总第214期2021年第2期
机械管理开发
MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT
Total 214
No.2, 2021
自动化技术与设计
DOI: 10.16525/jkil4-1134/th.2021.02.096
张冬
（西山煤电屯兰矿，山西古交030206）
摘要：针对传统无极绳绞车视频监控设备由于工作面距离过长导致监控不到位的问题，将无线视频监控技
术、RFID 技术以及PLC 控制技术应用于无极绳绞车的无线视频监控设备中，设计了无极绳绞车无线视频监 控系统。该系统具有无线视频监控功能、车辆定位功能以及绞车控制功能，为提升无极绳绞车运行的可靠性和
安全性奠定基础。
关键词：无极绳绞车无线视频监控车辆定位绞车控制 PLC
中图分类号:TN 948.65 文献标识码:A 文章编号:1003-773X （ 2021 ）02-0221-02
引言
无极绳绞车为综采工作面必不可少的运输设
备，其主要承担着材料、设备等运输任务，多应用于 长距离、大倾角、坡度起伏较大的工作面。由于无极 绳绞车所应用工作面的距离较长，致使对于绞车的
监控往往不到位B 。为解决上述问题，将无线视频监
控技术.RFID 技术以及PLC 控制技术应用于无极 绳绞车的无线视频监控设备中，进而能够实时掌握 设备的运行状况和故障信息，为后续故障排除、提高 工作面的安全性和自动化程度奠定基础。
1无极绳绞车无线视频监控系统的总体设计
为进一步提升无极绳绞车在综采工作面运行的
可靠性，提升其自动化水平，基于无极绳绞车无线视 频监控系统实现如下功能：对上位机实时提供无极
绳绞车的视频画面；对工作面现场车辆位置的实时 定位;Wince 组态监控等。
为此，在无极绳原监控系统的基础上增设上述
功能，并设计如图1所示的无线视频监控系统总体
采
器
工程师站
*
冗 余
无线视桓监拎
图1无线视频监控系统总体结构框图
收稿日期:2020-09-03
作者简介：张冬（1984—），男，河北怀来人，本科，毕业于北京科技大学，机电助理工程师，研究方向为机电，
结构框图。
led线形投光灯
结合无线视频监控系统的总体结构框图，其应 具备的功能要求具体描述如下：
1 ）在工作面巷道适当位置安装高清摄像头，对
于绞车相关的轨道、绞车绳张紧状态以及工作面内
巷道的情况进行监测；
2） 基于无线射频技术、以太网通信技术和现场
总线技术，在对现场作业人员位置信息共享的基础
上，为绞车司机控制绞车的运行与停止提供依据，做 到“行车不行人，行人不行车”的要求®;
3） 在对绞车车辆负载情况监测的基础上，基于
变频调速技术实现对绞车运行速度的合理控制，并
根据需求对绞车进行停车、启动等控制。
除此之外，基于无线视频监控系统还能够对与
绞车相关设备的运行状态进行监控，并对故障信息
及时报警叫
2无极绳无线视频监控功能的实现2.1视频监控功能的实现
在无极绳绞车牵引梭车的前后各安装一套本安
型防爆摄像头，并在巷道适当位置安装无线网络交
换仪。此外，还需为其配置一些辅助设备包括有照射
灯、移动电源以及无线发射设备等。根据功能需求按
要求组装上述无线视频监控的硬件设备，并基于数 字化视频技术、工业以太环网冗余技术、WLAN 技
术、隔爆技术、不断间断供电技术以及嵌入式技术等 实现上述硬件设备的功能互连⑷。在此基础上，设计
如下页图2所示的无线视频监控网络拓扑图。微波烧结
结合工作面情况，为实现无线视频监控功能配 置的关键硬件的型号及参数如下页表1所示。
2.2车辆定位功能的实现
无极绳绞车车辆定位功能的核心技术为无线射
频技术以及工业以太网技术、现场总线技术等通信 技术。
车辆定位功能的主要目的是在定位绞车车辆
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•222-
硬件类型型号参数
无线交换机KJJ1278个接口、可在11个频段下工作，天线为无源
天线
隔爆监视器XBY127具备4~8路视频输人信号、具备录像、自动巡
检功能
网络摄像仪KBA127摄像器件为CCD固件，具有抓拍功能
不间断电源—额定输入电流W1.5A；额定输出电压
AC220V-250V
位置的同时，对现场作业人员的位置信息进行共享，避免人员伤亡等事故的发生，对提高无极绳绞车信息化水平和运输效率具有显著意义。
绞车车辆定位功能的实现由上位机、射频阅读器、无线射频电子标签等的定位装置完成。具体实现过程如下：将射频电子标签安装于绞车的车辆上，并根据不同车辆标注不同的ID，在巷道多处位置安装射频阅读器；当装有射频标签的车辆经过射频阅读器时，将阅读器所读取的信息通过RS485总线上传于上位机，进而判断出当前绞车运行的方向和所处的位置。
本方案中射频阅读器选用的具体型号为nRF2401，其可在2.4GHz的频段下采集信息；为射频阅读器和电子标签配置美国TI公司所研发的MSP430F147低功耗微控制器，主要完成对射频阅读器和电子标签之间的通信。
2.3无极绳绞车控制功能的实现
本文所设计的无线视频监控系统除了满足视频监控、车辆定位功能外，还需根据绞车车辆的负载情况对其运行状态进行实时控制。为满足无极绳绞车的控制功能，选用PLC控制器为绞车控制的核心硬件。具体控制思路如下：为无极绳绞车工作现场配置相应传感器，对绞车电机的电流、电压、温度等参数，变频器的运行参数，绞车运行的速度、加速度等信号以及制动油温、油压等参数进行监测；由PLC控制器对所监测到的数据进行分析处理对比后，对绞车电机、变频器等进行实时控制，以确保无
极绳绞车的最佳状态运行，在保证正常运输需求的同时达到节能的效果国。
结合无极绳绞车现场控制点数的统计结果，为其配置S7-200系列的PLC控制器，配置具有24个输入点、16个输出点的CPU226O另外,CPU226还可将模块数量扩展至7个、数字量点数扩展至248个、模拟量点数扩展至35个。
根据无极绳绞车的控制需求，为其设计如图3所示的程序流程图。
图3无极绳绞车程序控制流程图
李逢鹏
如图3所示，无极绳绞车在运行之前需对巷道内人的数量以及货物的重量进行检测，判断其是否在规定范围之内；其次，对与绞车相关的钢丝绳、挂钩等连接设备的可靠性进行检查；最后，对与绞车相关的控制系统、各种信号灯的可靠性进行检查。
3结语
无极绳绞车为综采工作面的主要运输设备之一，其主要适用于工作面距离长、坡度起伏较大等相对复杂的巷道。为了完善传统视频监控系统避免绞车机电事故的发生，基于数字化视频技术、工业以太环网冗余技术.WLAN技术、隔爆技术、不断间断供电技术以及嵌入式技术实现无线视频监控功能，基于射频技术、现场总线技术实现车辆定位功能，基于PLC控制技术实现绞车控制功能，提升了无极绳绞
车运行的可靠性和安全性。
参考文献
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(编辑：王瑾)
(下转第246
验货平台
页)
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小型塑料封口机•246«
第36卷
其应用于某煤炭在用带式输送机，该带式输送机的 额定电压为10 kV，实际运载煤炭的能力为1 800
t/h 。应用过程中分别采集带式输送机恒速运行和调
速运行模式下的部分速率变化曲线和电流波动曲
线，如图5所示。由图5可以看出变速控制模式下的 带式输送机速率和电流变化趋势相较于恒速控制模 式更为平滑，整体未岀现突变情况，说明带式输送机
运行稳定可靠。
参考文献
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0-00 6-4 2
(-M E =»
*!
80
85
9095100 105
时间/s
5-1恒速控制
(T C ・E =*«
80 8590
95 100时间/(»
105
5-2变速控制
图5载煤量1 800t/h 时带式输送机速率与电流变化曲线
(编辑：贾娟)
Application Research on Automatic Control System of Mine Belt Conveyor
Wang Junfeng
(Tang*an Coal Mine Branch of Lanhua Technology and Entrepreneurship Co.,Ltd.,
Gaoping Shanxi 048400)
Abstract ： In order to solve the problems of mismatch between the belt speed and the amount of coal transported under
the constant speed control mode of the mine belt conveyor, the paper takes the belt conveyor in service in a coal mining enterprise as the research object, and designs the architecture, hardware and software of the automatic control
system. Compared with the original constant speed control mode, the application of the new system improves the
operation stability of the belt conveyor, and realizes real-time monitoring and adjustment of the belt speed and the amount of coal transported, so as to ensure the belt conveyor works in the optimal state.
Key words ： mine belt conveyor; control system; design; application
(上接第222页)
Realization of Wireless Video Surveillance Function of Endless Rope
Winch
Zhang Dong
(Xishan Coal and Electricity Tunlan Mine, Gujiao Shanxi 030206)
Abstract ： The wireless video surveillance technology, RFID technology and PLC control technology are applied to the
wireless video surveillance equipment of the endless rope winch, and the overall design of t
he wireless video surveillance system of the endless rope winch is put forward. The wireless video surveillance function, vehicle
positioning function and winch control function are described, which lays a foundation for improving the reliability and safety of the endless rope winch.
Key words ： endless rope winch; wireless video surveillance; vehicle positioning; winch control;
PLC
