摘要：索道的电气控制系统集中体现了索道的复杂程度和技术水平。本文就我国目前客运索道所应用的几种不同形式的控制系统进行了介绍，对各种不同形式控制系统的特点以及对安全性的影响进行了分析，并对我国客运索道电气控制系统可能的发展方向进行了展望。
关键词：电控发电机；故障诊断；维修技术
索道的电气控制系统在索道系统中占有举足轻重的地位，虽然在设备的总投资中只占很小的比例，但它的优劣程度和水平在很大程度上显示了索道的技术水平，在提高索道的运输效率、减轻工作人员的劳动强度、降低运营成本、保证机电设备和操作人员的安全以及乘客的乘坐舒适性等方面都起着决定性的作用。索道电气控制系统的主要任务是接受操作人员的指令，接收各安全装置传感器的监测信号，管理索道的机械和电气拖动安全可靠的运转，保证索道运行的安全。
1、我国客运索道电气控制系统现状分析
一般而言，索道的电气控制系统都可以分为监测和控制两大功能，尽管往复式、循环式等各类不同形式的客运索道安全检测的点位和方法各不一样，但由于国家在这方面有强制性的规定，同种类型索道的检测点位和手段则大同小异，而由于索道设计时间、索道的复杂程度以及其他诸方面的原因，索道的主控部分却有较大的差异。就目前来看，我国客运索道的电气控制主要有继电接触式系统、标准PLC系统、三PLC安全系统以及安全PLC系统等几种形式。
1.1继电接触式控制系统
索道继电接触式控制系统就是把各种有触头的接触器、继电器、按钮、行程开关等电气元件，用导线按一定方式连接起来组成的索道电气控制线路，实现对索道运行状态的检测和保护，以及对索道电力拖动系统的起动、调速、反转和制动等运行性能的管理，完成索道的运行控制功能。这种控制系统主要有以下特点：
1.1.1直观易学
由于使用了完全硬件电路，简单直观，逻辑控制清晰，便于操作维护人员领会掌握；
1.1.2价格便宜，投资小
使用的机械开关、继电器等控制器件便宜，相对其它控制系统一次性投资小；
1.1.3控制功能有限
由于完全由硬件实现索道的运行逻辑控制，一旦系统设计完成后，想改变和增加功能都很困难；
1.1.4控制速度慢
继电器控制逻辑依靠触头的机械动作实现，工作频率低，另外触头还会出现抖动问题，可靠性难以保证；
1.1.5限时控制精度不高
继电控制逻辑利用时间继电器的滞后动作实现限时控制，定时精度不高，且定时时间易受环境湿度和温度的影响；
1.1.6可靠性和可维护性差
系统使用了大量的机械触头，连线也多，触头开闭会受到电弧的损坏，并有机械磨损，因此可靠性和可维护性差。
正是由于继电接触式控制系统具有以上特点，它在早期和小型简易的索道中得到应用，但是随着对客运索道运行安全性要求的越来越高，索道的控制系统也越来越复杂，纯粹使用硬件继电控制几乎不能再满足要求，例如计数功能用继电器控制逻辑就很难实现，因此这种索道控制系统已不常见。取而代之的是PLC控制系统。
1.2标准PLC控制系统
PLC(Programmable Logical Controller)，即可编程序逻辑控制器，由于目前PLC不但可以实现问世之初仅具有的逻辑控制功能，还可以完成计数、计算、通讯等大量其他工作，因此一般称之为可编程序控制器（(Programmable Controller)，但为了和个人电脑PC(Personal Computer)相区别，仍把可编程序控制器缩写为PLC。
我国现在的客运索道，特别是脉动、往复、脱挂等较高形式的索道几乎都是由PLC来控制的。PLC在索道控制系统中的主要作用是：在自动运行状态下对传感器和操作人员的指令进行检测，对系统的运行状态进行监控，通过对输入量运算处理，输出相应的控制信号，控制继电器、接触器等执行机构，保证系统按照设计的程序运行。在异常情况时也能按照设计的程序采取相应对策，避免事故的发生和扩大。由于大量逻辑运算和数据处理都是由PLC完成，省去很多逻辑运算继电器、延时继电器，大大简化了硬件电路，并且提高了运行的可靠性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆相对继电接触式索道控制系统，它有以下明显优点：
1.2.1通用性好、应用灵活
PLC是通过软件来实现控制的，只需改变软件就可以实现不同的控制要求，在索道试运行阶段可以根据使用的具体要求对某些控制功能进行灵活的改动。泰山中天门索道在2000年的改造过程中就由于场地限制的原因对原有的索道发车功能进行了改动，通过软件的简单更改就得以实现，避免了硬件设备的大量调整。
1.2.2可靠性高，抗干扰能力强
大量的开关动作由无触点的半导体电路完成，另外PLC还采取了屏蔽、滤波、隔离等抗干扰措施，提高了系统可靠性。
1.2.3方便的自诊断功能
这一功能使检查判断故障迅速方便，大大缩短了索道运行中的故障停车时间。
1.2.4完善的系统功能除基本的逻辑控制、定时、计数、算术运算等功能外，配合特殊模块还可实现通讯、显示、数字控制等功能。
正是由于PLC上述明显的优点，它在索道的控制系统发挥了重要作用，已经成为国内自行设计建设的索道控制系统的主流。可以预见，在今后一个时期，标准PLC控制系统仍将在我国客运索道的设计中发挥重要作用。
1.3三PLC安全系统
随着自动化与IT技术的快速发展，以及人机工程观念的绵延深入，安全保护日益渗入控制过程的各种自动化、智能化环节。特别是目前在世界工业发达的国家，工作岗位的安全性与健康性要求都较高。在欧洲，对机器安全性有着严格统一的技术规范，即《机器指令》，规定必须按照EN242标准，对机器进行危险程度评估，采用与《机器指令》相符的危险防护技术方案和安全开关电器，获得CE-标志，真正从硬件上达到设备安全性，排除事故危险可能性，确保人和机器的安全后，才能在欧盟市场所流通和在使用。
客运索道作为特种行业，在安全运行与防护方面做出了努力。国内某索道管理站从法国POMA公司引进的索道设备中就采用了三PLC安全系统。PLC1和PLC2作为安全PLC，PLC3是控制PLC，现场信号传到PLC1和PLC2，经对比确认后向PLC3发出控制信号，再由PLC3处理，做出相应的反应。这种三PLC安全系统在具有标准PLC系统优点的同时，还具有以下明显优点：
1.3.1采用了冗余设计和差异设计，进一步提高了可靠性；
1.3.2三PLC协调工作，互相检测，保证了安全性。
可以说，三PLC安全系统将索道的电气控制技术在标准PLC系统的基础上提高了一大步，在保障设备的运行安全、使用人员的操作安全和乘客的乘坐安全方面发挥了重要作用
1.4安全PLC系统
安全PLC是在多PLC安全系统概念的基础上提出的，但它并不只是2个或3个PLC网络的集合，而是在一个PLC平台上集成冗余多样的CPU，不仅可以代替一个PLC，而且可以做出不同的错误反应，提供安全功能的控制。奥地利DOPPELMAYR公司在其设计的客运索道中使用了德国PILZ的PSS3000安全PLC，使用实践证明，索道的可靠性、安全性以及可操作维护性都较其它类型的控制系统有非常明显的优势，下面就以PILZ PSS3000安全PLC为例对该系统的特点作一下介绍。
1.4.1独特的双模块和三通道结构实现了系统的容错功能和冗余控制
PSS3000由经过认证的标准模块和安全模块两部分组成（如图2），两个模块分别编程，独立工作。安全模块的数据通过三个通道采集，数据经过三个不同品牌的处理器处理后再对比确认，无误后才输出处理。双通道的RAMS（DPR）允许交叉检测，每一个处理器有独立的输出映像，固件不可以被用户改变，每一个处理器的结果存储在单独的内存中，处理器间出现任何的不一致，系统立即停机。
标准模块则通过单通道和单CPU进行数据处理，保证系统一定的容错能力。这样可以根据索道的不同控制要求对两个模块的功能进行合理的配置，保证索道运行的高度安全性和可靠性。
2、总结
随着我国旅游业的进一步发展，由于客运架空索道具有能适应复杂地形、跨越山谷、克服地面障碍物等优势，作为解决景区内交通的现代化索道还将会有发展。在山岳风景名胜区，为了和国际旅游接轨，安全的、现代化的交通设施是必需的。尽管由于大型客运索道建设在我国起步较晚，这方面的经验较少，但近几年国外先进索道设备的引进，也使得我国索道的设计技术一开始就站在较高的起点上成为可能。作为代表索道技术水平主要标志的控制系统应该在这方面有所突破。我个人认为，在今后一段时期内，索道的控制系统仍将会在保证运行安全性、乘坐舒适性和提供人性化服务方面有所发展。
参考文献：
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[3]宇宏武.单索循环式固定抱索器实验索道控制系统优化设计[J]《内蒙古农业大学》2013
论文作者:江波
论文发表刊物:《电力设备》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/22
标签：索道论文; 控制系统论文; 系统论文; 客运论文; 功能论文; 逻辑论文; 可靠性论文; 《电力设备》2020年第1期论文;