摘要：本文主要含概了矿井架空乘人装置（简称：猴车）自动控制系统作为井下猴车安全运行保障，结合生产实际，设计适用性良好的猴车自控系统，为矿井长久发展提供持续动力。以PLC的矿井猴车自动控制系统应用展开论述。
关键词：PLC；矿井猴车；自动控制系统应用
概述
枣庄大兴煤矿井下共有三部候车，猴车作为矿井生产辅助运输人员的设备，人员乘坐方便、安全、设备维护操作简单等诸多优点。因此，猴车自动控制系统作为矿井生产自动化设备构成部分，对整个矿井人员的安全、有效有着极大的影响。为更好地提升矿井生产作业的安全性和综合效益，更加高效的猴车自动控制系统设计十分重要。
1、 猴车 PLC技术特点分析
枣庄大兴煤矿现使用的三部猴车生产厂家均由：湖南省湘潭市恒欣实业有限公司生产，三部猴车电控控制均是PLC系统，PLC技术具有其本体的技术特点，将其与计算机技术相结合可以在最大程度上发挥出机电一体化的功能。大兴煤矿猴车作为矿井辅助运输设备，猴车和物料提升绞车同巷布置，猴车PLC控制系统与绞车电控系统形成可靠闭锁，PLC系统性能稳定，具有更加优质的抗干扰性能。通过对现有的PLC技术的应用情况，可以发现该技术中应用了大规模集成电路技术，同时大规模集成电路技术表现出极高的可靠性。大兴煤矿猴车PLC控制系统使用的是西门子生产的可编程逻辑控制器，在无故障的情况下可以工作较长的时间。主要是因为在生成PLC的过程中，使用的硬件具有自我检测功能，一旦检测到问题，可以及时进行发布警报，便于进行及时处理。由于集成电路以及半导体材料的不断发展，芯片的集成度不断提高，同时电路元件在芯片上的集成度也不断升高。因此PLC产品的型号以及规模也已经发生了相当大的变化，主要体现在集成器件的功能上。PLC产品的功能规模相当丰富，更好地满足工业控制的各种需要。同时器件本身具备完整的数据运算和逻辑处理功能，因此具有一定的应用优势。
2、PLC应用要点
（1）必须确保井下控制主站配套系统借助PLC（可编程逻辑控制器）装置能对猴车在井下沿途运输中遭遇的各类异常情况做出快速及时的响应，从而最大程度保障猴车运行安全。
（2）通过设置监控系统的中央计算机，可实现对井下猴车运行的远程监控，并对猴车运行参数进行实时记录存储，以便为矿井生产管理提供数据。
3、PLC控制系统
高效安全的井下辅助运输系统是实现矿井生产效率和安全运行的必要保证。其中，猴车是一种使用很广泛的井下行人运输设备。高效的安全系统对猴车的安全操作至关重要。进一步探讨和改进猴车安全保护装置对矿山安全生产具有重要意义。基于PLC控制技术，猴车现有电子控制安全系统的设计和改造，充分考虑了在各种发生条件下矿山电子控制安全系统运行的各种要求，高兼容性设计，系统控制设计，系统运行设计和其他功能的确定，大兴煤矿三部猴车均选择FX2N-24MT类型的PLC控制器(包括FX2N-16外部扩展装置)。整个系统采用总线基础结构，可以充分满足数据实现和指令传输的要求。整个PLC控制系统的主要组件包括电控装置、控制箱、输入/输出模块等。其中，电控装置可以选择RS485通信接口。在控制箱内部配备PLC控制单元通过扩展单元有效地扩展输入/输出操作。
系统运行时命令设置可以采用多种形式(阶梯、函数语句等)进行编写，同时，可以在井中使用模拟信息的方法下运行状态的各类信号及数据进行采集和处理，能有效保障系统运行的有效性。
4、控制系统的构成
猴车电子控制系统的整体设计是分布式的、模块化的思想。猴车系统主要由计算机监控系统、PLC主系统和远程I/O站组成。井下运行主机和HMI的命令信号，驱动猴车系统，接收各种保护和位置等信号进行处理，并反馈给主机电脑。通过I/O模块和周围信号建立连接，可以在发生系统故障时及时处理。后台计算机监控系统，主要实时监控猴车系统的运行。矿用隔爆及本质安全电气控制箱的系统选择。使用Windows7专业版操作系统的PC安装了MCGS配置软件，可以实现系统和现场设备之间的远程交互。主电气控制箱具有两个以太网接口和模拟I/O通道。配置可以模拟图形动画显示的触摸屏。红外传感器通过PLC检测变速运行。主PLC和后台监视系统通信、I/O系统通信和HMI通信构成了地下和井综合监视系统。每个会话监视系统的运行状况，以确保稳定运行。
5、整体设计
枣庄大兴煤矿的猴车自动控制系统由井下PLC控制主站、地面监控系统和4个远程I/O(输入/输出)站组成。图1是系统结构图。其中，地下PLC控制站选择S7-300西门子系列PLC设备，通过沿猴车收集各种保护信号和变电站信号，实现猴车运行的安全控制。地面监控系统配备了用于实时记录猴子卡车运行数据的专用kingview软件，可以实时显示猴子车辆运行画面。同时，通过地下PLC控制主控系统和地面监控系统之间的模型CP343-1以太网通信模块进行远程通信，并通过地下远程点之间的Profibus-DP协议进行远程通信。
6、煤矿猴车变频改造方向
随着科技进步，煤矿一直以“机械化换人，自动化减人”为宗旨，无人值守猴车下一步得到重视开发利用；猴车控制系统进行变频改造技术的利用，提高猴车的各项使用性能。新增了制动器失效保护、油位及轴温监测、距离控制、能量制动回馈等，这些装置均提高了猴车的工作性能，可以满足煤矿猴车的需求。由于计算机技术的不断发展，猴车的电控系统也更加先进，工作人员可以通过电脑屏幕进行猴车远程监测与控制，大大提高了工作效率。此外，猴车的位置识别功能还可以使工作人员迅速确定猴车位置，一旦其出现安全问题工作人员可以及时采取有效措施加以解决，进而有效保障工作人员的人身安全。
结束语
为了节约电能，提高安全性，猴车电子控制系统使用变频控制控制，没有乘员的时候低速运行，有人乘坐的时候以设计的速度运行。为减少猴车控制系统老化或出现故障，设计地面监视背景和井下控制器的控制系统。随着移动人员的变化，可以自动调整移动手段系统的运行速度，可以运行井下调试和监控系统，可以在地面背景下实时监控系统运行状态，还可以进行在线调整和故障诊断。
作者简介：
褚夫水（1976-），男，山东枣庄人，工程师，2017年毕业于山东科技大学自动化专业，现任枣庄市大兴矿业有限责任公司运输工区主管技术员。