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      斜巷絞車無線傳輸監(jiān)控系統(tǒng)研究

      2020-06-29 13:09:56侯海清
      江西化工 2020年3期
      關(guān)鍵詞:斜巷絞車基站

      侯海清

      (汾西礦業(yè)高陽煤礦,山西 孝義 032300)

      斜巷是礦井一種常用巷道,斜巷絞車作為斜巷運輸?shù)闹饕O備,主要用以運輸材料、設備及矸石等。由于斜巷常有一定的坡角,路況較為復雜,造成行車較為困難,成為礦井運輸事故中高發(fā)區(qū)域[1~3]。為了提升礦井斜巷運輸安全,在斜巷內(nèi)需要專門配備信號工與司機絞車進行通信,絞車司機根據(jù)信號傳輸信息開、停絞車。在現(xiàn)實過程中,絞車司機無法有效掌握絞車運輸線路前方存在的問題,極其容易絞車運輸過程中出現(xiàn)碰壁、翻車以及跑車等安全事故[4]。

      隨著智能控制技術(shù)、網(wǎng)絡通信技術(shù)的快速發(fā)展,若能在斜巷內(nèi)增加視頻監(jiān)控系統(tǒng),便可使得絞車司機隨時掌握絞車前方狀況,提升絞車運輸安全性。但由于斜巷距離長、環(huán)境復雜,若布置的監(jiān)控系統(tǒng)采區(qū)有線傳輸方式則極其出現(xiàn)由于通信線纜斷開出現(xiàn)通信中斷問題,造成監(jiān)控系統(tǒng)失效[5~6]。因此,文中設計一種斜巷絞車無線傳輸系統(tǒng),將斜巷內(nèi)的監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸至絞車司機位置,便于司機及時掌握絞車前方運行環(huán)境,確保絞車在斜巷內(nèi)運行安全。

      1 結(jié)構(gòu)框架

      根據(jù)山西某礦1636斜巷為例,對斜巷絞車無線傳輸系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)進行講述。1636斜巷總長為1550m,絞車房與斜巷上口距離約為70m,在距離斜巷上口680m為主有斜巷分道口。在該斜巷內(nèi)布置的無線傳輸系統(tǒng)組成見圖1。

      圖1 斜巷無線傳輸系統(tǒng)組成

      在斜巷內(nèi)布置的每一個單元均電氣控制箱,攝像頭采集到的數(shù)據(jù)通過電氣控制箱并以TCP/IP通行模式采用有線傳輸方式將數(shù)據(jù)傳輸給網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)接收到數(shù)據(jù)后以無線通信方式傳輸數(shù)據(jù)。通過絞車前后的攝像機掌握絞車運行狀況,實現(xiàn)對絞車運輸環(huán)境的實時監(jiān)測。由于斜巷內(nèi)環(huán)境狹小,設備復雜,無線傳輸信號衰減較快,為了提升無線傳輸效率,在對無線信號進行組網(wǎng)分析后,將無線發(fā)射基站、無線攝像頭以及無線AP等安裝在指定位置,從而提升無線傳輸網(wǎng)絡的連續(xù)性、可靠性及穩(wěn)定性。

      在斜巷內(nèi)布置的網(wǎng)關(guān)、無線基站以及指定位置布置的無線AP、無線攝像頭等在斜巷內(nèi)構(gòu)件一個完整無線局域網(wǎng),可以對攝像頭采集數(shù)據(jù)進行無線共享及傳輸。

      2 斜巷無線傳輸設備選型

      在斜巷絞車無線傳輸系統(tǒng)中涉及到無線通信設備包括有無線攝像頭、無線AP以及無線基站等,其中選用的無線基站型號為KT09-A,該基站可以對井下固定點、移動點監(jiān)測到的數(shù)據(jù)、圖像等進行無線傳輸,同時支持語音、視頻、短消息等服務。該基站采用IP構(gòu)建,實現(xiàn)無線、有限傳輸一體傳輸,基站具有較大的系統(tǒng)容量,可以同時支持最多50名用戶同時訪問,最多可以同時進行10路無線視頻傳輸,無線覆蓋范圍廣,信號穩(wěn)定,可以用以井下斜巷復雜環(huán)境。具體采用的KT09-A無線基站技術(shù)參數(shù)見表1。

      表1 KT09-A無線基站技術(shù)參數(shù)

      3 控制系統(tǒng)

      在斜巷絞車房內(nèi)布置絞車控制系統(tǒng)。通過控制系統(tǒng)可以對斜巷內(nèi)布置的任意無線視頻監(jiān)控點的畫面進行顯示,絞車運行前/后方視頻信息均可通過無線通信方式傳輸至絞車房,通過點擊操控界面上的功能按鈕,即可實現(xiàn)對視頻監(jiān)控畫面切換。

      在斜巷下口、上口以及分道等位置處的控制質(zhì)量、數(shù)據(jù)信息以及聯(lián)鎖信號等均采用無線通信方式傳輸至絞車房,并在操控臺顯示屏上顯示通信數(shù)據(jù)。除了對絞車驅(qū)動電機電壓、絞車運輸速度、電機運輸頻率、電流以及溫度等外,操控臺上還可以進行其他指令操控,如:“復位”、“啟動”、“停止”、“急?!钡鹊取=g車司機在操控絞車時,操控臺上與斜巷上口、下口以及分道口等位置處的聯(lián)鎖信號打開,操控臺顯示上述各處位置視頻監(jiān)控畫面,確保絞車處于安全的運行環(huán)境之中運行。

      當絞車司機確定絞車運行環(huán)境安全,可以進行絞車提升、下放等操作,當發(fā)現(xiàn)斜巷內(nèi)可能出現(xiàn)造成絞車運輸事故的情況,需要緊急停車運行時,通過按下“急?!辨I,切斷絞車驅(qū)動電機變頻器以及油泵電源,絞車制動裝置動作,從而實現(xiàn)絞車緊急停車。當絞車驅(qū)動電機變頻器出現(xiàn)故障時,通過按下“復位”鍵,即可對實現(xiàn)油泵電機軟啟動。

      4 現(xiàn)場應用情況

      設計的斜巷絞車無線傳輸系統(tǒng)在山西某礦1636斜巷內(nèi)進行工業(yè)試驗,斜巷全長1550m、坡度為5°,采用無線通信、斜巷絞車控制臺等對斜巷內(nèi)運行的絞車進行實時控制,現(xiàn)場具體使用情況為:

      1)絞車控制臺可以顯示驅(qū)動電機電壓、頻率、絞車運行速度等參數(shù);

      2)絞車控制臺上的“復位”、“啟動”、“停止”、“急停”等等動作指令均可以準確發(fā)送,絞車動作延時時間控制在200ms以內(nèi),動作較為迅速,可以滿足絞車控制需要;

      3)由于斜巷內(nèi)照明條件絞車,控制臺上顯示的絞車上口、下口以及道口等位置處的視頻畫面雖有雪花,但可以清楚的掌握視頻監(jiān)控點的現(xiàn)場條件,確保絞車運行安全。

      5 結(jié)束語

      斜巷是礦井運輸事故高發(fā)區(qū)域,完善斜巷內(nèi)的視頻監(jiān)控系統(tǒng),提升斜巷運輸安全具有重要意義。為了克服斜巷環(huán)境復雜、傳統(tǒng)有線傳輸方式容易出現(xiàn)通信電纜破斷等問題,設計了一種斜巷絞車采用無線傳輸監(jiān)控系統(tǒng),從而實時掌握斜巷內(nèi)絞車運行狀態(tài)以及運行前方環(huán)境,從而提升斜巷運行安全保障能力,降低斜巷運輸事故發(fā)生率,設計的斜巷絞車無線傳輸監(jiān)控系統(tǒng)具有較強的實用性,可以在一定程度上提升礦井安全運輸保障能力。

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