1引言

隨著機械化水平的提高，很多礦井采用了架空乘人裝置運送人員，以縮短礦工上下井的路途時間，減輕礦工體能消耗。但井下多數架空乘人裝置的電控系統采用繼電－接觸器控制方式，不能滿足《煤礦安全規程》規定的在下人地點的前方，必須設有能自動停車的安全裝置的要求。為做到架空乘人裝置運送人員安全、高效，城郊煤礦應用計算機控制新技術，我們在架空乘人裝置上裝配了基于plc的自動控制系統，實現了架空乘人裝置安全自動運行，達到了無人值守的目的。

2系統構成

2.1系統組成

架空乘人裝置自動控制系統主要有plc控制站、操作控制箱、檢測傳感器、語音報警裝置、mp3播放裝置及電氣開關等組成。plc控制站、操作控制箱和電氣開關安裝在架空乘人裝置的機頭硐室內。啟動、停止按鈕及方式選擇開關、顯示器布置在操作控制箱面板上。檢測傳感器按功能類型分別裝設在機頭、機尾及沿線托輪架適當的位置處，以滿足控制系統的安全保護檢測和全自動運行控制要求。控制系統的組成如圖1所示。

2.2保護類型

控制系統除了設置機頭、機尾越位保護，沿線拉停車保護等常規保護外，還在架空乘人裝置的尾輪及沿線鋼絲繩易脫落點裝設托繩保護開關，距plc控制站較近的托輪處裝設欠速打滑保護裝置，一旦上述保護動作，架空乘人裝置將會自動停車。另外，系統還采取特殊措施，設置了鋼絲繩斷繩保護、重錘下限位保護和吊椅防過擺保護，使控制系統的保護功能更加完善。各保護單元采用霍爾傳感器，通過檢測安裝處的托輪或鋼絲繩的狀態，向plc控制站發送一個檢測信號，由plc進行判斷是否執行保護動作。

2.3plc控制系統

自動控制系統采用日本三菱電機fx2－48型可編程控制器為主控站，該plc內設中間繼電器，可擴展性廣，通信功能強。為確保架空乘人裝置的運行安全，自動控制系統設置有檢修、手動、自動3種功能。架空乘人裝置自動方式下，通過采集乘人入口處的上人信號和下人處的下人信號，實現有人上車時自動開車，無人乘坐時自動停車。各保護裝置實時向plc控制站發送采集的狀態信號，經過plc控制站判斷處理，實時進行控制和系統保護。架空乘人裝置工作期間，其工作方式及工況參數實時在操作控制箱上顯示。

2.4控制流程

啟動前，架空乘人裝置工作方式選擇為“自動”，plc的控制開關置于運行位置，系統即進入自動控制運行狀態。當控制系統采集到機頭或機尾有人乘座信號時，系統將按照架空乘人裝置的工藝流程自動運行，無人乘坐時自動停車。架空乘人裝置自動運行期間，若超過規定時間，plc發出停車信號停車；若保護裝置動作，控制系統先延時報警，plc接到保護信號后，發出停車信號停車。另外，系統還增設了“檢修”方式，當系統需要調試或檢修時，方式選擇開關打到“檢修”方式，人工進行架空乘人裝置的操作。系統控制流程如圖2所示。

3系統功能

3.1無人值守

不需要設專人操作，控制系統通過遠紅外檢測裝置實現架空乘人裝置自動開車。當架空乘人裝置機頭或機尾有人上車時，遠紅外檢測裝置向plc發出上人信號，plc控制磁力開關吸合，啟動架空乘人裝置電機，實現有人上車時自動開車，無人乘坐時自動停車。同時，plc啟動延時程序，實現系統延時停車，延時時間以架空乘人裝置單程運行的時間為基準。架空乘人裝置運行期間，機頭、機尾有多人乘車時，遠紅外檢測裝置不斷向plc發送上人信號，控制系統將自動延時運行，延時停車以檢測機頭或機尾的最后上車人為準。乘坐人員下車后，系統通過下人檢測裝置自動核減人數。當延時時間超過規定而無人乘車時，系統會自動停車。

為保證人員安全乘車，系統配有自動安全語言提示。人員上車時，提示“準備開車，請注意安全”；為防止乘坐人員越位乘車，提前進行“前方到站，請下車”的語音提示。

3.2保護功能實現

（1）越位保護、拉停車保護：架空乘人裝置機頭、機尾下車處裝設越位保護開關，將越位開關的常閉觸點串入plc控制回路中，當無人越位時，開關不動作；當乘人越位乘車時，乘人碰撞越位開關的橫桿使其動作，斷開plc控制回路，系統自動停車。plc接到檢測信號后進行延時語言報警。架空乘人裝置沿線設拉停開關，乘坐人員遇到緊急情況時，可拉急停開關使架空乘人裝置停車。沿線急停開關的常閉觸點也是串入plc控制回路中。

（2）脫繩保護、欠速打滑保護：在架空乘人裝置沿線鋼絲繩易脫落點與機尾大輪后側，設置脫繩保護開關。當鋼絲繩脫落時，plc會接收到脫繩保護發送的脫繩信號，控制系統實現停車保護。欠速打滑保護傳感器安裝在距plc控制站較近的托輪架上，磁鐵塊安裝在對面的托輪上，當架空乘人裝置出現打滑或其它情況時，裝有磁鐵塊的托輪不轉動，延時5秒打滑保護接點斷開，無信號輸出，plc控制回路斷開，架空乘人裝置自動停車。

3.3遠程監控功能

自動控制系統為實現遠程監控提供網絡通訊接口，通過網絡連接與調度指揮中心進行通訊，實現遠方集中控制，可以在調度指揮中心監控到架空乘人裝置的運行狀態，運行數據。

另外，控制系統還能實現沿線mp3背景音樂、安全宣傳用語等內容的播放。

4結束語

在實際應用中，架空乘人裝置裝配自動化控制系統，不僅能夠實現無人值守，減人增效，提高架空乘人裝置的安全可靠性，而且還能夠節能運行，減少機械磨損、延長輪襯和鋼絲繩的使用壽命。該自動控制系統在煤礦井下架空乘人裝置中，具有很好的推廣應用價值和經濟效益。此外，電控系統再裝配變頻調速新技術，可實現架空乘人裝置運行速度調節，提高運行效率，更好節約電能。