牛軍軍 李文冬 周國輝

（義煤集團新安縣云頂煤業(yè)有限公司，河南 洛陽 471800）

1 引言

提升信號系統(tǒng)為提升機控制系統(tǒng)的重要組成部分，其可靠性直接影響整個提升系統(tǒng)的安全運行。據(jù)調(diào)查與分析，提升信號問題是誘發(fā)提升事故的第一原因。以云頂煤礦的實際應(yīng)用為例，將原來的電纜信號傳輸方式進行了光纖化改造，大大提高了運行的安全性。

2 提升通訊電纜傳輸存在問題

2.1 原信號系統(tǒng)組成及功能

云頂煤礦提升機主井信號系統(tǒng)由裝載信號站、卸載信號及機房信號柜組成，均為PLC 控制系統(tǒng)，保障了設(shè)備之間大量的邏輯信號可靠傳輸。

（1）井底裝載站。FX2N-48MR PLC 系統(tǒng)通過通訊電纜接收機房信號柜的指令信號，完成自動裝煤任務(wù)，并將上提信號返回至井口信號房。

（2）井口卸載站。FX2N-48MR PLC 系統(tǒng)將井底信號通過通訊電纜轉(zhuǎn)送至機房信號柜，并接收其指令信號，完成自動卸煤任務(wù)。

（3）機房信號柜。FX2N-32MR PLC 系統(tǒng)負責接收與顯示井口、井底提升信號，并將提升信號傳輸至提升機機房電控系統(tǒng)，實現(xiàn)安全閉鎖。如圖1所示。

圖1 信號系統(tǒng)示意圖

2.2 信號系統(tǒng)存在問題

信號系統(tǒng)于2008 年投入運行，從井口至井底采用一根礦用通訊電纜MKVVR-28×1.0進行傳輸，初期運行情況良好。因礦井井筒條件比較惡劣，淋水大，落碴較多，造成電纜受損嚴重，經(jīng)常出現(xiàn)通信中斷，信號無法正常傳輸。雖然該礦多次更換電纜，但僅僅能夠維持幾個月，影響礦井生產(chǎn)。

3 提升信號系統(tǒng)光纖改造

3.1 改造方案

常用的提升信號傳輸方式有光纖通訊和電纜通訊（硬接線）。結(jié)合礦山實際情況，擬定了三種改造方案，并進行了對比，如表1 所示。綜合各方因素考慮，確定采用方案三進行改造。

表1 改造方案對比

3.2 改造增加設(shè)備與設(shè)置

按照方案三進行改造時，需要增加的設(shè)備有：2臺1 光4 電百兆網(wǎng)絡(luò)交換機GSGY-S-DD1425QN、4 臺12 路DI/12 路DO 網(wǎng) 絡(luò)IO 模 塊ZKD-1212ROETH（裝載信號系統(tǒng)和卸載信號系統(tǒng)各2 臺）、1 臺以太網(wǎng)通訊模塊BCNET-FX、2 臺繼電器RXM4AB2BD 及足夠長的MGXTSV-8B 光纖電纜。將這些設(shè)備接入到原有信號系統(tǒng)中，如圖2 所示。

圖2 改造后信號系統(tǒng)示意圖

由于裝卸載信號系統(tǒng)PLC（FX2N-48MR）的標配通訊口為422 通訊協(xié)議，因此接入了以太網(wǎng)通訊模塊，通過其處理器轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)協(xié)議。更換傳輸介質(zhì)后，將上位組態(tài)軟件的通訊協(xié)議由422 更改為以太網(wǎng)后，即可投入正常使用，如圖3 所示。

3.3 光纖信號系統(tǒng)通訊

正常運行時，網(wǎng)絡(luò)交換機和光纖電纜組成了一個信號專用局域網(wǎng)絡(luò)。井口卸載PLC 傳輸?shù)拈_關(guān)量通過繼電器和網(wǎng)絡(luò)IO 模塊轉(zhuǎn)為數(shù)字量通訊信號，再由網(wǎng)絡(luò)交換機將其轉(zhuǎn)化為光信號，利用光纖電纜傳輸?shù)窖b載信號系統(tǒng)。此時，裝載信號系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)交換機重新將光信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字量通訊信號，通過網(wǎng)絡(luò)IO 模塊和繼電器轉(zhuǎn)為開關(guān)量，傳輸至裝載PLC，從而實現(xiàn)井口卸載信號系統(tǒng)和井底裝載信號系統(tǒng)之間的通訊與邏輯閉鎖。機房工控機通過網(wǎng)線與網(wǎng)絡(luò)交換機相連，實現(xiàn)了直接與井口、井底信號系統(tǒng)的以太網(wǎng)通訊。

當光纖通訊的環(huán)網(wǎng)出現(xiàn)問題時，可通過裝載和卸載信號系統(tǒng)的繼電器自動切換到原來主井井筒的通訊電纜，進行信號的傳輸，確保系統(tǒng)運行的安全可靠。

圖3 工控機通訊協(xié)議設(shè)置

4 結(jié)語

此次改造后，整個系統(tǒng)由簡單落后的電纜通訊變成了先進的以太網(wǎng)光纖通訊。將光纖通訊局域網(wǎng)再接入到本礦環(huán)網(wǎng)后，可以實現(xiàn)對裝載站各設(shè)備的啟、停及運行情況的遠程監(jiān)控，為以后建設(shè)智慧礦山裝載系統(tǒng)預(yù)留了端口。同時又保留了通訊電纜作為應(yīng)急備用，大大提高了系統(tǒng)運行的安全可靠性。系統(tǒng)自改造投運近一年來，運行平穩(wěn)可靠，達到預(yù)期效果。