1　引言

在矿井辅助运输中，主运斜巷占有极其重要的位置，它是连接主要运输大巷和采区内部的咽喉，主运斜巷多采用串车提升，有的主运斜巷还兼做行人巷道，因此，主运斜巷的安全管理尤为重要，煤矿安全规程370条1-6款对倾斜井巷内使用串车提升的安全装备做出了具体规定；可归纳总结如下：一是斜巷跑车防护装置；二是防跑车、防误入装置；三是斜井信号装置。此三项装备是保证斜巷安全提升，防止各类运输事故发生的根本保障。随着科学技术的不断进步，斜巷安全装备由不规范的设施逐渐向规范的智能化的定型产品发展。例如，跑车防装置：目前较为普遍推广使用的有陕西航泰电气有限公司生产的FJB-A型双余度常闭式跑车防护装置和江苏常熟煤矿井筒专用设备厂生产的KHG6-127/B型常闭式跑车防护装置，均采用了PLC控制，FJB-A装置采用PLC分散控制，KHG6-127/B装置采用PL集散控制。其功能均能满足斜井跑车防护的需要。斜井信号装置：唐山开诚电器有限公司生产的PXK-3型PLC控制的信号装置不仅实现了信号闭锁、信号转发、位置显示和行车语音报警，而且还有双工通讯功能。防跑车、防误入装置：虽然目前尚无定型产品，但利用对道岔进行位置控制和位置显示的防误入装置已有厂家在做，并且也是利用PLC进行控制。

2　问题的提出

随着PLC控制技术的不断完善，采用分散和集散控制系统对斜井的安全装备实施过程控制和检测已成为不争的事实，但也随之产生了一些问题：

（1）各类安全装备控制系统相互独立，给安装、维护工作带来较大的困难。现以朔里矿北三轨道装备为例，北三轨道跑车防护装置使用常熟KHG6-127/B跑车防护装置，斜井信号使用唐山PXK-3斜井信号装置。让我们先来看绞车房的设备，绞车房用于二套系统的PLC控制主站2台，各自的显示屏2台，同样用于绞车位置检测的传感器4台，各类控制、通讯电缆11根。如果再加上道岔位置控制装置，绞车房将有PLC控制主站3台，显示屏3台，传感器6台，通讯、控制电缆增加到14根，其中最多的电缆芯数是17芯/根。再来看看斜井各偏口的设备，每一个斜井偏口有PCL控制分站2台，用于各自的执行机构的动力控制箱2台，其最大壳体尺寸为460mm×470mm×210mm，最小壳体尺寸为320mm×210mm×150mm。再来看巷道内敷设的电缆，127V、660V电力线2根，KHG6-127/B用通讯、控制电缆3根，PXK-3用通用电缆，PLC控制，通讯电缆1根，合计电力电缆敷设的长度达到1000m，通讯、控制电缆敷设的长度达到2000m，（北三轨道斜长500m）。最后来看控制系统的PLC，PXK-3信号装置采用日本三菱的FX系列PCL，KHG6-127/B装置采用德国西门子公司的S7系列的PLC。目前，虽然PLC正向开放式方向发展，但是各自的PLC在程序的编写，硬件配置仍存在较大的差别，彼此互不兼容，使用谁的PLC就必须掌握谁的PLC技术，这对煤矿的工程技术人员和日常维护人员来说，存在较大的难度，不利于日常维护。

（2）由于系统的各自独立、互不兼容，形成重复性投入，造成较大的资源和资金的浪费。一个通讯、控制主站可以解决的问题，现有2个主站，用于绞车位置检测的传感器2个就能满足，现用4个传感器，如果系统能够兼容，利用串行数据传输，一根通讯电缆就能满足信号传输的需要。

3　解决方案

建立斜巷安全装备智能型综合控制平台。利用PC+PLC集散控制技术，设立小型工业以太网络，实施对斜巷的安全设施进行过程控制和实时检测，各个偏口的防跑车、防误入、斜井信号采用PLC控制分站进行信号采集，并通过通讯协议接口将信号上传主控PLC进行分析处理，并发出指令控制PLC控制分站对各个执行机构进行操作控制。具体如图1所示。

（1）网络结构。如图1所示，整个系统采用现场总线技术组成一个小型的工业以太网，系统主要由工作站、交换机以及PLC构成。上位机与PLC之间采用以太网+交换机网络冗余结构通讯，系统的可靠性较高，信号传输的速率较快，完全可以满足防护装置挡车拦、道岔转辄机以及斜巷信号的控制和检测的需要。

（2）PLC控制结构。PLC控制系统的CPU采用双机备份系统，可以在主CPU出现故障的情况下自动切换到备用CPU上，远程工作站采用双网冗余，保证了网络通讯的可靠性。一般的主提升斜巷偏口在2~5个，因此，远程工作站一般情况下不会超过6个，每一个远程工作站控制3个执行机构，负责38个I/O点的开关量的传输，并且主站与远程控制站之间的网络也采用双网冗余的通讯方式，现场的I/O点全部采用继电器进行隔离，可使控制系统具有更高的可靠性。

（3）PLC配置。可选用日本三菱的Q系列PLC或施耐德公司的Quantum系列的PLC，这些公司生产的PLC用来组建以太网技术较为完善，使用效果也较好，以太网模板、通讯交换机、远程I/O适配器均是套件，用来完成斜巷3项安全设施的控制是绰绰有余的，并且选用一个公司的系列产品用来组网。系统稳定。可靠性高。