煤矿机车运输监控信集闭系统

煤矿机车运输监控信集闭系统技术方案一、系统概述机车运输监控信集闭系统是用于井下运输环境的无线网络+现场总线式工业控制系统，系统以运输监控系统为基础，在地面主控室对矿井大巷的矿车运输实现监控和自动调度。

能实时显示井下大巷各列车位置、车号等情况，指挥列车安全运行。

系统能随时反映每段设备和传感器的工作状态，故障自动诊断、报警，记录运行过程数据，能生成管理报表和列车循环图；整个系统无动触点，采用电隔离，可靠性高；操作系统的人机界面十分友好，操作方便，使系统的联锁和管理功能更加强大。

系统设计遵循《煤矿安全规程》、《井下机车运输信号系统技术装备标准》、《煤矿井下机车运输信号设计规范》等行业标准，技术先进，安全可靠。

该系统主要由主控设备（对现有的主控设备进行扩容改造）、通讯站（现场已具备）、控制分站（含集成电源）、接收器、发射器、司控电动道岔装置、系统显示器（信号灯）、语言告警装置和车辆传感器等设备组成。

井下所有设备已通过煤炭工业防爆检验站和煤炭工业安全标志办公室的检验和审核，并发有防爆和煤安标志证书。

二、标准规范2.1设计原则系统本着技术先进、经济使用、性能稳定可靠、可扩展性强、操作、维护简单方便的设计原则来实现机车轨道运输监控，实现运输集中调度。

1.先进性：系统的中心控制采用日产KOYO型工控计算机，其它各主要部件、器件均采用进口或国产优质器件。

软件设计先进，运行速度高，保护功能完善、可靠、安全。

2.实用性：系统具有自动运行、人工开辟进路等多种方式，使用方便、可靠，模拟显示矩阵型LED模拟屏，大屏幕液晶显示以及模拟操作盘，整个系统操作方便、直观。

3.可靠性：所选择的主控机、继电器、转辙机、信号机、传感器、操作台按钮、模拟屏及显示灯等部件，均采用性能稳定、可靠，故障率低的部件。

软件设计先进，保护功能完善。

4.扩展性：系统软硬件的配置可以预留了各种扩展接口，可根据控制范围的改变和生产的需求进行扩展。

2.2设备选型●具有必须符合《煤矿井下轨道运输信号设计规范》、《煤矿安全规程》、《井下轨道运输信号系统技术装备标准》等行业标准的要求；●具有完整的知识产权，并且获得国家安全标志证书；●模块化原则，硬件都应拥有知识产权，使系统具有较强的扩展能力；●可靠性原则，所选设备应具备抵御环境影响的能力；工作稳定可靠作；●先进、应用、可靠、节约、后期服务体系完善的原则。

自动化控制Automatic Control电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering 煤矿轨道运输"信集闭"系统设计陈子瑞陈威兰柴柯雅张宏伟（河南理工大学电气工程与自动化学院河南省焦作市454000）摘要：本文针对目前煤矿井下轨道运输环节生产效率低，运输成本高等问题，设计了一种适用于煤矿井下机车运输的“信号、集中、闭寒”系统。

以PLC为控制核心，利用RFID技术定位，改进了ZK4电空转辙机的控制电路，完成上位机设计，在主控室对井下大巷的矿车运输实现实时监控和自动调度，提高了煤矿的运输效率和安全性。

关键词：信集闭系统；RFID定位；PLC;组态监控煤矿机车轨道运输由于具有机动、灵活的特性，是矿井平巷运输系统中的主要运输设备之一，在煤矿主、辅运输系统中应用广泛。

近年来，随着国有矿井自动化水平的提高，矿井产量大幅提升，大巷运输需求不断增加，轨道安全运行压力逐渐增大。

矿井轨道运输监测监控“信集闭”系统对于保证矿井轨道运输安全高效运行具有重要意义。

《煤矿安全规程》（2016版）第377条规定，新建大型矿井的井底车场和运输大巷，应当设置机车运输监控系统或者运输集中信号控制系统。

为了保证机车运输安全高效运行，本文利用设计一个适用于煤矿井下机车运输的“信号、集中、闭塞”系统，能够实现机车精确定位，提高运输效率，提升矿井的自动、网络化水平。

本系统采用PLC系统作为控制器，PLC编程采用LAD编程语言，程序以梯形图显示。

便于工作人员在现场进行调试、查找故障。

与传统微机控制比较，PLC具有可靠性高、检修容易、检修成本低等优点。

1“信集闭”系统总体方案设计“信集闭”系统总体结构如图1所示，采用PLC作为控制器，利用工业以太网组成通信网络。

主要由PLC控制系统、信号灯、车辆传感器、道岔控制装置等设备组成。

在每一个控制分站，均设置了道岔控制装置、车辆传感器、无线收发器、信号灯显示几部分。

矿井运输“信、集、闭”系统的矿山机械设备意义“信、集、闭”系统是矿井电机车运输信号、集中控制和闭寒的简称。

在新建和改建的大型矿井井底车场和运输大巷内，由于机车数量多、电机车往返运输频繁，为了实现运输规范化、秩序化，防止运输事故发生，采取把井底车场和大巷划分为若干个不同的闭寒区间，在每个区间两段设置中请、占线和解锁传感器；矿山机械设备在调度室内安设时间优先逻辑程序控制器，对所有区间机车的申请、占线和解锁实行集中控制，显示出红、绿或黄灯信号，以及控制道岔方向，实现对列车通、停管制，这种管制方式就是“信、集、闭”系统的核心内容。

“信、集、闭”系统的使用，可以有效地降低矿并平巷机车运输事故率或避免平巷机车运输亊故的发生。

由于“信、集、闭”具有自动调度的功能，矿山机械设备大大降低了等候信号的吋间，提高了运输效率。

“信、集、闭”系统主要包括三大部分内容：一是各种信号显示，供司机和调度员了解线路开通与机车运行状态；二是各信号之间与电动转辙机之间互相连锁，防止误操作，保证行车安全；三是设在调度室的模拟显示盘，集中控制和监督电机车运行，安全接发列车。

随若科学技术不断进步，矿并运输“信、集、闭”系统从20世纪60年代至今，经过煤矿儿十年的经验总结，经历了断电器控制系统、可编程逻辑器（PI.C)集中控制系统，主站一分站式的（PLC)控制系统，主站一分站式微机控制系统，到集散式微机监控系统的发展过程。

现将主站一分站式（PI.C)控制系统（图2-3-3)简要介绍如下：1.主站一分站式（PLC)“信、集、闭”控制系统1)“信、集、闭”系统的主要设备及装S主站一分站式(PLC)“信、集、闭”系统的主要设备及装置有：主站PLC，分站PLC，PI.C 专用软件包，图形处理软件包，计算机，矿山机械设备操作台，动态模拟显示屏，主站微机控制柜，分站微机控制柜，综合电源柜，电动转辙机，电机转辙机控制器，传感器，单色信号灯，三色信号灯，电源电缆，控制电缆，传感器电缆等。

冀中能源峰峰集团大淑村矿大巷轨道运输KJ334通讯监控系统设计方案石家庄市天阳电子科技有限公司二〇一零年八月第一部分机车运输监控通讯系统的要求一、大淑村矿井概况1、目前概况大淑村矿井下—450大巷目前担负着繁重的运输任务，巷道中道岔多，分布不均匀，偏口和硐室口多，给机车运输带来极大的安全隐患。

再有，随着井下生产地区的不断延伸，生产规模的不断扩大，井下使用机车数量也会不断增加，调度指挥列车的难度也会逐步加大。

2、项目的必要性安装井下“信、集、闭”系统是实现井口提升、井底车场、主巷运输、生产石门和采区运输各环节中输送、提升、行车指挥自动化的主要方式，它可以实现以下功能：1）、实现各种信号显示，供机车司机和调度员了解线路开道和机车运行状态，2）、实现各信号之间和道岔转辙机之间互相联锁，防止误动作，保证行车安全，3）、在调度站设模拟显示集中控制屏，集中控制和监督电机车运行，安全接发列车。

4）、在地面值班室设图形显示器显示。

5）、防爆型式：隔爆兼本安型。

3、项目的可行性1）、可实现可视化监视功能，在计算机终端和显示屏上实时显示列车位置、车号、运行方向、信号灯状态、道岔位置和轨道区段占用情况等运行状态信息；2）、调度站可以根据显示屏上显示的机车运行情况，采用自动或手动的方式来控制机车运行和各道岔、信号灯之间的转换；3）、系统可随时反映出系统内设备和传感器的工作状态，能自动进行故障判断并完成报警、处理；4）、重演功能：即能24小时记录系统运行情况并能根据记录的运行数据在显示设备上随意重现指定时间内实际运输过程；5）、本系统能够接入企业局域网，与企业内部管理系统共享数据，达到管控一体化。

4、效益分析该“信、集、闭”系统具有很强的可视化监视功能，在计算机终端和显示屏上可实时显示列车位置、车号、运行方向、信号灯状态、道岔位置和轨道区段占用情况等运行状态信息，使机车司机和调度员可以随时了解线路开道和机车运行状态情况。

煤矿井下运输“信、集、闭”系统简介一、系统简介“信、集、闭”系统概念及其特点：“信、集、闭”的全称为“信号、集中、闭塞”。

信号是指系统发出的或调度员手动发出的批示列车运行和调车的各种指示及命令。

集中是指通过各种技术手段（包括计算机技术）使信号、道岔和进路按照一定程度并且满足一定条件才能运作的相互制约关系。

闭塞是指用信号或供停电的方式保证列车按照空间间隔运行的技术方法。

通常是把机车运行的轨道路线划分成若干区段（或区间），并将区段用信号机加以防护，一个区间段只准许一列列车占用，并且把关联的道岔用电动转辙机控制，对机车的运行情况和设备状况进行集中采集、联锁控制和远距离监视，它比传统的调度员电话调度，现场的信号工手动扳动道岔，司机完全靠联系运行机车方式有了很大的改进。

其作用主要表现在下列几个方面：1、保证机车的安全：区间闭塞使一个区间仅有一列车。

只要机车司机按规则及信号指示行车，就完全可以避免发生正面冲突、侧面相撞、追尾以及进入异线行驶等行车事故。

2、运输效率有明显的提高：手动人工记忆调车模式，调度员靠记忆记住各车位置，机车堵塞现象经常发生，采用信、集、闭后，调度员在控制台前，通过大屏可以完全掌握机车运行状况，合理进行调度，减少、消灭了机车堵塞的机率。

其次，道岔由电动转辙机控制，在调度站远距离即可扳岔，切换中枢。

再次，机车司机按信号显示状态运行，在合理情况下，很少有红灯，即运行过程中很少停车，减少了机车的起停次数，运行速度大为提高，使机车矿车周转率亦有一定的提高。

3、节省人员、减轻了劳动强度。

使用信、集、闭系统后，不再需要信号工以电话联系车辆状况，来回奔跑扳动道岔了。

调度员在调度室可以远距离掌握全部状况，指挥运行。

二、“信、集、闭”系统控制模式：目前在井下轨道运输“信、集、闭”系统大多使用的是下列两种模式，即：以可编程工业控制器(PLC)控制的集中调度和集中控制模式和以微机结合单片机构成的集散控制系统（DCS）。

煤矿六大系统煤矿信集闭系统操作与应用煤矿信集闭系统操作与应用（一）机控员正规操作信集闭机控员与机车司机通过泄漏通讯联系，在泄漏通讯不通的地点可以使用电话与信集闭机控员联系。

1、开机先打开显示器，再打开工控机，把按钮按下。

程序会自动运行，在出现系统图后用鼠标移动到屏幕左下角，点击系统设置，在出现的工作模式中，点击监控模式。

并把所有信号机都控制红灯。

2、系统工作模式的选择当系统重新启动时务必使系统运行在“监控模式”其实现方法是：第一步将鼠标双击桌面KJZ16矿井监控系统第二步将鼠标指针移动到显示器的左下方，系统显示“系统设置—F8” 第三步单击“系统设置—F8”菜单“工作模式”选项的“监控模式”子选项即可。

3、对信号机的操作（1）将系统所有信号机变为红灯：将鼠标移动到左边下方系统显示“信号－F3”然后单击出现信号机工作模式，指到“停车”单击出现“全部”单击选择“确定”，这时所有信号机变为红灯。

（2）16种模式的转换：将鼠标指针移动到相应的信号机上方后呈现手状，单击左键选择某种模式即可完成对模式的转换。

（3）信号机的信号锁定将鼠标指针移动到相应的信号机上方后呈现手状，单击左键选择“锁定信号”即可。

4、对机车的操作（1）地轨车、胶轮车、单轨吊联系进出车时，信集闭操作人员先回答“看灯进车”，然后设置机车、设置任务、请求发车。

（2）将鼠标移动到左下方系统显示“系统设置－F8”单击出现“导入机车”单击这时模拟图会现示所有机车在原来的区间。

（3）机车任务的设置、更改、删除设置：将鼠标移动到相应的机车上方后鼠标变成手状，单击左键在菜单中选择“设置任务”在任务子选项中选择相应的任务即可设置。

更改：同设置。

删除：将鼠标移动到相应的机车上方后鼠标变成手状，单击左键在菜单中选择“删除任务” 。

（4）清除机车若操作员认定某辆机车是假车可以将其删除，具体操作如下：方法一：将鼠标移动到相应的机车上方后鼠标变成手状，单击左键在菜单中选择“清除机车”或者“总清机车” 方法二：将鼠标移动到相应的机车光带上方后鼠标变成手状，单击左键选择“清除机车” （5）修改车号将鼠标移动到相应的机车光带上方后鼠标变成手状，单击左键选择“修改车号”在对话框中填写新的车号并确定即可，取消即放弃该操作。

基于信集闭系统的矿井运输实验教学平台构建随着煤矿生产的持续增长，煤矿运输系统的安全和高效运行成为业界关注的重点。

为了提高学生对矿井运输系统的理解和应用能力，构建一个基于信集闭系统的矿井运输实验教学平台是十分必要的。

本文将从实验教学平台的构建、系统特点和教学效果等方面进行介绍。

一、实验教学平台的构建1.平台背景基于信集闭系统的矿井运输实验教学平台是针对矿井运输系统的学生进行设计的。

通过该平台，学生可以深入了解矿井运输系统的工作原理和运行机制，提高学生的实践操作能力和问题解决能力。

2.平台结构该平台由硬件和软件两部分构成。

硬件方面主要包括传感器、执行器、控制器等设备，用于监测和控制矿井运输系统的运行；软件方面则是针对教学需求开发的实验平台软件，用于模拟矿井运输系统的工作情况，提供实验环境和操作界面。

3.平台功能该平台具有仿真模拟、实际操作、数据统计等功能。

学生可以通过该平台进行矿井运输系统的仿真实验，了解系统运行情况；也可以进行实际操作，调试系统参数，观察系统反应；同时还可以进行数据统计，分析实验结果，总结规律。

二、系统特点1.全面性该平台涵盖了矿井运输系统的各个环节，例如矿井提升、煤矿输送、煤矿分选等，使得学生可以全面了解矿井运输系统的工作流程。

2.实时性平台具有实时监测系统运行状态和实时调整系统参数的功能，使得学生可以及时了解矿井运输系统的运行情况，并且可以根据实际情况进行调整和改进。

3.可视化平台通过图形界面展示了矿井运输系统的运行情况，使得学生可以直观地观察系统的运行过程，对系统的工作原理和机理有更深刻的理解。

4.操作性平台设计了直观的操作界面，使得学生可以轻松操作系统进行实验，锻炼了学生的动手能力和操作技能。

三、教学效果1.优化教学资源通过该实验教学平台，可以将原来需要大量物质资源、人力资源的实验，变为虚拟的仿真实验，节省了大量的教学资源。

2.提高教学效率学生可以通过实验教学平台进行自主学习和实践操作，提高了学生的学习主动性，同时也提高了教学效率。

矿井轨道运输“信集闭”系统应用技术探析摘要：本文借鉴国内矿井轨道运输“信集闭”系统的现有研究成果，介绍了系统主要装备组成和应用功能。

同时归纳川内煤矿实际应用中反馈的问题，并根据本矿“信集闭”建设预想达到的部分目的和要求，从宏观角度分析市场应用前景，提出“信集闭”系统方案优化改进措施，以进一步提高“信集闭”系统实际运用的安全性、可靠性和实用性。

关键词：矿井轨道运输；转辙信号；敌对闭锁；集中控制；以太环网引言矿用机车轨道运输是矿井平巷运输大巷中的主要运输方式之一，由于其具有机动、灵活、弯道的特性，它广泛应用于各类煤矿主、辅运输系统中，并且是许多中小型煤矿的主要运输方式。

近十年来，多数国有矿井完成了产煤方式的机械化之路，矿井产量大幅提高，大巷运输量不断增加，单位时间列车组成数量随之增加，轨道运输安全运行压力逐渐增大，矿井轨道运输监测监控“信集闭”系统成为了多数矿井的优先选择。

《煤矿安全规程》第351条第九款规定[1]，在弯道或司机视线受阻的区段，应设置列车占线闭塞信号；在新建和改扩建的大型矿井井底车场和运输大巷，应设置信号集中闭塞系统。

近十年来，绿水洞煤矿矿井原煤产量从60万t扩建至120万t，原煤生产水平运输大巷每班列车数量几近达10多台，由于没有尽早建成轨道运输“信集闭”系统，每年运输大巷机车因道岔无交通信号和敌对闭锁信号所发生的列车错行等运输事故不在少数，甚至还发生过撞车、追尾事故，且长期需要在列车前、后两端由人工进行扳道及复道，造成运输效率不高。

因此，为保证矿井轨道运输安全高效运行，对机车运输的监控在煤矿生产综合监控中具有十分重要的地位[2]。

1.“信集闭”系统的国内现状1950年代初，由原苏联援建的东北几座大型矿井首先采用了“信集闭”行车系统。

1964年，煤炭工业部成立了“矿井信集闭研制工作组”，为我国煤矿自行设计、制造、安装第一套国产“信集闭”系统迈出了第一步[3]。

30余年来，无论是从前苏联引进或是我国自行研制和生产的“信集闭”系统，其技术路径和方案没有根本性的改变，系统都是以继电器为基本元器件组成，各逻辑关系都是以继电器实现，取得较好效果的也只有十几家（包括冶金矿山），“信集闭”系统没有在国内推广，主要原因是监控系统可靠性不高，容易出故障，难以在井下长期运行。