垂直救援是近几年来出现的新型救援方式,即矿井发生事故后,在地面打通一个直达井下被困矿工的通道,将救援舱下放至井下,矿工进入救援舱后,运用提升设备将救援舱提升至地面,完成救援。目前,大多数救援系统都采用简单的电机或液压马达驱动滚筒的方式对救援舱提升和下放,其控制方式简单,调速不平稳,自动化程度低;没有较好的监测通信系统,使救援人员不能准确掌握救援舱的速度和深度与舱内被困矿工状态,提升过程中很容易对矿工造成二次伤害,大大降低了救援安全性。针对以上问题,本文根据救援环境的特殊性,研究设计了一套新型的垂直救援提升设备电控与监测通信系统。系统以S7-300PLC为控制核心并配备相应的监测设备及通信设备,在控制垂直救援提升设备稳定运行的同时,可实现对系统运行参数和井下状态的实时监控。此外,井下可通过救援舱内通信设备与地面实时进行音频对讲。电控系统采用双PLC冗余设计方案,正常情况下以主-辅模式运行,主PLC控制提升系统运行,辅PLC对主PLC脉冲进行监控,主PLC发生故障时则交由辅PLC集中控制。PLC以变频矢量控制方式调节设备的运行速度,并通过安装于天轮处的编码器采集救援舱的速度信息和位置信息。此外,系统使用继电器和PLC硬软回路进行安全保护,若在运行中设备出现故障,能及时进行声光报警及安全制动。监测系统中工控机作为上位机与PLC通过MPI协议进行通讯,通过MCGS组态软件开发的人机界面,实现了救援舱的速度信息、位置信息及故障报警等设备状态的画面显示,同时还可以进行垂直通道深度、保护系数等信息的设置。通信系统以通信软件为基础,以滑环、中心通缆式钢丝绳为媒介将救援舱音频信号、气体参数等信息传输给地面显示屏。本文将双PLC冗余控制系统引用在垂直救援提升设备中并配备了相应的监测与通信系统,使救援舱运行可靠、调速平稳、安全性高,同时可对救援过程进行实时监控与整体把握,提高了救援的安全性。试验表明,本系统运行安全可靠,为以后的矿井救援提供了新的方向和基础。