关键词：PLC可编程控制器；架空乘人装置；自动化控制
一、基于PLC可编程控制器所构建控制系统的运行原理及结构
1.自动化控制系统结构
PLC可编程控制器所构建的架空乘人装置自动化控制系统主要由主控单元系统、自动保护系统、电源驱动系统、张紧及托绳装置等共同构成。
2.系统运行原理
在架空乘人装置自动化控制系统运行过程中，基于PLC可编程控制器的控制方式主要分为三种，分别为自动程序控制、手动脱机控制以及检修模式。在自动程度控制模式中，设备操作人员仅需按下相应控制按钮，在一定时间后，系统控制程序将基于运行准则自动下达各项装置控制指令，并在系统运行过程中持续分析传感器装置所上传的各项监测信号，及时发现所存在的安全隐患及装置运行故障问题，向管理人员自动发送预警信号，同时PLC也将下达联动控制或制动控制信号。在后续架空乘人装置检修工作完成、彻底解决所出现故障问题后，管理人员按下故障复位按键，即可再次启动架空乘人装置。在手动脱机控制模式中，管理人员将需要将转换开关切换为脱机档位，即可根据装置实际工况针对性下达各项控制指令、切换装置档位。在装置处于检修工作模式下，PLC可编程控制器将自动对装置实时工作参数及以往一定时间范围内的运行参数进行记录和显示，并自动开展故障诊断工作，为架空乘人装置检修工作的开展提供有力信息支持。
此外，通过PLC可编程控制器的应用，架空乘人装置自动化控制系统具有无人值守工作模式。在这一模式下，PLC可编程控制器将对红外线探头所传输的信号进行分析，针对性下达各项控制指令。例如，当乘车人抵达装置限定运行区域时，架空乘人装置将自动减速、停止，并在一定时间长度后自动启动电机，按规定线路进行行驶。
二、PLC可编程控制器在架空乘人装置自动化控制中的应用功能
1.故障保护功能
在架空乘人装置自动化控制系统运行过程中，PLC可编程控制器将持续对装置及系统的实际运行情况进行分析和监测，并在监测到各类问题时，基于程序运行准则以及故障诊断结果，针对性采取各类故障保护措施，避免出现人员伤亡。PLC可编程控制器的故障保护体系由速度保护、脱槽保护、沿线拉停车保护等多项具体保护功能构成。
（1）速度保护功能。在多数架空乘人装置自动化控制系统中，普遍选择在装置机头等区域安装适当数量的速度传感器装置。在系统运行过程中，速度传感器装置持续将速度监测数值进行上传，随后PLC对接收数据进行分析，当监测到装置运行速度过高或过低时，则通过调整磁钢数目或平面角度等方式，对装置运行速度进行控制调节。而当装置速度趋于稳定、符合相应运行标准后，管理人员即可按下故障解除按键，切换至正常系统控制状态。
（2）越位保护。在架空乘人装置运行过程中，如果乘客并未在限定区域下车时，将会在下车过程中接触到处于开启状态的越位保护开关，随后PLC可编程控制器将下达装置制动控制指令，避免各类安全事故的出现。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而在装置停止运行一定时间后，将自动切换运行状态。
（3）脱槽保护。在装置运行过程中，如若受到外界等因素影响而出现钢丝绳脱槽运行故障问题时，PLC将基于脱槽保护开关的运行情况而针对性下达停车制动控制指令，随后发送自动预警信号，协同开展脱槽故障检修工作。在装置检修工作完成后，管理人员对相应按键进行复位操作，即可重新启动架空乘人装置。
（4）短路及过载保护。在架空乘人装置控制系统运行过程中，PLC可编程控制器将持续对传感器装置所上传的信号进行转换处理、运算处理，并对信号处理结果进行分析，如若监测到信号输出值过大或是过小时，将自动发送预警信号、结合装置实际运行情况采取相应控制措施，下达制动控制指令，从而提供有效的电流及电压保护。
2.数据显示及语音功能
（1）数据显示功能。在传统架空乘人装置控制模式下，管理人员仅能通过索道指示灯以及装置的档位工作状况等以判断系统运行状况，无法做到对各项装置及系统运行参数的适时了解、全面掌控，这一问题的存在，也加大了人为因素对架空乘人装置运行稳定性及系统运行效率的影响系数。而对PLC可编程控制器的配置，可对以往一定时间范围内的系统程序、用户程序以及逻辑变量等信息进行存放，并在操作面板上集中显示当前装置运行状态、行驶速度、前方急停区域间隔位置等信息，帮助管理人员下达各项控制指令。
（2）语音功能。在架空乘人装置自动化控制系统运行过程中，基于PLC可编程控制器向所配置的语音播放装置下达控制指令，自动播放相关语音信息，如架空乘人装置的规范操作流程、正确乘坐步骤、预计行驶时间（抵达停车区域）等等。而当PLC监测到系统及装置存在异常运行问题时，也将自动向喇叭等语音播放装置下达联动预警信号，播放故障警报。
3.远程监控功能
在传统架空乘人装置控制系统运行过程中，受人力成本、空间等多方面因素限制，很难做到对架空乘人装置实时运行情况的及时、有效掌握，进而造成各类装置运行故障问题的反复出现。PLC可编程控制器的应用，在装置控制系统运行过程中，可通过将CAN信号切换至R232信号，管理人员即可对架空乘人装置的实时运行情况、各项运行参数进行远程监测。此外，管理人员可选择将装置控制模式切换为远程现场控制，管理人员基于监测信息远程下达各项装置控制指令。而在架空乘人装置出现各类运行故障问题后，管理人员可快速采取有效解决措施，避免造成严重的经济损失与人员伤亡。其原理为，与传统继电器相比而言，PLC可编程控制器具有输入/输出功能模块齐全的应用优势，针对不同现场信号配置了相应的功能模模块，可与装置各类器件（如开关装置、控制阀等）进行远程直接连接，并通过总线与CPU主板进行连接。而对这一功能的配置、实现，需要提前在架空乘人装置关键位置安装适当数量的摄像仪等监测设备，为管理中枢提供装置实时运行画面。
结语：
与传统继电器相比而言，PLC可编程控制器的应用，将大幅提高架空乘人装置控制系统的自动化程度、系统运行效率及稳定性，并有效预防各类装置运行故障问题及安全事故的出现，深得矿井作业人员的青睐。
参考文献：
[1]郭垚.基于PLC的架空乘人装置自动控制系统在南关煤矿的应用[J].煤,2017,26(03).
[2]高俊峰.基于PLC的矿井架空乘人装置控制系统设计[J].煤炭技术,2014,33(09).
[3]王建安,李现政.基于PLC的架空乘人装置控制系统在煤矿中的应用[J].科技信息,2013(26).
论文作者:杨玉龙
论文发表刊物:《中国电业》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/24
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