以克服现有技术中存在的缺陷。

本发明的技术方案为：

一种煤矿轨道运输监控系统，其特征在于：

包括通过光纤通信方式连通的主控系统和分控系统，其中，

主控系统包括主站、监视器、编码器、声光报警器；主站包括主控计算机、光端机、电源、本安电路及接线端子、闭锁输出、操作设备、可编程控制器PLC和跑车防护装置，所述光端机分别与电源、监视器和主控计算机相连，主控计算机通过通讯端口与可编程控制器PLC和跑车防护装置相连，操作设备、闭锁输出、声光报警器和绞车轴上安装的编码器通过本安电路及接线端子与可编程控制器PLC相连；

分控系统包括各水平车场的分站、监视器、操作按钮、接近传感器、行人检测传感器、声光报警箱、岔位显示箱、道岔控制电机、阻车器控制电机和挡车栏控制电机；分站包括可编程控制器PLC、光端机、电源、接口板和输出控制接触器；所述光端机分别与电源、监视器和可编程控制器PLC相连，接口板与可编程控制器PLC相连，所述操作按钮、接近传感器、声光报警箱、岔位显示箱通过接口板与可编程控制器PLC相连，所述道岔控制电机、阻车器控制电机、挡车栏控制电机与通过接口板输出控制的输出控制接触器相连；

所述主控系统中的光端机与分控系统中的光端机通过光纤转接盒进行连接，以RS-485接口方式进行数据传输和通信。

所述操作按钮包括应急按钮、道岔操作按钮、挡车器操作按钮和阻车器操作按钮；

所述行人检测传感器为两个红外人体传感器；

所述接近传感器包括位置校准传感器、直道到位传感器、岔道到位传感器、阻车器开到位传感器、阻车器关到位传感器、挡车器开到位传感器和挡车器关到位传感器；

所述岔位显示箱包括直道岔位显示箱和岔道岔位显示箱；

所述输出控制接触器包括直道操作接触器、岔道操作接触器、阻车器打开操作接触器、阻车器关闭操作接触器、挡车器打开接触器和挡车器关闭接触器。

所述操作设备为操作鼠标。

本发明的技术效果为：

采用集中控制与信号采集方案，方便上井口信号工对主斜巷和各水平的辅助运输设备、防护设备、行人检测设备的集中监控，方便绞车司机和各水平把钩工对于主斜井和各水平运输辅助设备、防护设备、行人检测设备的集中状态监视，确保斜井轨道运输系统的安全性和可靠性，提高行车不行人的管理水平。

附图说明

图1为本发明结构图；

图2为本发明布局示意图；

图3为主控系统结构图；

图4为分控系统结构图。

附图标记为：

1—主站，2、14—监视器，3—编码器，4—声光报警器，5—主控计算机，6、24—光端机，7、25—电源，8—本安电路及接线端子、9—闭锁输出，10—操作设备，11、23—可编程控制器PLC，12—跑车防护装置，13—分站，15—操作按钮，16—接近传感器，17—行人检测传感器，18—声光报警箱，19—岔位显示箱，20—道岔控制电机、21—阻车器控制电机，22—挡车栏控制电机，26—接口板，27—输出控制接触器，28—光纤转接盒。

具体实施方式

根据煤矿安全规程“行车不行人”的规定，在矿车行驶时，严禁行人进入运输巷道；煤矿轨道运输中鉴于对轨道运输辅助设备的手动操作，本发明开发具有对轨道运输相关设备（包括轨道辅助运输设备，跑车防护装置，行人检测装置）实时工作状态的监测和远程集中控制的监控系统，实现矿车提升过程的自动化运输，保障矿车运输过程的安全性和可靠性。在监控系统上对辅助运输设备进行远端的控制操作，并在设备故障和行人进入主巷道时进行相应的声光报警。注：轨道辅助运输设备包括道岔，挡车器，阻车器。

参见图1至图4，本发明涉及的一种煤矿轨道运输监控系统的具体为：

包括通过光纤通信方式连通的主控系统和分控系统，其中，

主控系统包括主站1、监视器2、编码器3、声光报警器4；主站包括主控计算机5、光端机6、电源7、本安电路及接线端子8、闭锁输出9、操作设备10、可编程控制器PLC11和跑车防护装置12，所述光端机6分别与电源7、监视器2和主控计算机5相连，主控计算机5通过通讯端口与可编程控制器PLC11和跑车防护装置12相连，操作设备10、闭锁输出9、声光报警器4和绞车轴上安装的编码器3通过本安电路及接线端子8与可编程控制器PLC11相连；

分控系统包括各水平车场的分站13、监视器14、操作按钮15、接近传感器16、行人检测传感器17、声光报警箱18、岔位显示箱19、道岔控制电机20、阻车器控制电机21和挡车栏控制电机22；分站包括可编程控制器PLC23、光端机24、电源25、接口板26和输出控制接触器27；所述光端机24分别与电源25、监视器14和可编程控制器PLC23相连，接口板26与可编程控制器PLC23相连，所述操作按钮15、接近传感器16、声光报警箱18、岔位显示箱19通过接口板26与可编程控制器PLC23相连，所述道岔控制电机20、阻车器控制电机21、挡车栏控制电机22与通过接口板26输出控制的输出控制接触器27相连；

所述主控系统中的光端机6与分控系统中的光端机24通过光纤转接盒28进行连接，以RS-485接口方式进行数据传输和通信。

本发明中所述操作按钮可包括应急按钮、道岔操作按钮、挡车器操作按钮和阻车器操作按钮；

所述行人检测传感器可为两个红外人体传感器；

所述接近传感器可包括位置校准传感器、直道到位传感器、岔道到位传感器、阻车器开到位传感器、阻车器关到位传感器、挡车器开到位传感器和挡车器关到位传感器；

所述岔位显示箱可包括直道岔位显示箱和岔道岔位显示箱；

所述输出控制接触器可包括直道操作接触器、岔道操作接触器、阻车器打开操作接触器、阻车器关闭操作接触器、挡车器打开接触器和挡车器关闭接触器。

本发明中所述操作设备可为操作鼠标。

参见图1，本发明采用主站+分站体系结构。主站采用工业控制计算机，配有通信模块，继电器输入输出模块，具有显示、鼠标、以太网和USB接口；分站采用PLC可编程控制器，具有RS-485接口，支持数据传输与通信。

主站与各分站间通过光纤连接进行数据传输和通信。为提高系统的抗干扰能力，在本方案中主站和分站之间的数据通信均采用光纤通信方式。主站设置于上部平车场信号硐室，分站分别设置于上部平车场及下部各水平信号硐室，在绞车房和各车场信号硐室通过监视器对监控画面进行远端显示，监控画面通过信号传输技术可实现远端传输。煤矿轨道运输监控系统布局示意图如图2所示。跑车防护装置属于现有技术，这里不做详细描述。

（1）主控系统：

参见图3，主控系统中主控计算机作为核心控制部件，通过光端机的数据转换进行数据传输，实现与分控系统中可编程控制器PLC的通讯；主控计算机输出视频图像信号通过光端机进行光电转换后传送给各水平车场分控系统，实现监控画面的远端显示；操作鼠标作为计算机人机接口实现操作人员对于主控监视画面的鼠标操作；闭锁输出声光报警器作为主控系统在设备故障或有人员滞留主斜巷时进行声光警示和闭锁绞车；编码器随着绞车轴的旋转而转动，通过编码器的旋转产生电脉冲，编码器的脉冲输出连接到本安电路将脉冲信号传输至主站内的可编程控制器PLC，用以计量矿车行进的距离，主站内的可编程控制器PLC通过串口1实现与主控计算机的数据通讯；主控计算机通过串口2连接实现与跑车防护装置间的数据通讯，用以读取跑车防护装置相关数据信息。

（2）分控系统：

参见图4，分控系统中可编程控制器PLC作为核心控制部件，PLC通过接口板所连输入设备有操作按钮，包括应急按钮、道岔操作按钮、挡车器操作按钮、阻车器操作按钮；所连行人检测传感器，包括第一红外人体传感器、第二红外人体传感器；所连接近传感器，包括位置校准传感器、直道到位传感器、岔道到位传感器、阻车器开到位传感器、阻车器关到位传感器、挡车器开到位传感器、挡车器关到位传感器；通过接口板所连岔位显示箱，包括岔位显示箱直道显示、岔位显示箱岔道显示；通过接口板所连输出控制接触器，包括直道操作接触器、岔道操作接触器、阻车器打开操作接触器、阻车器关闭操作接触器、挡车器打开接触器、挡车器关闭接触器、通过接口板所声光报警箱输出有报警箱，从而实现对道岔，岔位显示，阻车器、挡车器和报警输出的控制。可编程控制器PLC具有RS485通讯接口，经过信号转换后，实现与给上位主控计算机的通讯，主控计算机传输出的视频信号经过光端机将光信号还原为电信号后通过监视器实现监视画面的远端显示。

本发明流程：

分控系统中PLC控制器采集操作按钮、道岔装置、阻车器、挡车器、行人检测装置的状态到位信息，在手动模式下由就地按钮控制通过可编程控制器PLC实现对道岔进行直道、岔道操作，对挡车器进行打开和关闭操作，对阻车器进行打开和关闭操作；在自动模式下PLC接收计算机主站所发指令信息，对道岔、阻车器、挡车器进行远程控制操作；行人检测通过红外人体传感器用于检测进出主斜巷人数，并对进出主斜巷人数进行统计；当有行人进入主斜巷时分控系统进行“进入行车区域，请注意安全”声光报警，主控系统进行“行人进入，请注意安全”声光报警可输出节点闭锁绞车，当现场出现紧急情况时水平车场把钩工通过操作应急按钮提示上井口信号工和绞车司机，当系统内设备出现故障时主控系统进行“设备故障，请检修”声光报警。主控计算机与跑车防护装置进行通讯，读取跑车防护装置各档防护栏的运行状态信息，并在监视器上进行模拟显示。

工艺过程：

在监控系统运行中，各水平车场的分站检测水平偏口处道岔、挡车器和阻车器的到位信息并将状态上传至主控系统中的主控计算机，主控计算机通过主站内的可编程控制器PLC读取与绞车滚筒相连接的编码器旋转所产生的脉冲数，来确定矿车的位置；在系统中通过自动控制和手动控制两种方式来实现对道岔、阻车器、挡车器的操作控制。当系统处于手动控制方式时，可通过与分站所连操作按钮进行控制操作，控制道岔的扳道，挡车器和阻车器的打开和关闭，也可通过操作主控计算机上的操作鼠标在主监控画面上选取水平分站名称后点击对应的道岔、阻车器或挡车器操作按钮，实现对道岔、阻车器、挡车器的远端控制操作；当系统处于自动控制方式（既矿车行进过程中运输辅助设备进行自动控制操作）时，在主控计算机上操作鼠标在主监控画面上选取起点水平和终点水平名称并点击“确定”按钮，所对应的分站中会根据选取路线的起始、终点和矿车所在的位置进行自动扳道、自动控制阻车器、挡车器的动作，实现对道岔、阻车器、挡车器的自动控制操作，保障运输路线的畅通。各水平行人检测用红外人体传感器感应从各水平车场进出主斜巷行人，当有行人进入主巷道时对应的分控系统报警箱进行语音报警提示“进入行车区域，请注意安全”，分站PLC将行人数据传输至主控计算机并在监控画面上进行人员数量的显示，在主斜巷有行人时主控系统进行“行人进入，请注意安全”声光报警并输出节点闭锁绞车；当现场出现紧急情况时水平车场把钩工通过操作应急按钮提示上井口信号工和绞车司机，当系统内设备有故障时主控系统中声光报警器进行“设备故障，请检修”声光报警。主控计算机与跑车防护装置进行通讯，读取跑车防护装置各档防护栏的运行状态信息，并在监视器上进行模拟显示。

本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (2)

1.一种煤矿轨道运输监控系统；包括通过光纤通信方式连通的主控系统和分控系统，其特征是：所述的主控系统包括主站（1）、监视器（2）、编码器（3）、声光报警器（4）；主站包括主控计算机（5）、光端机（6）、电源（7）、本安电路及接线端子（8）、闭锁输出（9）、操作设备（10）、可编程控制器PLC（11）和跑车防护装置（12），所述光端机（6）分别与电源（7）、监视器（2）和主控计算机（5）相连，主控计算机（5）通过通讯端口与可编程控制器PLC（11）和跑车防护装置（12）相连，操作设备（10）、闭锁输出（9）、声光报警器（4）和绞车轴上安装的编码器（3）通过本安电路及接线端子（8）与可编程控制器PLC（11）相连；分控系统包括各水平车场的分站（13）、监视器（14）、操作按钮（15）、接近传感器（16）、行人检测传感器（17）、声光报警箱（18）、岔位显示箱（19）、道岔控制电机（20）、阻车器控制电机（21）和挡车栏控制电机（22）；分站包括可编程控制器PLC（23）、光端机（24）、电源（25）、接口板（26）和输出控制接触器（27）；所述光端机（24）分别与电源（25）、监视器（14）和可编程控制器PLC（23）相连，接口板（26）与可编程控制器PLC（23）相连，所述操作按钮（15）、接近传感器（16）、声光报警箱（18）、岔位显示箱（19）通过接口板（26）与可编程控制器PLC（23）相连，所述道岔控制电机（20）、阻车器控制电机（21）、挡车栏控制电机（22）与通过接口板（26）输出控制的输出控制接触器（27）相连；所述主控系统中的光端机（6）与分控系统中的光端机（24）通过光纤转接盒（28）进行连接，以RS-485接口方式进行数据传输和通信；

所述操作按钮包括应急按钮、道岔操作按钮、挡车器操作按钮和阻车器操作按钮；

所述行人检测传感器为两个红外人体传感器；

所述接近传感器包括位置校准传感器、直道到位传感器、岔道到位传感器、阻车器开到位传感器、阻车器关到位传感器、挡车器开到位传感器和挡车器关到位传感器；

所述岔位显示箱包括直道岔位显示箱和岔道岔位显示箱；

所述输出控制接触器包括直道操作接触器、岔道操作接触器、阻车器打开操作接触器、阻车器关闭操作接触器、挡车器打开接触器和挡车器关闭接触器。

2.根据权利要求1所述煤矿轨道运输监控系统，其特征在于：所述操作设备为操作鼠标。