發(fā)布時(shí)間：2022-04-08 08:43:34
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇煤礦綜合自動(dòng)化論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1綜合自動(dòng)化技術(shù)在煤礦行業(yè)管理中的應(yīng)用
1.1綜合自動(dòng)化技術(shù)在煤礦管理中的應(yīng)用由于我國在煤礦綜合自動(dòng)化技術(shù)的起步較晚，研發(fā)的方法較少，自動(dòng)化疾控技術(shù)的水平較為薄弱，沒有市場競爭優(yōu)勢，因此，大多數(shù)煤礦企業(yè)在選擇綜合自動(dòng)化的設(shè)備時(shí)都是引用國外的設(shè)備，現(xiàn)如今煤礦企業(yè)廣泛運(yùn)用最多的是礦井安全檢測系統(tǒng)，它主要采用的是煤礦綜合自動(dòng)化的集控技術(shù)。隨著近幾年我國信息化技術(shù)的發(fā)展步伐加快，國家的經(jīng)濟(jì)增長速度加快，煤礦企業(yè)在引進(jìn)大量進(jìn)口設(shè)備的同時(shí)也開始自主研發(fā)和吸收新的理念，結(jié)合我國煤礦企業(yè)的實(shí)際情況來看，通過引導(dǎo)和開發(fā)創(chuàng)新科技、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理的應(yīng)用及推廣，可讓煤礦行業(yè)的綜合自動(dòng)化地位走出國門，達(dá)到研究及探討該項(xiàng)應(yīng)用的優(yōu)秀價(jià)值的目的。
1.2綜合自動(dòng)化技術(shù)在管理煤井提升機(jī)中的應(yīng)用要做好煤礦的開采工作，其在設(shè)備的運(yùn)用上也非常重要。煤礦開采的主要設(shè)備是煤礦礦井提升機(jī)，它具備重量大、體積大、控制難度大等特點(diǎn)。在煤礦開采的過程中，為實(shí)現(xiàn)有效管理提升機(jī)驅(qū)動(dòng)和提升滾筒部分整合的效果，有效的改造和創(chuàng)新可以達(dá)到提升機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的升級，使其用起來方便簡單。為保證該項(xiàng)設(shè)備在管理上的安全穩(wěn)定、實(shí)用可靠的特性，在設(shè)備的構(gòu)建時(shí)要進(jìn)行數(shù)字化、智能化的識別和監(jiān)測。如在煤礦開采中尋找礦井地質(zhì)時(shí)可以有效地運(yùn)用設(shè)備本身的優(yōu)秀微處理器進(jìn)行，它可以監(jiān)控和檢測到出現(xiàn)故障的地址，做到診斷設(shè)備的能力，達(dá)到信息網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備的通信結(jié)合，極大地便利了設(shè)備的安裝和升級。
1.3綜合自動(dòng)化技術(shù)在管理傳送帶礦井中的應(yīng)用為保證煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)中將煤炭完整地送到目的地，其在向礦井運(yùn)輸?shù)倪^程中必須要做到傳送帶傳送的連續(xù)性。我國在煤礦行業(yè)中對于傳送帶已經(jīng)被廣泛使用，它是通過帶式的傳送方式，將設(shè)備中的產(chǎn)物在確保運(yùn)輸量和安全性的前提下實(shí)現(xiàn)管理綜合自動(dòng)化的產(chǎn)物。它的結(jié)構(gòu)中使用了3GST啟動(dòng)設(shè)置，通過有效的、智能化的解決操作來進(jìn)行原煤的不間斷運(yùn)輸，其結(jié)構(gòu)中存在的優(yōu)勢是可以提高設(shè)備的工作效率，減少設(shè)備故障、避免設(shè)備出錯(cuò)。但當(dāng)它進(jìn)行管理長距離的運(yùn)輸時(shí)，盡管達(dá)到了設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化要求，但仍然還有一些不夠完善的地方需要改進(jìn)，如傳送帶的中間驅(qū)動(dòng)點(diǎn)管理上容易出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，不能完整地除去設(shè)備故障，對其整個(gè)設(shè)備的可靠性以及設(shè)備的壽命造成了一定的影響。因此，煤礦企業(yè)在通過傳送帶礦井的使用部分還需加強(qiáng)，只有對此進(jìn)行不斷的研究和分析，才能確保設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)輸?shù)拈L久性和穩(wěn)定性。
1.4電牽引采煤機(jī)在煤礦管理系統(tǒng)中的應(yīng)用電采煤機(jī)作為煤礦綜合自動(dòng)化集控技術(shù)中一項(xiàng)很典型的應(yīng)用，它主要是運(yùn)用采煤機(jī)與電牽引技術(shù)相結(jié)合，利用電來牽引采煤機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)下滑制發(fā)電，達(dá)到電能在采煤機(jī)中的應(yīng)用。電牽引采煤機(jī)具有少故障、穩(wěn)定性高、維護(hù)時(shí)間少的特點(diǎn)，它在合理選取和使用設(shè)備的啟動(dòng)控電系統(tǒng)中，可以高效穩(wěn)定地提高其轉(zhuǎn)動(dòng)能力。隨著電子信息技術(shù)的不斷涌進(jìn)和應(yīng)用，電牽引采煤機(jī)綜合自動(dòng)化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)企業(yè)長久而穩(wěn)定發(fā)展的源動(dòng)力。
1.5煤礦綜合自動(dòng)化技術(shù)在其他設(shè)備的應(yīng)用煤礦綜合自動(dòng)化技術(shù)隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)，也在主流設(shè)備上不斷開發(fā)和創(chuàng)新，它所采用的液壓控制與信息技術(shù)相結(jié)合的理念已經(jīng)成為電液控制礦井開采的中堅(jiān)力量。它能使采礦設(shè)備的功能實(shí)現(xiàn)智能化模式，有效減少在煤礦開采作業(yè)中出現(xiàn)相互沖擊的現(xiàn)象，給煤礦開采業(yè)提供了比較穩(wěn)定的電力系統(tǒng)保障，滿足了采礦過程中大功率電器的使用需求。
2煤礦管理系統(tǒng)在綜合自動(dòng)化技術(shù)中的發(fā)展趨勢
2.1煤礦管理系統(tǒng)的實(shí)用性發(fā)展目前我國對于煤礦管理系統(tǒng)在綜合自動(dòng)化系統(tǒng)有三大特征：信息化、智能化和程序化。以這三個(gè)特征為出發(fā)點(diǎn)，可以體現(xiàn)出來的優(yōu)勢也較多，如設(shè)備自動(dòng)化使用便捷，在設(shè)備維修上較少，具備安全可靠等特點(diǎn)。因此，在煤礦管理系統(tǒng)綜合自動(dòng)化設(shè)備上人們更注重其實(shí)用性。當(dāng)前的煤礦綜合自動(dòng)化形式，站在煤礦工人的角度來講，其大大減少了工作壓力，降低了作業(yè)難度；站在企業(yè)發(fā)展的角度來講，煤礦管理系統(tǒng)利用綜合自動(dòng)化技術(shù)在生產(chǎn)過程中提高了生產(chǎn)效率，加強(qiáng)了安全穩(wěn)定性。盡管我國目前的煤礦綜合自動(dòng)化的使用無法與其他發(fā)達(dá)國家相比，而且相應(yīng)的技術(shù)上還有較大的差距，因此我國煤礦企業(yè)在綜合自動(dòng)化的發(fā)展中要加大時(shí)間和資金的投入，加快生產(chǎn)和發(fā)展的速度。
2.2煤礦管理系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展煤礦管理系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展是目前煤礦行業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方向，其作為企業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的優(yōu)秀，在未來發(fā)展中有一定的優(yōu)勢作用。我國現(xiàn)在很重視煤礦行業(yè)的開發(fā)技術(shù)和配套設(shè)施的設(shè)計(jì)，并要求煤礦行業(yè)開發(fā)要有自己的知識產(chǎn)權(quán)，從傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)分析不難看出，我國如想提高高產(chǎn)出和高曠工作業(yè)的安全性就必須建立自主產(chǎn)權(quán)的優(yōu)秀設(shè)備和裝置。在設(shè)備通信上實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化、可靠性，要加強(qiáng)設(shè)備實(shí)時(shí)信息的收集與整理，并且對其進(jìn)行分類和存檔，將部分有價(jià)值的信息進(jìn)行回收整合，為創(chuàng)新煤礦管理系統(tǒng)中生產(chǎn)設(shè)備和工藝水平提供有效的資料幫助。
2.3煤礦管理系統(tǒng)的安全性發(fā)展煤礦管理系統(tǒng)綜合自動(dòng)化技術(shù)主要體現(xiàn)在智能化和自動(dòng)化上，其在煤礦開采行業(yè)發(fā)展中起著不小的推進(jìn)作用。如現(xiàn)階段人們所廣泛運(yùn)用的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，它可以在無人幫助和工作的情況下實(shí)現(xiàn)對煤礦礦井作業(yè)的開采和控制，還能通過運(yùn)輸傳遞的方式，記錄并統(tǒng)計(jì)工作時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以及礦井中的溫度及濕度狀態(tài)等。由于礦井工作的風(fēng)險(xiǎn)性比較大，且屬于事故多發(fā)場地，如瓦斯爆炸、地壓沖擊、火災(zāi)等都是造成事故危險(xiǎn)的因素。因此，對于煤礦的生產(chǎn)安全環(huán)節(jié)要引起足夠的重視。在煤礦的開采過程中或者完工后，要對所有的電路設(shè)備進(jìn)行安全檢查工作，并且要及時(shí)了解礦井下工作人員的情況，以免引起不必要的事故發(fā)生。
3結(jié)語
綜上所述，我國煤礦管理系統(tǒng)在綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展中還處于起步階段，為實(shí)現(xiàn)信息化技術(shù)的發(fā)展歷程，必須要在綜合自動(dòng)化技術(shù)上構(gòu)建自主的知識產(chǎn)權(quán)，將自動(dòng)化、智能化和高效化引入到技術(shù)目標(biāo)中，結(jié)合集控技術(shù)的發(fā)展，將綜合自動(dòng)化技術(shù)日漸完善和創(chuàng)新。總之，要加大對采礦工作中人力物力的投入，改進(jìn)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的不足，提高生產(chǎn)效率，減少成本支出是實(shí)現(xiàn)煤礦管理系統(tǒng)在綜合自動(dòng)化技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展的關(guān)鍵。
作者：景明偉單位：寧夏王洼煤業(yè)有限公司銀洞溝煤礦
摘要：現(xiàn)階段國內(nèi)煤礦已利用綜合自動(dòng)化技術(shù)（計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)），來實(shí)現(xiàn)煤礦的設(shè)備監(jiān)控、安全、生產(chǎn)和經(jīng)營管理等信息的有機(jī)集成。本文針對綜合自動(dòng)化系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)安全、可靠、高效生產(chǎn)的必要前提條件，結(jié)合國內(nèi)煤礦綜合自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展情況、系統(tǒng)的構(gòu)成、煤礦機(jī)械裝備、電氣設(shè)備與工作人員的現(xiàn)場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，采用全方位多層次的技術(shù)和自動(dòng)化方案優(yōu)化，分析煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的重點(diǎn)控制策略。
關(guān)鍵詞：綜合自動(dòng)化 現(xiàn)場層設(shè)備 控制策略
1 煤礦綜合自動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成
（1）系統(tǒng)一般分為應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、現(xiàn)場設(shè)備層。應(yīng)用層又稱集控層，采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，用戶可以進(jìn)行各子系統(tǒng)間互訪，用于數(shù)據(jù)接收、過濾、處理。網(wǎng)絡(luò)層又稱過程層，自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：主干網(wǎng)絡(luò)采用千兆冗余工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)保證網(wǎng)絡(luò)通訊的高帶寬和可靠性，現(xiàn)場采用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)和多種現(xiàn)場總線，確保用戶可兼容接入各子系統(tǒng)和設(shè)備。現(xiàn)場設(shè)備層由各種總線通訊分站、監(jiān)控裝置、智能儀表、傳感器、電機(jī)等組成。（2）煤礦的各子系統(tǒng)一般有安全監(jiān)控系統(tǒng)、瓦斯抽放監(jiān)控系統(tǒng)、通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位管理系統(tǒng)、供電監(jiān)控系統(tǒng)、主通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、膠帶輸送機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、井下排水控制系統(tǒng)、壓風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、選煤廠監(jiān)控系統(tǒng)、調(diào)度大屏幕顯示、礦井移動(dòng)通訊系統(tǒng)、煤礦產(chǎn)量調(diào)運(yùn)系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、束管監(jiān)測系統(tǒng)、防塵噴霧系統(tǒng)等。
2 國內(nèi)煤礦綜合自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展情況及存在問題：
國家“十二五規(guī)劃”明確指出：“以信息化帶動(dòng)工業(yè)化、以工業(yè)化促進(jìn)信息化”。綜合自動(dòng)化建設(shè)已成為我國的一項(xiàng)重要的戰(zhàn)略國策，近年來，隨著我國煤礦綜合自動(dòng)化的發(fā)展，煤炭企業(yè)也在綜合自動(dòng)化建設(shè)上進(jìn)行了較大的投入，但過于關(guān)注綜合自動(dòng)化平臺所能實(shí)現(xiàn)的功能，主要存在以下問題：
（1）煤礦綜合自動(dòng)化基礎(chǔ)設(shè)施涉及面廣，對質(zhì)量、性能參數(shù)等沒有統(tǒng)一規(guī)劃和定位。（2）現(xiàn)場總線層中所有自動(dòng)化所需的機(jī)械設(shè)備進(jìn)出口數(shù)據(jù)以及后續(xù)處理所需的測量值，缺少統(tǒng)一整合。（3）綜合自動(dòng)化基礎(chǔ)設(shè)施容易產(chǎn)生重復(fù)建設(shè)且系統(tǒng)可靠性低。（4）難滿足生產(chǎn)發(fā)展和軟硬件技術(shù)升級的需求。
3 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的控制策略
近年來，隨著OPC技術(shù)及現(xiàn)場總線（Fieldbus）技術(shù)的迅速發(fā)展，雖然解決了煤礦生產(chǎn)具有現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，覆蓋面大，生產(chǎn)系統(tǒng)多，存在各監(jiān)控子系統(tǒng)異構(gòu)且相互獨(dú)立又互相制約等問題。但在先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)上，更應(yīng)保證系統(tǒng)的實(shí)用性、安全可靠性、開放性、可維護(hù)性、經(jīng)濟(jì)性。筆者認(rèn)為：煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的重點(diǎn)控制策略應(yīng)放在現(xiàn)場層設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化上，進(jìn)行可靠的規(guī)劃和統(tǒng)一整合，形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，解決自動(dòng)化系統(tǒng)故障和工藝流程錯(cuò)誤難識別，軟件難編程、難擴(kuò)展、基礎(chǔ)設(shè)施重復(fù)建設(shè)等問題。
（1）從現(xiàn)場層設(shè)備的互換性、穩(wěn)定性、安全性分析，使設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、功能模塊化、硬件智能化、數(shù)據(jù)數(shù)字化。對于長期連續(xù)運(yùn)行的系統(tǒng)，必須考慮各種總線通訊分站、監(jiān)控裝置、智能儀表、傳感器、網(wǎng)絡(luò)、硬件的性能，這就要充分考慮設(shè)備的品牌、成熟性、經(jīng)驗(yàn)和合理性；也能優(yōu)化各子系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)模塊，以使其結(jié)合生產(chǎn)工藝所需控制器、開關(guān)、電機(jī)等設(shè)備提供質(zhì)量可靠的設(shè)計(jì)和優(yōu)選。（2）使設(shè)備層支持多種符合國際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線。因?yàn)橄到y(tǒng)最下面一層是現(xiàn)場總線層，是保證整個(gè)礦實(shí)現(xiàn)高效整體自控化的前提條件。它主要解決現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設(shè)備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。借助于數(shù)據(jù)接口，所有自動(dòng)化所需的機(jī)械設(shè)備進(jìn)出口數(shù)據(jù)以及后續(xù)處理所需的測量值都將在現(xiàn)場總線層對其進(jìn)行統(tǒng)一整合。所以在選擇現(xiàn)場層設(shè)備時(shí)，必須使其能支持多種國際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線。（3）優(yōu)化基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施是礦井信息化建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，關(guān)系到整個(gè)礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的安全與可靠性。它們由星型（或環(huán)型）地面光纖系統(tǒng)、環(huán)型井下光纖系統(tǒng)和獨(dú)立組網(wǎng)的安全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成。基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)必須采用先進(jìn)的、開放的體系結(jié)構(gòu)，以便于在應(yīng)用平臺級方便地集成現(xiàn)有、未來的應(yīng)用系統(tǒng)，并最大限度的優(yōu)化路由方式，使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡化， 減少設(shè)備與連線。另外，系統(tǒng)所采用的網(wǎng)絡(luò)、軟件和設(shè)備技術(shù)應(yīng)符合相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)的、完全開放的，具備成熟的第三方連接能力。并在國內(nèi)有良好的接受程度，符合未來發(fā)展方向的主流技術(shù)，提供技術(shù)規(guī)格、開發(fā)支持等工作。
4 結(jié)語
綜上所述，國內(nèi)煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)除了高度集中控制系統(tǒng)的研發(fā)外，更要其控制策略的重點(diǎn)更放在了設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)施上。采取有效措施及目標(biāo)定位，規(guī)劃并引進(jìn)自動(dòng)化基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以此來實(shí)現(xiàn)采礦技術(shù)、工藝過程和產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)葮?biāo)準(zhǔn)化、高效自動(dòng)化，提高經(jīng)濟(jì)性、生產(chǎn)設(shè)備靈活性和整個(gè)煤礦的競爭性。
摘 要：隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在我國已得到廣泛應(yīng)用，但是由于各方面因素，其創(chuàng)建及發(fā)展過程還存在許多問題。本文詳細(xì)介紹了數(shù)字化煤礦系統(tǒng)的概念、功能及其創(chuàng)建的必要性，并分析指出了其創(chuàng)建過程中存在的問題與相應(yīng)解決方法，希望能對這一系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展作出貢獻(xiàn)。
關(guān)鍵詞：數(shù)字化；煤礦；綜合自動(dòng)化
隨著第三次科技革命的深入發(fā)展，煤礦領(lǐng)域也不斷進(jìn)行著革新，數(shù)字化煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的創(chuàng)建便是其中一例。自20世紀(jì)80年代起，數(shù)字化煤礦系統(tǒng)在我國便得到了逐步的發(fā)展與應(yīng)用，并在應(yīng)用過程中發(fā)揮其特有功能，為煤礦事業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了顯著效益，但截止目前，其發(fā)展、創(chuàng)建過程中依然存在不少問題亟待解決。
一、數(shù)字化煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)簡介
（一）數(shù)字化煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的概念
數(shù)字化煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是基于CIMS原理提出的一項(xiàng)由應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場設(shè)備三層結(jié)構(gòu)組成的，礦井檢測、報(bào)警、生產(chǎn)操作一體化的系統(tǒng)。為提高煤礦安全管理能力，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、管理的一體化，該系統(tǒng)集合了網(wǎng)絡(luò)、通信、數(shù)據(jù)庫、自動(dòng)化、信息化及工業(yè)電視等技術(shù)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)與管理的集成，即生產(chǎn)控制、監(jiān)測系統(tǒng)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)的集成。
（二）數(shù)字化煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)創(chuàng)建的必要性
煤炭行業(yè)是一個(gè)相當(dāng)危險(xiǎn)的行業(yè)，但同時(shí)又是一個(gè)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展必不可少的行業(yè)。為此，國家對這一行業(yè)的監(jiān)管力度不斷擴(kuò)大，對于發(fā)展煤礦高科技的要求也不斷加強(qiáng)。在這一背景下，數(shù)字化煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的創(chuàng)建與完善正是大勢所趨。
此外，煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的創(chuàng)建有利于改變當(dāng)下煤礦眾多子系統(tǒng)：1 相互獨(dú)立、各自為政，軟件重復(fù)投資且不能實(shí)現(xiàn)信息共享，無法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)控和調(diào)度；2 重復(fù)投資造成資金浪費(fèi)，從而導(dǎo)致維護(hù)資金缺乏、安全性降低；3 由于以上原因而導(dǎo)致自動(dòng)化集成系統(tǒng)無法發(fā)揮其最大效益等等一系列問題，從而實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，統(tǒng)一監(jiān)管。從這個(gè)角度來講，實(shí)施數(shù)字化煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是很有必要的。
二、數(shù)字化煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能
（一）提高煤礦作業(yè)的安全性
數(shù)字化煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)擁有調(diào)度集中監(jiān)控平臺、千兆工業(yè)網(wǎng)傳輸平臺及子系統(tǒng)接入平臺，其創(chuàng)建與應(yīng)用在很大程度上改善了煤礦工作人員的工作環(huán)境，提高了其工作地點(diǎn)及相關(guān)設(shè)施設(shè)備的安全系數(shù)，有利于保障工人的人身安全。
此外，數(shù)字化煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在煤礦事業(yè)中的應(yīng)用，實(shí)施了人員定位系統(tǒng)，以國投新集口孜東礦為例，其人員定位系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括：地面信息采集基站1個(gè)，井下大分站5個(gè)，小分站20多個(gè)，無限收發(fā)器共30多個(gè)，共配置標(biāo)識卡10000張，實(shí)現(xiàn)了一人一卡入井，這有利于對井下作業(yè)人員進(jìn)行定位，有利于保障工人的人身安全。
同時(shí)，由于該系統(tǒng)的實(shí)施實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)共享，礦難事故發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)聯(lián)動(dòng)報(bào)警，這不僅有利于減少人員傷亡人數(shù)，同時(shí)也能減少事故帶來的經(jīng)濟(jì)損失。
（二）減少作業(yè)工人數(shù)量，節(jié)約投資成本
數(shù)字化煤礦綜合系統(tǒng)的創(chuàng)建與應(yīng)用，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的自動(dòng)控制，可無需工作人員進(jìn)行值班堅(jiān)守與定期巡邏檢查，降低了煤礦工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)可減少各崗位對工作人員數(shù)量的要求，減少工人數(shù)量，具體到每一位在職工人都有各自的職責(zé)范圍，提高了煤礦事業(yè)對工人勞動(dòng)力的利用率，同時(shí)由于人員減少，也在一定程度上節(jié)約了成本。
此外，這一系統(tǒng)的創(chuàng)建與應(yīng)用，在生產(chǎn)設(shè)備方面，也有效降低了成本，比如該系統(tǒng)之下，形成了傳輸、數(shù)據(jù)、監(jiān)控平臺，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了共享，減少了不必要的重復(fù)投資等。
（三）提高管理水平，提高生產(chǎn)效率
數(shù)字化煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)為煤礦企業(yè)提供了一個(gè)統(tǒng)一的管理平臺，尤其是通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了對井下作業(yè)人員的全方位監(jiān)控，能夠及時(shí)依據(jù)作業(yè)情況調(diào)整各部門的工作。同樣以國投新集口孜東礦為例，其通訊聯(lián)絡(luò)主系統(tǒng)采用的是江西聯(lián)創(chuàng)DDK-6型數(shù)字程控交換系統(tǒng)，總?cè)萘繛?00門，冗余100門；包含IP廣播和無線通訊兩個(gè)輔助系統(tǒng)。其中，無線通訊系統(tǒng)的井下安裝基站有26個(gè)，共配置配套無線手機(jī)700部，同時(shí)，井下的信號覆蓋率達(dá)到90%以上；IP廣播系統(tǒng)的井下終端也安裝了20多個(gè)，從而實(shí)現(xiàn)了通信全覆蓋，這一方面有利于提高煤礦事業(yè)的集成水平，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的綜合管理；另一方面也有利于實(shí)現(xiàn)煤礦作業(yè)過程中的管理與監(jiān)控的一體化，提高管理水平。
三、數(shù)字化煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)創(chuàng)建中存在的問題及解決方法
（一）煤礦自動(dòng)化產(chǎn)品方面
煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在我國早已起步，就目前而言，其自動(dòng)化產(chǎn)品種類繁多，但是沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，而且質(zhì)量上也頻出問題。這就阻礙了煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。為此，相關(guān)部門應(yīng)積極制定相關(guān)政策、法規(guī)，致力于提高我國自動(dòng)化產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、通行化等，并對其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)按市場要求做出規(guī)范，不斷適應(yīng)數(shù)字化煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)的創(chuàng)建。
（二）煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)方面
筆者調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前我國數(shù)字化煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)方面，存在自動(dòng)化設(shè)備及子系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行、各自為政的狀況，這就導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)信息不能實(shí)現(xiàn)共享，從而出現(xiàn)“信息孤島”現(xiàn)象，限制了信息利用率的提高。為此，數(shù)字化煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的創(chuàng)建首先要建立起一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺，這不僅有利于實(shí)現(xiàn)資源的全方位互動(dòng)，提高資源的利用率，減少為維護(hù)各子系統(tǒng)資源所付出的人力、物力等資源的浪費(fèi)；還有利于實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)內(nèi)部的監(jiān)測、管理與控制的一體化，提高工作效率，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)目標(biāo)。
結(jié)語
隨著數(shù)字化煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在我國煤礦事業(yè)中的逐步普及，對于該系統(tǒng)的創(chuàng)建更要嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真，始終遵循面向應(yīng)用、人機(jī)協(xié)同工作、信息資源綜合管理、兼容并蓄、統(tǒng)一規(guī)劃與分步驟實(shí)施、不斷適應(yīng)時(shí)代變化同時(shí)穩(wěn)步推進(jìn)及廣義網(wǎng)絡(luò)等原則，不斷改善其創(chuàng)建過程中出現(xiàn)的瑕疵、問題，力爭實(shí)現(xiàn)其效益最大化。
【摘 要】同美國、澳大利亞等國家相比，我國煤礦行業(yè)生產(chǎn)效率偏低，噸煤死亡率偏高，為了有效提高煤炭生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)生產(chǎn)條件，相繼引用了煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)，它能夠通過工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)全礦井生產(chǎn)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、供電系統(tǒng)與地面管理系統(tǒng)的集中控制，因而能從技術(shù)與管理上顯著改善煤礦企業(yè)運(yùn)行效率并取得較好的綜合效應(yīng)。作為煤礦行業(yè)研究的重要課題之一，煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)也是本文討論的重點(diǎn)，筆者從系統(tǒng)特點(diǎn)、系統(tǒng)構(gòu)成與了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)三方面進(jìn)行了闡述，對實(shí)現(xiàn)煤礦的自動(dòng)化生產(chǎn)具有重要意義。
【關(guān)鍵詞】綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)；煤礦企業(yè)；系統(tǒng)構(gòu)成
前言
煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中所占的主體地位將仍然持續(xù)于未來大半個(gè)世紀(jì)，但我國90%的煤炭都以井工開采為主，生產(chǎn)隱患多，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高，各種礦井事故（如瓦斯突出與爆炸事故、礦井突水事故、機(jī)電事故、頂板事故等）層出不窮，因此，有必要研究新型技術(shù)逐漸代替部分人力的作用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，自動(dòng)化控制技術(shù)逐漸被運(yùn)用到各個(gè)行業(yè)與領(lǐng)域中，基于現(xiàn)代化管理與安全監(jiān)測系統(tǒng)的需要，在煤礦行業(yè)中安裝采用綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)已成必然趨勢。自該項(xiàng)技術(shù)在煤礦應(yīng)用一二年以來，顯著提高了礦井生產(chǎn)效率與安全系數(shù)，因此，大力發(fā)展自動(dòng)化控制技術(shù)是新型現(xiàn)代化礦山企業(yè)建設(shè)與實(shí)現(xiàn)安全高產(chǎn)高效的必然途徑。以下筆者將從煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)特點(diǎn)、構(gòu)成與實(shí)現(xiàn)三方面進(jìn)行詳細(xì)闡述。
1 煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)的特點(diǎn)
煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)作為煤礦自動(dòng)化總平臺，實(shí)現(xiàn)了在地面對煤礦井上下諸多設(shè)備的可靠控制。
（1）采用光纖組建了煤礦井下工業(yè)以太網(wǎng)并形成環(huán)網(wǎng)，全礦井下膠帶、軌道、供電、排水、通風(fēng)、礦井提升、選煤等自動(dòng)控制子系統(tǒng)均以現(xiàn)場總線等形式就近接入工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，同時(shí)，采用OPC及組態(tài)軟件等技術(shù)接入軟件平臺，形成全礦井自動(dòng)控制信息傳輸及處理的總集成平臺，基于該平臺實(shí)現(xiàn)了在地面集控中心對井下膠帶、供電、排水、軌道、通風(fēng)、壓風(fēng)、提升、選煤等設(shè)備的遠(yuǎn)程開停控制和在線監(jiān)測，井下諸多環(huán)節(jié)和崗位實(shí)現(xiàn)了無人值守，大大減少了井下現(xiàn)場人員，提高了礦井安全水平。
（2）煤礦安全監(jiān)控、人員定位等監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在地面接入煤礦自動(dòng)化平臺，實(shí)現(xiàn)了礦井自動(dòng)化信息、安全生產(chǎn)監(jiān)測信息的集成、共享和Web等功能，實(shí)現(xiàn)了對井下所有掘進(jìn)頭、工作面的瓦斯自動(dòng)檢測和超限自動(dòng)斷電、告警，實(shí)現(xiàn)了對井下所有重要地點(diǎn)的風(fēng)速、溫度、風(fēng)門、局扇開停的自動(dòng)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)了對井下人員分布情況的在線監(jiān)測和統(tǒng)計(jì)。
（3）建立了礦井自動(dòng)化監(jiān)控中心，具有大屏幕顯示功能，控制功能，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)匯總功能，網(wǎng)絡(luò)功能等，操作員站之間具備相互冗余功能。
（4）建立了礦井工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)，將井下和地面各主要地點(diǎn)攝像機(jī)的信號傳輸?shù)降孛嬉曨l服務(wù)器，在集控中心顯示和切換圖像，為地面遠(yuǎn)程控制提供了必備的監(jiān)視手段。
（5）建立了礦井移動(dòng)通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了井下現(xiàn)場與集控中心的清晰通話，為地面遠(yuǎn)程控制提供了暢通的聯(lián)絡(luò)手段。
（6）完成了煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)與煤礦管理網(wǎng)絡(luò)安全對接，將煤礦井下現(xiàn)場的自動(dòng)化信息、安全監(jiān)測信息、井下視頻與管理信息系統(tǒng)聯(lián)通，通過Web等方式實(shí)現(xiàn)了各類信息在全公司的資源共享。
2 煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)構(gòu)成與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
2.1 煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)構(gòu)成
礦山綜合自動(dòng)化系統(tǒng)以礦用千兆冗余工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)為通訊平臺，采用3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)、視頻、音頻、通訊一條線路同網(wǎng)傳輸，基于VLAN、IGMP等工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，通過優(yōu)化資源配置，合理分配各系統(tǒng)的資源和帶寬，確保重要數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和可靠性及各種情況下通信的暢通。通過光纖通信為骨干通信平臺，將主井提升子系統(tǒng)、選煤廠控制系統(tǒng)、井下人員定位系統(tǒng)、帶式輸送機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、井下供電無人值守系統(tǒng)、電力調(diào)度子系統(tǒng)等統(tǒng)一集成在一個(gè)骨干光纖軟件平臺上，構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的煤礦綜合自動(dòng)化信息管理平臺。
2.2 煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主干通信網(wǎng)絡(luò)使用千兆環(huán)型工業(yè)以太網(wǎng)，使用優(yōu)秀交換機(jī)將井上信息管理平臺與井下各類自動(dòng)控制系統(tǒng)互連，骨干網(wǎng)提供工業(yè)以太網(wǎng)接口，保證整個(gè)系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性，骨干網(wǎng)一旦出現(xiàn)故障，可以迅速自適應(yīng)恢復(fù)通信，保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由井下網(wǎng)絡(luò)和井上網(wǎng)絡(luò)2部分構(gòu)成，網(wǎng)絡(luò)均為環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，2部分網(wǎng)絡(luò)使用優(yōu)秀交換機(jī)完成互聯(lián)。全礦骨干網(wǎng)絡(luò)使用1000M工業(yè)以太網(wǎng)構(gòu)建，為全礦各子系統(tǒng)提供方便靈活的工業(yè)以太網(wǎng)接口，地面、井下子系統(tǒng)均可以方便接入。
圖1 煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)井上部分由優(yōu)秀交換機(jī)和以太環(huán)網(wǎng)組成，以太網(wǎng)使用千兆帶寬，保證系統(tǒng)通信的穩(wěn)定性與安全性，其他子系統(tǒng)接入附近的交換機(jī)，主網(wǎng)絡(luò)通過地面網(wǎng)關(guān)交換機(jī)接入調(diào)度指揮控制中心網(wǎng)絡(luò)。井下控制網(wǎng)絡(luò)通過環(huán)形工業(yè)千兆太環(huán)網(wǎng)，構(gòu)成井下生產(chǎn)過程控制自動(dòng)化的統(tǒng)一軟件平臺。煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如1所示。
3 煤礦綜合自動(dòng)化子系統(tǒng)軟件功能的實(shí)現(xiàn)
煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)使用統(tǒng)一的平臺集成了電力調(diào)度子系統(tǒng)、壓風(fēng)機(jī)子系統(tǒng)、鍋爐房子系統(tǒng)、中央回風(fēng)井通風(fēng)機(jī)子系統(tǒng)、副井提升子系統(tǒng)、井下帶式輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)、考勤、人員定位和無線通訊系統(tǒng)等不同功能子系統(tǒng)。不同的子系統(tǒng)軟件的實(shí)現(xiàn)主要采用組態(tài)軟件完成，組態(tài)軟件根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行快速二次開發(fā)，真實(shí)模擬現(xiàn)場動(dòng)畫效果，有效處理數(shù)據(jù)。例如煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的井下主排水系統(tǒng)的監(jiān)控軟件需要實(shí)現(xiàn)水泵的在線監(jiān)測和自動(dòng)化控制。能對水泵的各項(xiàng)運(yùn)行工況參數(shù)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測、統(tǒng)計(jì)和顯示，通過智能專家系統(tǒng)使水泵始終處于高效的運(yùn)行狀態(tài)，通過故障參數(shù)進(jìn)行分析預(yù)警，防止事故，控制操作程序，防止誤操作，同時(shí)可根據(jù)操作員指令或預(yù)定控制程序，按要求自動(dòng)完成水泵的定時(shí)啟動(dòng)、定水位啟動(dòng)、自動(dòng)切換啟動(dòng)、智能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等操作，自動(dòng)控制分時(shí)運(yùn)行、削峰填谷，即可現(xiàn)場操作控制，也可遠(yuǎn)程操作控制，實(shí)現(xiàn)水泵的高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和現(xiàn)場無人值守運(yùn)行。通過組態(tài)軟件可以快速高效的實(shí)現(xiàn)上述功能，利用組態(tài)軟件設(shè)計(jì)的井下主排水系統(tǒng)監(jiān)控界面形象直觀，具體界面如圖2所示。
圖2 井下主排水系統(tǒng)監(jiān)控界面
4 結(jié)語
煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)在地面遠(yuǎn)程控制井下設(shè)備，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場無人值守，不僅減人提效，也是煤礦“無人為安”思想的體現(xiàn)，對煤礦安全生產(chǎn)的發(fā)展具有重大意義。通過在煤礦建立綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)在煤礦地面控制中心對井下膠帶運(yùn)輸、軌道運(yùn)輸、供電、排水、壓風(fēng)、地面選煤設(shè)備的開停控制，并減少井下現(xiàn)場作業(yè)人員數(shù)量，從而可取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【摘 要】全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是隨計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)以及通信技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的為礦山數(shù)字化建設(shè)服務(wù)的先進(jìn)新型系統(tǒng)，全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在煤礦中的應(yīng)用一方面能提高煤礦工作效率，改善工作作業(yè)環(huán)境，另一方面也能提高礦井作業(yè)安全系數(shù)，增加企業(yè)優(yōu)秀競爭力。因此研究全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用意義深遠(yuǎn)。本文以江蘇某礦為研究對象，介紹了全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在該礦的應(yīng)用情況，并詳細(xì)分析自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理、系統(tǒng)特點(diǎn)與主要功能。實(shí)踐證明，自該礦引進(jìn)全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)以來，實(shí)現(xiàn)了加強(qiáng)煤礦運(yùn)輸、通風(fēng)、瓦斯抽采等生產(chǎn)環(huán)節(jié)的遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的，大大減少了礦井生產(chǎn)安全事故。
【關(guān)鍵詞】煤礦；全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)；工作原理；系統(tǒng)特點(diǎn)；遠(yuǎn)程監(jiān)控
引言
某煤礦位于江蘇省境內(nèi)，是一座具有先進(jìn)管理經(jīng)驗(yàn)的大型礦井。該礦采用全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，由天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司設(shè)計(jì)并協(xié)助完成。全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)集檢測、監(jiān)控、管理于一體，能通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集、處理及分析對全礦的安全生產(chǎn)狀況進(jìn)行綜合性動(dòng)態(tài)分析，從而為領(lǐng)導(dǎo)制定決策提供依據(jù)，以實(shí)現(xiàn)礦井安全、高效、集中運(yùn)行生產(chǎn)，達(dá)到提高工作效率、改善工作作業(yè)環(huán)境、提高礦井作業(yè)安全系數(shù)的目的。
1 全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)介紹
1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
該礦井是一個(gè)高產(chǎn)高效的現(xiàn)代化礦井，為提高礦井安全生產(chǎn)的效率，通過全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，對礦井提升系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)、通風(fēng)機(jī)、110kV變電所、井下水泵、瓦斯抽排系統(tǒng)、選煤系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)、壓風(fēng)機(jī)、鍋爐系統(tǒng)等工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)行統(tǒng)一操作、集中監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度。此系統(tǒng)根據(jù)管控一體化思想，以3層的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)――管理層（以太網(wǎng)）、控制層（冗余工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)）、設(shè)備層（現(xiàn)場總線）為基礎(chǔ)，將上述系統(tǒng)統(tǒng)一在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺上，便于對礦井生產(chǎn)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并為管理決策提供依據(jù)。全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。
1.2 系統(tǒng)工作原理
各自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場設(shè)備如PLC或?qū)I(yè)控制器就近接入工業(yè)以太網(wǎng)，工程師站和管控服務(wù)器通過地面交換機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)，建立數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚偻ǖ溃⒉扇∫韵伦鳂I(yè)步驟，實(shí)現(xiàn)信息的有機(jī)集成。
（1）在管控服務(wù)器中安裝礦井綜合自動(dòng)化軟件平臺，通過控制層和設(shè)備層將各自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通過工程師站或現(xiàn)場PLC集成到礦井綜合自動(dòng)化軟件平臺上。集成方式采用簡單、易行的應(yīng)用層協(xié)議，即運(yùn)用統(tǒng)一的通信協(xié)議、統(tǒng)一的接口、統(tǒng)一的編碼方式將各自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析、處理、匯總，除了安全監(jiān)控系統(tǒng)采用文件方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換外，其它自動(dòng)化系統(tǒng)全部采用OPC方式接入礦井綜合自動(dòng)化軟件平臺。
（2）將礦井綜合自動(dòng)化軟件平臺與設(shè)備管理信息系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)、綜合消息平臺進(jìn)行聯(lián)機(jī)。其中，各自動(dòng)化系統(tǒng)、設(shè)備管理信息系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)提供基礎(chǔ)信息，而預(yù)警信息通過消息平臺發(fā)送到相關(guān)管理人員的手機(jī)上或通過計(jì)算機(jī)桌面消息方式提醒管理人員， 使他們能及時(shí)了解礦井的安全生產(chǎn)狀況，在必要時(shí)采取解決措施。
（3）當(dāng)所有的數(shù)據(jù)經(jīng)過分析處理后，在調(diào)度室大屏幕和調(diào)度臺工作站上顯示。監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和矢量圖形采用在線組態(tài)方法， 可創(chuàng)建形象、直觀的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)視畫面， 實(shí)時(shí)顯示礦井生產(chǎn)工況和環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，從而使調(diào)度管理人員在緊急情況下及時(shí)遠(yuǎn)程遙控井下設(shè)備。
（4）系統(tǒng)對集成后的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行深加工、分析，以產(chǎn)生比較有價(jià)值的信息和實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)之間的互聯(lián)動(dòng)。例如可以直觀地在大屏幕上顯示礦井各區(qū)域的安全狀況，可以在危險(xiǎn)時(shí)及時(shí)提供該區(qū)域的人員分布情況、視頻圖象、主要設(shè)備運(yùn)行情況、救災(zāi)物資儲備情況、人員撤離路線等信息。
（5）由于礦井綜合自動(dòng)化軟件平臺支持Web方式瀏覽數(shù)據(jù)，公司領(lǐng)導(dǎo)和各生產(chǎn)職能部門可通過網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)掌握礦井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)和安全狀況。
1.3 系統(tǒng)特點(diǎn)
該系統(tǒng)采用3層體系結(jié)構(gòu)，且控制層采用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，設(shè)備層采用現(xiàn)場總線，保證了現(xiàn)場子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性；環(huán)網(wǎng)冗余，可快速建立連接及連接恢復(fù)，恢復(fù)時(shí)間
1.4 系統(tǒng)主要功能
（1）實(shí)現(xiàn)了不同自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成。通過簡單易行的應(yīng)用層協(xié)議，全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了各自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的采集、分析、處理、匯總，這些監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)包括環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、調(diào)度通信系統(tǒng)、數(shù)字工業(yè)視頻系統(tǒng)、人員監(jiān)測系統(tǒng)、膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)、洗煤廠集中控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)等，為進(jìn)一步提供數(shù)據(jù)打下了應(yīng)用基礎(chǔ)。
（2）實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸故障診斷功能。全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)利用本地豐富的軟、硬件資源，采用一定的技術(shù)策略實(shí)時(shí)監(jiān)控不同自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行情況及工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，準(zhǔn)確判斷影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓收希瑸橄到y(tǒng)的正常運(yùn)行及日常維護(hù)提供了保障。
（3）實(shí)現(xiàn)了不同自動(dòng)化系統(tǒng)間的互聯(lián)動(dòng)，即環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)字工業(yè)視頻系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)、調(diào)度通信系統(tǒng)、短信報(bào)警平臺間的互聯(lián)動(dòng)功能。
（4）實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)分級控制功能。全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可通過礦井綜合自動(dòng)化軟件平臺控制多個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)中設(shè)備的開停，以保證當(dāng)井下發(fā)生緊急情況時(shí)，根據(jù)需要通過該軟件平臺手動(dòng)或自動(dòng)控制井下設(shè)備，以減少不必要的損失。
（5）建立了應(yīng)急預(yù)案指揮體系。全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)建立了一個(gè)針對各種危險(xiǎn)源和事故的預(yù)案庫及完整的預(yù)案庫管理工具，并可不斷地修正和完善預(yù)案庫。當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生危險(xiǎn)提示或井下發(fā)生事故時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)預(yù)庫案，并調(diào)出相應(yīng)的避災(zāi)路線圖，指導(dǎo)調(diào)度指揮人員正確及時(shí)地處理危險(xiǎn)或事故。當(dāng)具備外部相關(guān)條件時(shí)，系統(tǒng)可啟動(dòng)預(yù)案庫的自動(dòng)執(zhí)行工具，并可記錄結(jié)果。
（6）建立了區(qū)域生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境評估機(jī)制。全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)通過綜合分析不同作業(yè)地點(diǎn)影響安全的各類數(shù)據(jù)，給出該工作地點(diǎn)正常、異常、較危險(xiǎn)、很危險(xiǎn)的評價(jià)結(jié)果。評價(jià)結(jié)果通過不同的顏色區(qū)分顯示，從而將礦井各作業(yè)地點(diǎn)的安全狀況直觀展示給調(diào)度人員，提高了調(diào)度人員的管理效率。
3 結(jié)語
全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)自在江蘇某礦運(yùn)行以來，有效解決了現(xiàn)場管理分散、工人安全得到保障等問題，實(shí)現(xiàn)了檢測、監(jiān)控、管理一體的礦山作業(yè)模式。實(shí)踐證明，全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用于期間運(yùn)行穩(wěn)定可靠，通過現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)與監(jiān)控圖像分析，并運(yùn)用先進(jìn)管理模式，有效降低了礦井安全事故率，節(jié)約了企業(yè)生產(chǎn)成本，因此具有較好的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。
【摘 要】基于工業(yè)千兆以太環(huán)網(wǎng)的全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其在榆樹井煤礦的應(yīng)用情況。實(shí)際應(yīng)用表明， 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的建成極大地提高了榆樹井煤礦的礦井生產(chǎn)自動(dòng)化和管理現(xiàn)代化水平， 實(shí)現(xiàn)了全礦井系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測、統(tǒng)一管理與數(shù)據(jù)共享。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)及輔助生產(chǎn)的各種運(yùn)行參數(shù)上傳至調(diào)度室， 可使煤礦生產(chǎn)和管理更加科學(xué)高效。
【關(guān)鍵詞】礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)平臺；工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)
1 前言
內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)公司焦煤公司榆樹井煤礦位于陜甘寧交界處， 2010年7月投產(chǎn)， 是一個(gè)新型現(xiàn)代化礦井。我礦堅(jiān)持把信息化建設(shè)作為重點(diǎn)工程，本著“總體規(guī)劃、分步實(shí)施、重點(diǎn)突破、務(wù)求實(shí)效”的工作方針，我們不斷更新觀念，堅(jiān)持科技興煤戰(zhàn)略，開發(fā)建設(shè)了KJ90安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、KJ251入井人員考勤系統(tǒng)、調(diào)度大屏顯示系統(tǒng)、調(diào)度通信系統(tǒng)、全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、視頻會(huì)議系統(tǒng)、CDMA無線通信系統(tǒng)，數(shù)字化礦山安全管理系統(tǒng)、材料管理系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、調(diào)度日報(bào)系統(tǒng)、地理地測信息系統(tǒng)、采掘設(shè)計(jì)系統(tǒng)、智能化通防系統(tǒng)、井下巷道三維模擬系統(tǒng)等，并成功實(shí)現(xiàn)了集“視頻、數(shù)據(jù)、通訊”為一體的“三網(wǎng)合一”的信息工程，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)信息資源的綜合利用和共享， 使礦井的安全管理更加科學(xué)化、規(guī)范化、系統(tǒng)化，信息化建設(shè)取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展和成就，綜合實(shí)力得到了顯著增強(qiáng)。
目前，我礦信息化技術(shù)已經(jīng)全面應(yīng)用于生產(chǎn)、安全等領(lǐng)域，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)字視頻技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)在礦井中的全面應(yīng)用，我礦信息化正向信息擴(kuò)展、高度集成、綜合應(yīng)用、自動(dòng)控制、預(yù)測預(yù)報(bào)、智能決策的方向深入發(fā)展。
榆樹井煤礦本著“增加人不如增加設(shè)備， 增加人不如培訓(xùn)人！”的理念， 通過對人才的培養(yǎng)和對新設(shè)備、新技術(shù)的應(yīng)用，來達(dá)到減員增效的目的， 對于新設(shè)備和新系統(tǒng)的管理問題，榆樹井煤礦推廣應(yīng)用了礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)， 通過綜合自動(dòng)化系統(tǒng)平臺運(yùn)行， 實(shí)現(xiàn)了對各個(gè)子系統(tǒng)的管控一體化。
2 主要研究內(nèi)容
各自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場設(shè)備如PLC 或?qū)I(yè)控制器就近接入工業(yè)以太網(wǎng)， 工程師站和管控服務(wù)器通過地面交換機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)， 建立數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚偻ǖ溃⒉扇∫韵伦鳂I(yè)步驟， 實(shí)現(xiàn)信息的有機(jī)集成。
（1）在管控服務(wù)器中安裝礦井綜合自動(dòng)化軟件平臺， 通過控制層和設(shè)備層將各自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通過工程師站或現(xiàn)場PLC 集成到礦井綜合自動(dòng)化軟件平臺上。集成方式采用簡單、易行的應(yīng)用層協(xié)議， 即運(yùn)用統(tǒng)一的通信協(xié)議、統(tǒng)一的接口、統(tǒng)一的編碼方式將各自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析、處理、匯總， 除了安全監(jiān)控系統(tǒng)采用文件方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換外， 其它自動(dòng)化系統(tǒng)全部采用OPC 方式接入礦井綜合自動(dòng)化軟件平臺。
（2）將礦井綜合自動(dòng)化軟件平臺與設(shè)備管理信息系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)、綜合消息平臺進(jìn)行聯(lián)機(jī)。其中， 各自動(dòng)化系統(tǒng)、設(shè)備管理信息系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)提供基礎(chǔ)信息， 而預(yù)警信息通過消息平臺發(fā)送到相關(guān)管理人員的手機(jī)上或通過計(jì)算機(jī)桌面消息方式提醒管理人員， 使他們能及時(shí)了解礦井的安全生產(chǎn)狀況， 在必要時(shí)采取解決措施。
（3） 當(dāng)所有的數(shù)據(jù)經(jīng)過分析處理后， 在調(diào)度室大屏幕和調(diào)度臺工作站上顯示。監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和矢量圖形采用在線組態(tài)方法， 可創(chuàng)建形象、直觀的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)視畫面， 實(shí)時(shí)顯示礦井生產(chǎn)工況和環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，從而使調(diào)度管理人員在緊急情況下及時(shí)遠(yuǎn)程遙控井下設(shè)備。
（4）系統(tǒng)對集成后的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行深加工、分析， 以產(chǎn)生比較有價(jià)值的信息和實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)之間的互聯(lián)動(dòng)。例如可以直觀地在大屏幕上顯示礦井各區(qū)域的安全狀況， 可以在危險(xiǎn)時(shí)及時(shí)提供該區(qū)域的人員分布情況、視頻圖象、主要設(shè)備運(yùn)行情況、救災(zāi)物資儲備情況、人員撤離路線等信息。
（5）由于礦井綜合自動(dòng)化軟件平臺支持Web方式瀏覽數(shù)據(jù)， 公司領(lǐng)導(dǎo)和各生產(chǎn)職能部門可通過網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)掌握礦井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)和安全狀況。
3 技術(shù)應(yīng)用與特點(diǎn)
目前， 國內(nèi)部分廠家采用組態(tài)軟件開發(fā)礦井綜合自動(dòng)化軟件平臺。由于組態(tài)軟件具有通用性， 在數(shù)據(jù)整合和處理上采用腳本來處理信息， 運(yùn)行效率較低， 難以對現(xiàn)有各自動(dòng)化系統(tǒng)的信息進(jìn)行高效、有機(jī)的整合。為了最大限度地保護(hù)在原有自動(dòng)化系統(tǒng)上的投資，礦井綜合自動(dòng)化軟件平臺采用基于微軟DCOM 組件技術(shù)、Web Ser vice 技術(shù)等先進(jìn)、成熟的技術(shù)， 可以為各種專家系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)， 也可以方便地進(jìn)行升級、擴(kuò)展， 具有運(yùn)行效率高、穩(wěn)定、可靠等特點(diǎn)。
通過礦井綜合自動(dòng)化軟件平臺實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息， 對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理、分析預(yù)測， 形成決策意見， 同時(shí)依據(jù)相關(guān)的規(guī)章制度和專家經(jīng)驗(yàn)， 綜合評價(jià)多種參數(shù)， 并用評價(jià)結(jié)果指導(dǎo)和調(diào)節(jié)各生產(chǎn)系統(tǒng)或環(huán)節(jié)的運(yùn)行， 有效地預(yù)防和控制災(zāi)害。
4 使用效果
礦井自動(dòng)化控制系統(tǒng)本身， 并不直接創(chuàng)造效益，但它對企業(yè)生產(chǎn)過程起著明顯的提升作用。搭建傳輸平臺、數(shù)據(jù)平臺、監(jiān)控平臺， 一次投資、長期受益，能為煤礦節(jié)省傳輸線路鋪設(shè)和維護(hù)費(fèi)用， 減少礦井生產(chǎn)過程的原材料、能源的損耗。能提高對設(shè)備的故障分析和判斷能力， 減少人工操作失誤和停機(jī)事故， 增強(qiáng)操作系統(tǒng)的可靠性， 延長設(shè)備使用壽命， 提高礦井生產(chǎn)過程的安全性； 在地面集中監(jiān)測監(jiān)控， 井下減員增效， 減少井下人員傷亡的可能性， 實(shí)現(xiàn)無人值守、定期巡檢， 有效降低生產(chǎn)成本， 提高礦井生產(chǎn)效率； 可加強(qiáng)對輔助運(yùn)輸?shù)恼{(diào)度與管理， 提高運(yùn)輸能力， 發(fā)揮自動(dòng)化系統(tǒng)的綜合效益， 實(shí)現(xiàn)煤礦管控一體化， 提高煤礦的安全生產(chǎn)調(diào)度水平。
我礦一直堅(jiān)持“科技興煤、人才強(qiáng)企”戰(zhàn)略思想，重視科技，以先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)武裝生產(chǎn)經(jīng)營的各環(huán)節(jié)，在諸多領(lǐng)域已達(dá)到國家乃至國際領(lǐng)先水平。在信息化建設(shè)中總體規(guī)劃、注重實(shí)效，推進(jìn)科技創(chuàng)新，推行小改小革，一切從本礦實(shí)際出發(fā)，以現(xiàn)代化信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，以科技力量引領(lǐng)企業(yè)加快發(fā)展。推進(jìn)信息化，關(guān)鍵在于應(yīng)用、在于務(wù)實(shí)，在實(shí)施過程中尊重生產(chǎn)實(shí)際，把信息化和生產(chǎn)調(diào)度緊密結(jié)合，抓調(diào)度、抓管理，突出重點(diǎn)、分步實(shí)施、務(wù)求實(shí)效。
通過全面實(shí)施信息化建設(shè)、管理，特別是數(shù)字化礦山系統(tǒng)的深入建設(shè)，為我礦的安全生產(chǎn)再上一個(gè)新高度奠定了扎實(shí)基礎(chǔ)，與此同時(shí)，也將在實(shí)現(xiàn)礦井安全生產(chǎn)及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中發(fā)揮其重要作用。
5 結(jié)語
礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的建成極大地提高了榆樹井煤礦系統(tǒng)管控一體化程度， 有效地提高了礦井生產(chǎn)自動(dòng)化和管理現(xiàn)代化水平， 實(shí)現(xiàn)了全礦井系統(tǒng)的統(tǒng)一管理與數(shù)據(jù)共享。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障和報(bào)警時(shí)能夠快速反映出故障部位和報(bào)警位置， 方便了系統(tǒng)的維護(hù)， 縮短了系統(tǒng)故障的排除時(shí)間， 減少了設(shè)備故障帶來的經(jīng)濟(jì)損失， 達(dá)到了減員增效的目的。該系統(tǒng)目前功能完善， 使用方便。在后期， 榆樹井煤礦將會(huì)陸續(xù)加大子系統(tǒng)的接入量， 爭取早日實(shí)現(xiàn)全礦各子系統(tǒng)的集中管控， 為提高礦井綜合自動(dòng)化程度、信息化管理水平和強(qiáng)化煤礦安全生產(chǎn)能力奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
[摘 要] 隨著國家越來越重視煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)以及信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的崛起，計(jì)算機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線的應(yīng)用，更好的服務(wù)于煤礦企業(yè)，有效的提升了煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文將對計(jì)算機(jī)綜合煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線進(jìn)行簡要的分析和探討。
[關(guān)鍵詞] 煤礦； 自動(dòng)化系統(tǒng)； 通信網(wǎng)絡(luò)； 現(xiàn)場總線
進(jìn)入了21世紀(jì)，以工業(yè)以太網(wǎng)為代表的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)入了快速的發(fā)展階段，使得集計(jì)算機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)來傳輸煤礦各系統(tǒng)之間信息得到了實(shí)現(xiàn)，并且各系統(tǒng)之間的信息傳輸也逐漸的采用了總線傳輸方式，如CAN、Rs232總線傳輸方式就廣泛的應(yīng)用在傳輸煤礦各個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)信息上，使得煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)水平進(jìn)入了一個(gè)新的臺階。
一 煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)
工業(yè)以太網(wǎng)是一種符合IEEE802.3（以太網(wǎng)）和802.11（無線局域網(wǎng)）標(biāo)準(zhǔn)的高性能的局域網(wǎng)絡(luò)。通過工業(yè)以太網(wǎng)用戶可以建立高性能、寬范圍的通信網(wǎng)絡(luò)。目前隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，Ethernet傳輸速率和Ethernet交換技術(shù)都將得到了有效的提高和發(fā)展，使Ethernet全面應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)得到了廣泛的實(shí)施，
在煤礦企業(yè)，礦井傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)是以鏈型或者以星型網(wǎng)絡(luò)拓補(bǔ)為主，其各個(gè)子系統(tǒng)自成網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致了系統(tǒng)的帶寬低、可靠性差、不具備冗災(zāi)性能。目前以太網(wǎng)技術(shù)在煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用，提高了礦井通信系統(tǒng)的可靠性。并且通過無線以太網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)無線組環(huán)的功能，比如在煤礦的開采工作面的主運(yùn)順槽和輔順槽與主副大巷連接，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)順槽的無線組網(wǎng)，而大巷與有線以太網(wǎng)相連接就實(shí)現(xiàn)了開采工作面、主副順槽、大巷之間形成了一個(gè)環(huán)路，以便對設(shè)備進(jìn)行回撤，也就簡化了施工與運(yùn)維的難度，提高了系統(tǒng)的可靠性和冗災(zāi)性。無線以太網(wǎng)和有線網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)802.3協(xié)議與工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行無縫連接，這樣無線以太網(wǎng)設(shè)備就可作為工業(yè)以太網(wǎng)的接入點(diǎn)來對已經(jīng)建成的工業(yè)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，充分的利用了原有資源，同時(shí)以太網(wǎng)通過無線延伸到移動(dòng)的采掘和掘進(jìn)工作面，有利于提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和便利性。
隨著科技的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)綜合自動(dòng)化技術(shù)在煤礦企業(yè)內(nèi)廣泛的應(yīng)用，目前煤礦各個(gè)生產(chǎn)和監(jiān)控的子系統(tǒng)的自動(dòng)化程度越來越高，同時(shí)也越來越復(fù)雜，其子系統(tǒng)的數(shù)量和種類也在不斷的增加，但是現(xiàn)有的子系統(tǒng)的傳輸方式則是采用“星型”或“鏈型”網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)用有線的傳輸方式接入，將受到現(xiàn)場環(huán)境和位置的限制，則需要架設(shè)線纜，并且其移動(dòng)不靈活還缺少鏈路冗余，可能會(huì)出現(xiàn)一碰就斷的現(xiàn)象。而基于無線以太網(wǎng)技術(shù)的無線自動(dòng)化適配設(shè)備的接入將面向網(wǎng)絡(luò)側(cè)采用無線以太網(wǎng)技術(shù)來接入井下的工業(yè)以太網(wǎng)，面向被控設(shè)備和子系統(tǒng)側(cè)提供了以太網(wǎng)、總線通信、串行通信等多種接口，便于利用原有資源，并且采用無線以太網(wǎng)技術(shù)的自動(dòng)化接入適配設(shè)備將不受線纜的限制，從而實(shí)現(xiàn)了便捷的無線接入，提高了系統(tǒng)的可靠性。
二 煤礦現(xiàn)場總線
CAN-bus（Controller Area Network）總線最早由德國Bosch 公司提出的當(dāng)時(shí)主要用于汽車內(nèi)部單元與控制中心之間的數(shù)據(jù)通信。因?yàn)槠渚哂辛己玫男阅埽阅壳氨粡V泛應(yīng)用于其他領(lǐng)域中，如工業(yè)自動(dòng)化、電力通信、樓宇建筑、汽車電子、電梯網(wǎng)絡(luò)以及安防消防等諸多領(lǐng)域，并且逐漸成為這些行業(yè)的主要通信手段。現(xiàn)場總線CAN-bus 具有以下諸多特點(diǎn)：
1）國際標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)級現(xiàn)場總線，傳輸可靠，實(shí)時(shí)性高。
2）傳輸距離遠(yuǎn)（無中繼時(shí)最遠(yuǎn)10Km），傳輸速率快（最高1Mbps）。
3）單條總線最多可接110 個(gè)節(jié)點(diǎn)，并可方便的擴(kuò)充節(jié)點(diǎn)數(shù)。
4）總線上各節(jié)點(diǎn)的地位平等，不分主從，突發(fā)數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)傳輸；
5）非破壞的總線仲裁技術(shù)，可多節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)數(shù)據(jù)，總線利用率高。
6）出錯(cuò)的CAN 節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉并切斷和總線的聯(lián)系，不影響總線的通信。
7）報(bào)文為短幀結(jié)構(gòu)并有硬件CRC 校驗(yàn)，受干擾概率小，數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低。
8）對未成功發(fā)送的報(bào)文，硬件有自動(dòng)發(fā)功能，傳輸可靠性很高。
9）具有硬件地址濾波功能，可簡化軟件的協(xié)議編制。
10）通信介質(zhì)可用普通的雙絞線、同軸電纜或光纖等。
11）CAN-bus 總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，性價(jià)比極高。
CAN-bus總線在網(wǎng)絡(luò)開放性、網(wǎng)絡(luò)通信距離、通信可靠性、數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)目以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本等各個(gè)方面都將具有強(qiáng)大的優(yōu)勢，所以當(dāng)CAN-bus總線在煤礦通信系統(tǒng)中開始應(yīng)用時(shí)就得到了廣大用戶的認(rèn)可，目前已經(jīng)成為煤礦行業(yè)首選的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。由CAN-bus所構(gòu)建的現(xiàn)場煤礦設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，將能夠使得管理者和主控設(shè)備及時(shí)的了解和處理當(dāng)前的礦井情況，能夠第一時(shí)間的發(fā)現(xiàn)事故隱患，及時(shí)的對其進(jìn)行處理從而避免危機(jī)的發(fā)生。而且目前基于CAN-bus現(xiàn)場總線技術(shù)已經(jīng)完全成熟，用其來構(gòu)建煤礦行業(yè)的通信網(wǎng)絡(luò)或者開發(fā)某一特定的通信設(shè)備從技術(shù)上來說已經(jīng)不存在任何的門檻，其CAN-bus現(xiàn)場總線本身也符合安全要求，所以其與通常煤礦行業(yè)所應(yīng)用的RS-485標(biāo)準(zhǔn)相比較，CAN-bus現(xiàn)場總線具有更大優(yōu)勢，目前完全可以取代RS-485網(wǎng)絡(luò)。采用CAN-bus現(xiàn)場總線技術(shù)可以組建出一個(gè)具有高可靠性、遠(yuǎn)距離、多主方式和多節(jié)點(diǎn)的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并且CAN-bus現(xiàn)場總線技術(shù)還可以直接使用RS-485的標(biāo)準(zhǔn)傳輸光纜和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方便快捷的在原有設(shè)計(jì)資源上進(jìn)行系統(tǒng)升級。
三 煤礦通信網(wǎng)絡(luò)中的CAN-bus的發(fā)展趨勢
CAN-bus現(xiàn)場總線是一個(gè)開放的標(biāo)準(zhǔn)，幾乎所有的國際半導(dǎo)體公司都為其提供了開發(fā)CAN-bus 產(chǎn)品的支持。只需簡單地約定網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層的通信協(xié)議，就能夠?qū)⒃O(shè)備階段進(jìn)行互連互通，從而形成多種設(shè)備相互通信的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。利用CAN-bus現(xiàn)場總線可以方便地構(gòu)建煤礦行業(yè)的井下通信主干網(wǎng)絡(luò)。而作為現(xiàn)場總線CAN-bus 網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)，CANET-E 網(wǎng)關(guān)可以與以太網(wǎng)Ethernet 實(shí)現(xiàn)互連互通這樣就可以將現(xiàn)場總線CAN-bus 接入無處不在的Internet 網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)十公里以外或者整個(gè)地區(qū)的運(yùn)行數(shù)據(jù)采集、管理，來滿足煤礦行業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的現(xiàn)代化管理要求。所以對于井下的CAN-bus 設(shè)備節(jié)點(diǎn)也可以與Wireless 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互連互通來構(gòu)成小范圍的無線數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)。所以由此看來，煤礦行業(yè)的CAN-bus 網(wǎng)絡(luò)正朝著三層網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展。
采用光纖通信的CAN-bus 網(wǎng)絡(luò)也是煤礦行業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)發(fā)展趨勢，它與傳統(tǒng)的雙絞線傳輸方式相比，光纖的低傳輸損耗使傳輸距離大為增加，更適應(yīng)煤礦行業(yè)中遠(yuǎn)距離傳輸?shù)男枨蟆Ｔ谖磥戆l(fā)展中光纖通信方式、雙絞線通信方式的兩種CAN-bus 網(wǎng)絡(luò)將并存于煤礦行業(yè)中。
四 結(jié)束語
計(jì)算機(jī)綜合煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線的應(yīng)用，使得煤礦自動(dòng)化技術(shù)有了很大的提高，提升了煤礦企業(yè)的管理水平。隨著科技的進(jìn)步，社會(huì)的發(fā)展還應(yīng)不斷的對計(jì)算機(jī)綜合煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線進(jìn)行改進(jìn)，使其能夠更好的服務(wù)于煤礦企業(yè)。
[摘 要] 煤炭資源是我國最主要的石化資源以及能源之一，對經(jīng)濟(jì)建設(shè)起到極為重要作用，但隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生產(chǎn)生活水平的不斷提高，煤礦企業(yè)中煤炭的開采效率成為煤礦生產(chǎn)的重要研究課題，因而怎樣合理利用CE智能平臺在煤礦綜合自動(dòng)化所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，對煤炭企業(yè)以及我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展都有比較重要意義。本文將對CE智能平臺、煤礦綜合自動(dòng)化進(jìn)行介紹。
[關(guān)鍵詞] 煤礦； CE智能平臺； 煤礦綜合自動(dòng)化
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對煤炭行業(yè)也要求越來越高， 建設(shè)以煤礦綜合自動(dòng)化、信息化為標(biāo)志的新型現(xiàn)代化煤礦已成為煤炭企業(yè)提高礦井安全程度、 實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效、增強(qiáng)優(yōu)秀競爭力的有效途徑。但是，井下開采條件的特殊性、復(fù)雜性以及多變性制約了煤礦企業(yè)有效、實(shí)時(shí)及可靠的監(jiān)管。
1 CE智能平臺
1.1 CE智能平臺簡介
CE 操作系統(tǒng)是Windows旗下的一款產(chǎn)品，為專門設(shè)計(jì)給掌上電腦和嵌入式設(shè)備所使用的系統(tǒng)。這個(gè)操作系統(tǒng)可使完整的可移動(dòng)技術(shù)與現(xiàn)有的Windows 技術(shù)整合工作。 它是將條碼掃描裝置與數(shù)據(jù)終端一體化，帶有電池可離線操作的終端電腦設(shè)備。具備實(shí)時(shí)采集、自動(dòng)存儲、即時(shí)顯示、即時(shí)反饋、自動(dòng)處理、自動(dòng)傳輸?shù)裙δ堋楝F(xiàn)場數(shù)據(jù)的真實(shí)性、有效性、實(shí)時(shí)性、可用性提供了保證。其具有一體性、機(jī)動(dòng)性、體積小、重量輕、高性能，并適于手持等特點(diǎn)。它主要應(yīng)用于工業(yè)數(shù)據(jù)采集中。
1.2 WinCE組成
WinCE主要由兩大部分組成，一是WinCE硬件設(shè)備，另一個(gè)是WinCE中運(yùn)行的采集端軟件。
1.2.1 硬件部分
在生產(chǎn)現(xiàn)場，由于空間的限制，一般情況下不方便放置常規(guī)的工控主機(jī)，同時(shí)也基于成本的考慮，所以采用工業(yè)級的嵌入式主機(jī)是一個(gè)比較好的解決方案，如廣州太友科技的數(shù)據(jù)采集儀，此數(shù)據(jù)采集儀上配備有兩個(gè)串口，儀器或設(shè)備可直接通過串口線與之相連，同時(shí)用戶可在數(shù)據(jù)采集儀中設(shè)置產(chǎn)品相關(guān)的信息。
1.2.2 軟件部分
采集軟件安裝在數(shù)據(jù)采集儀中，用戶通過采集軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，并進(jìn)行相關(guān)的處理， 對于生產(chǎn)線的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，由于一般只是輸出數(shù)據(jù)，沒有輸出相應(yīng)的參數(shù)值，規(guī)格值等，所以此時(shí)可在軟件中設(shè)置相應(yīng)的產(chǎn)品信息參數(shù)，然后由用戶選擇相應(yīng)的產(chǎn)品信息，班次信息，批次信息等。
2 綜合自動(dòng)化概述
2.1 煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)概述
為保證煤礦安全和正常生產(chǎn)進(jìn)行的有關(guān)煤礦的各種參數(shù)或是狀態(tài)的集中檢測稱為煤礦綜合自動(dòng)化，還能對對有關(guān)環(huán)節(jié)加以監(jiān)控，是保證采掘、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水等主要檢測的重要設(shè)備。該系統(tǒng)包括礦井環(huán)境安全監(jiān)測和礦井生產(chǎn)監(jiān)控，礦井環(huán)境監(jiān)測的目的是為了監(jiān)測影響安全生產(chǎn)以及礦工人身安全的井下環(huán)境因素，監(jiān)控煤炭生產(chǎn)的主要設(shè)備的工況是由礦井生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)起到的作用。工業(yè)以太網(wǎng)的組成包括傳感器、數(shù)據(jù)采集站、控制站、信號傳輸以及地面中心站組成。
2.2 系統(tǒng)組成
系統(tǒng)主要由地面調(diào)度中心大屏幕、控制器、各類監(jiān)控主機(jī)、數(shù)據(jù)服務(wù)器、優(yōu)秀交換機(jī)、防火墻、接入網(wǎng)關(guān)、自動(dòng)化平臺軟件、防爆工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、井下各種監(jiān)控分站、井下光纜配線器、光纜接線分線器、傳輸光纜及通訊線等組成。
2.3 綜合自動(dòng)化功能
2.3.1 高效可靠的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺
用于傳輸和管理礦山安全生產(chǎn)的多源異質(zhì)的海量信息系統(tǒng)，能實(shí)時(shí)采集存儲生產(chǎn)過程的重要信息，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的數(shù)據(jù)管理和分析，提供毫秒級的數(shù)據(jù)采集檢測速度，采用高效的數(shù)據(jù)壓縮算法可以大大節(jié)約存儲空間。
2.3.2 綜合自動(dòng)化控制
可靠的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可對相應(yīng)控制系統(tǒng)發(fā)送控制命令，主要包括采掘、運(yùn)輸、提升、供排水、壓風(fēng)、注漿、通風(fēng)防塵等自動(dòng)化系統(tǒng)。集中控制煤礦生產(chǎn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對采煤機(jī)、破碎機(jī)、刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、可伸縮式皮帶機(jī)的順序啟停控制，能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、就地集控的切換。能實(shí)現(xiàn)對各電機(jī)包括電流、電壓、溫度、絕緣等的監(jiān)測（根據(jù)實(shí)際情況安裝）。能實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)運(yùn)行、停止?fàn)顟B(tài)的監(jiān)測。在具備條件的情況下可完全實(shí)現(xiàn)無人值守。
2.3.3 供電系統(tǒng)可視化實(shí)時(shí)監(jiān)控
能實(shí)現(xiàn)變電所主變運(yùn)行方式及各參數(shù)的監(jiān)測，能實(shí)現(xiàn)變電所各高壓開關(guān)柜運(yùn)行、停止?fàn)顟B(tài)的監(jiān)測，能實(shí)現(xiàn)各種礦井用電量、電氣參數(shù)及故障情況的報(bào)表生成、存儲、打印及顯示。能實(shí)現(xiàn)變電所視頻監(jiān)視，系統(tǒng)模擬現(xiàn)場設(shè)備實(shí)際情況，實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)顯示現(xiàn)場設(shè)備的真實(shí)運(yùn)行狀態(tài)。
2.3.4 集中顯示功能
從全礦整體的角度瀏覽礦井運(yùn)輸，提升，通風(fēng)，人員分布，供電情況的總體展示，能建 立礦井的三維模型，將井下人員的定位實(shí)時(shí)信息以三維動(dòng)態(tài)可視的方式進(jìn)行顯示和記錄，便于總調(diào)度人員使用。
2.3.5 事件記錄
系統(tǒng)對所有涉及系統(tǒng)配置的操作，對子系統(tǒng)實(shí)施控制的操作及一些重要的操作，系統(tǒng)可自動(dòng)進(jìn)行完整的記錄，為系統(tǒng)的事故調(diào)查及重演提供重要的信息。
2.3.6 災(zāi)害預(yù)防及管理功能
通過對礦井瓦斯監(jiān)測的歷史數(shù)據(jù)及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)值進(jìn)行分析處理，根據(jù)相關(guān)理論及數(shù)學(xué)模型，實(shí)時(shí)判斷采掘工作面的突出危險(xiǎn)性，瓦斯爆炸危險(xiǎn)性和瓦斯災(zāi)變動(dòng)態(tài)演變。根據(jù)煤礦井下水源分布位置及采空區(qū)分布狀況，通過監(jiān)測環(huán)境變化及指標(biāo)氣體的變化，動(dòng)態(tài)分析井下水災(zāi)及采空區(qū)自燃發(fā)火的可能性。實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)警，預(yù)測災(zāi)害動(dòng)態(tài)波及范圍，災(zāi)害發(fā)展趨勢及范圍，規(guī)劃避災(zāi)路線等。
2.3.7 實(shí)時(shí)報(bào)警顯示
系統(tǒng)自動(dòng)按時(shí)間或者時(shí)間段統(tǒng)計(jì)查詢報(bào)警個(gè)數(shù)，并按類別，等級等條件查詢打印，還可以定制短信報(bào)警，將可能出現(xiàn)的原因發(fā)送給責(zé)任人并提示報(bào)警信息，給出可能出現(xiàn)問題的原因。
2.3.8 產(chǎn)能管理功能
通過煤流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)從綜采到最后裝車計(jì)量的所有涉及的系統(tǒng)的控制，并利用在煤流系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)煤倉作為控制依據(jù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量、庫存及售出情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測，為生產(chǎn)管理決策提供依據(jù)。
3 CE智能平臺在煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
隨著嵌入式技術(shù)迅速發(fā)展，小型化、網(wǎng)絡(luò)化、以及實(shí)時(shí)化的嵌入式軟硬件隨之增多，開發(fā)數(shù)字化采煤監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為必然趨勢。
3.1 總體系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1.1 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)
主要采集煤礦監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)，并以串行通信的方式將數(shù)據(jù)發(fā)送給中央監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)可接收中央控制系統(tǒng)發(fā)送的控制命令，啟動(dòng)相關(guān)安防設(shè)備。
3.1.2 通信系統(tǒng)
通信系統(tǒng)分為兩部分：串行通信和網(wǎng)絡(luò)通信。通信系統(tǒng)對整個(gè)系統(tǒng)而言至關(guān)重要，只有當(dāng)通信系統(tǒng)運(yùn)行正常時(shí)，用戶才能及時(shí)了解井下監(jiān)測點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
3.1.3 中央監(jiān)控系統(tǒng)
中央監(jiān)控系統(tǒng)的硬件平臺為基于ARM9的嵌入式系統(tǒng)，是整個(gè)煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)秀，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的接收，數(shù)據(jù)幀的發(fā)送，測點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線的顯示以及向安防設(shè)備發(fā)送控制命令等功能。監(jiān)控軟件采用EVc++編程并在windows cE環(huán)境下運(yùn)行。數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)：存儲系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、行政數(shù)據(jù)以及用戶權(quán)限與密碼等。
3.2 通信系統(tǒng)
通信系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與中央控制系統(tǒng)間的串行通信和中央控制系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器間的socket通信。井下監(jiān)測數(shù)據(jù)通過Rs一232接口傳送到中央控制系統(tǒng)，經(jīng)過扣’包處理，然后以socket通信方式通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，并存人sQL sener2000數(shù)據(jù)庫，隨后方便用戶瀏覽。
4 結(jié)語
煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在地面遠(yuǎn)程控制井下設(shè)備，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場無人值守，不僅減人提效，安全生產(chǎn)體現(xiàn)，對煤礦安全生產(chǎn)的發(fā)展具有重大意義。和傳統(tǒng)的生產(chǎn)相比，煤礦綜合自動(dòng)化技術(shù)使得原有設(shè)備故障人工修復(fù)轉(zhuǎn)為系統(tǒng)自動(dòng)修復(fù)，不及縮短了恢復(fù)時(shí)間而且節(jié)省了人力。通過分析得出，煤礦綜合自動(dòng)化技術(shù)將成為煤礦企業(yè)必備技術(shù)。
摘要：煤礦綜合自動(dòng)化是指利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、視頻技術(shù)，將煤礦生產(chǎn)全過程建設(shè)成一個(gè)以工業(yè)以太網(wǎng)+現(xiàn)場總線為網(wǎng)絡(luò)平臺的礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息、數(shù)據(jù)的連通與共享，將功能集成為不同的應(yīng)用系統(tǒng)聯(lián)系起來協(xié)調(diào)有序運(yùn)行，從而避免信息孤島的出現(xiàn)，使得信息資源和設(shè)備資源得以充分發(fā)揮，提高礦井安全生產(chǎn)管理水平，實(shí)現(xiàn)礦井高效運(yùn)行。
關(guān)鍵詞：煤礦 綜合自動(dòng)化 技術(shù)
1、引言
煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，在國外始于70年代中期，最具代表性的系統(tǒng)是英國的MINOS系統(tǒng)。最初它被應(yīng)用于膠帶運(yùn)輸線的集中控制，進(jìn)一步發(fā)展到井下環(huán)境監(jiān)測。我國的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)是在1973年開始立項(xiàng)研究。上世紀(jì)80年代初，煤炭部決定引進(jìn)國外的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)。并成立了煤炭部監(jiān)控技術(shù)專家引進(jìn)設(shè)備工作組，負(fù)責(zé)收集分析國外技術(shù)資料并向煤炭部領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)，與國外廠商進(jìn)行技術(shù)談判、考察并寫出技術(shù)總結(jié)報(bào)告，參加引進(jìn)系統(tǒng)的貿(mào)易談判。這是我國改革開放后的首次煤礦監(jiān)控引進(jìn)工作，分別從英國、德國、美國引進(jìn)三種共五套煤礦監(jiān)控系統(tǒng)。這次引進(jìn)國外煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的工作，不僅僅是用國外先進(jìn)設(shè)備裝備了我國部分重點(diǎn)礦井，更重要的是開闊了我們的眼界，有力地推動(dòng)了我國煤礦監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展。在開始引進(jìn)先進(jìn)裝備的同時(shí)，煤炭部啟動(dòng)了自主開發(fā)煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的項(xiàng)目。進(jìn)入上世紀(jì)90年代后期，研發(fā)出KJ12A型煤礦監(jiān)控，在PC機(jī)的DOS系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)控制。同時(shí)，隨著煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的不斷推廣應(yīng)用，迫切需要統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。1987年煤炭部委托常州自動(dòng)化研究所，負(fù)責(zé)起草并于1990年正式了《煤礦監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)規(guī)范》，該規(guī)范統(tǒng)一了煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的信號制式、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、基本功能要求和性能考核項(xiàng)目，是我國煤礦監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展進(jìn)程中具有里程碑意義的技術(shù)文件。進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)都取得了長足的進(jìn)步，在關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)取得了令世人矚目的好成績。煤礦產(chǎn)業(yè)是我國能源產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，將當(dāng)下最先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到煤礦工業(yè)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義，也是當(dāng)前我國煤礦工業(yè)迅速發(fā)展的必然要求。另外一方面，隨著我國計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，我國煤炭產(chǎn)業(yè)中自動(dòng)化設(shè)備越來越多，當(dāng)下最先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)也被不斷應(yīng)用到煤礦產(chǎn)業(yè)中。本文中，將結(jié)合實(shí)際，就我國煤礦綜合自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀這一重要議題展開討論，重點(diǎn)分析煤礦綜合自動(dòng)化進(jìn)程。
2、煤礦綜合自動(dòng)化應(yīng)用實(shí)踐
（1）國外率先研制出分布式微處理機(jī)為基礎(chǔ)的煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)，其中最有代表性的產(chǎn)品是美國MSA公司的DSA～30系統(tǒng)。國內(nèi)最早實(shí)施煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是基于Con2trolNet工業(yè)總線的平臺，神華集團(tuán)大柳塔沒礦和兗礦集團(tuán)三號井分別是平硐和井工開采的例子。系統(tǒng)能較好地實(shí)現(xiàn)各種監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的接入，但由于速率和傳輸機(jī)制的原因，不能實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)合一。我國從70年代開始引進(jìn)安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)也引進(jìn)了其制造技術(shù)，經(jīng)過幾十年的發(fā)展目前已有幾十個(gè)單位生產(chǎn)煤礦監(jiān)控系統(tǒng)。其中絕大多數(shù)采用多級分布式系統(tǒng)，就其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與計(jì)算機(jī)管理方面而言已達(dá)到了80年代中期世界先進(jìn)水平。目前，全國絕大多數(shù)煤礦裝備了監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。此外瓦斯遙測、斷電儀、風(fēng)電閉鎖裝置及瓦斯報(bào)警礦燈得到迅速推廣，安全監(jiān)控得到了很好的普及。進(jìn)入21世紀(jì)初，以神東公司大柳塔為代表的礦井綜合子自動(dòng)化裝備開始投入運(yùn)營。礦井分別于2000年11月，2001年6月完成大柳塔井和活雞兔井綜合自動(dòng)化改造，通過采用網(wǎng)絡(luò)化的現(xiàn)場工業(yè)總線，在全礦建立起工業(yè)控制系統(tǒng)和和管理信息系統(tǒng)，將高科技、信息技術(shù)首次引入煤炭生產(chǎn)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)收據(jù)采集離散化、設(shè)備控制分布式智能化、生產(chǎn)管理信息化、辦公管理自動(dòng)化。具體的說，通過自動(dòng)化改造，大柳塔煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)當(dāng)中的主運(yùn)輸、供水、排水、通風(fēng)、供電均實(shí)現(xiàn)無人值守，生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及各系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、工況參數(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化傳送，在調(diào)度集控室以及礦領(lǐng)導(dǎo)和部門的計(jì)算機(jī)上可以直觀的了解到所有數(shù)據(jù)。調(diào)度集控室只有一名操作員便可對全礦進(jìn)行生產(chǎn)協(xié)調(diào)指揮，對供電、主運(yùn)輸?shù)认到y(tǒng)進(jìn)行操作控制。隨著礦井綜合自動(dòng)化裝備在特大型礦井投入運(yùn)營使用，2004年，以龍口礦業(yè)集團(tuán)北皂礦為代表的基于防爆工業(yè)以太網(wǎng)的煤礦綜合自動(dòng)化與信息化系統(tǒng)開始在煤礦應(yīng)用。龍口礦業(yè)700萬元建立煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，該系統(tǒng)在國內(nèi)煤礦井下首次采用了環(huán)形的光纖工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，故障后系統(tǒng)能自動(dòng)復(fù)位，恢復(fù)時(shí)間小于300ms，而以前采用的非環(huán)形工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)或現(xiàn)場總線技術(shù)，系統(tǒng)故障后需人工維修，回復(fù)時(shí)間一般在半小時(shí)以上，因此，該系統(tǒng)可靠性提高了100倍以上；首次在國內(nèi)煤礦井下應(yīng)用防爆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+現(xiàn)場總線的集成模式，可擴(kuò)展性及靈活性強(qiáng)；首次在國內(nèi)防爆工業(yè)以太網(wǎng)中采用了QOS傳輸機(jī)制，確保了重要等級數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)通信和寬帶保證。這些新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備在煤炭行業(yè)的應(yīng)用，帶來煤礦全新管理模式，為煤炭工業(yè)跨越式發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
（2）礦山固定設(shè)備時(shí)較好實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化的礦山大型固定設(shè)備，國外從60年代起開始發(fā)展SCR-D直流提升機(jī)。瑞典、德國等先進(jìn)國家90%上的提升機(jī)采用SCR-D系統(tǒng)。80年代以來，交-交變頻同步拖動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)得到迅速發(fā)展。專家認(rèn)為他是提升機(jī)拖動(dòng)的方向。先進(jìn)采煤國提升機(jī)電控系統(tǒng)已普遍采用（PLC），有PLC實(shí)現(xiàn)工藝控制、安全回路、監(jiān)視回路、行程控制、剎車控制和井筒信號系統(tǒng)等等，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字控制，并已形成標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品在提升機(jī)安全保護(hù)方面已實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制的保護(hù)系統(tǒng)，所有安全部件都采用雙線線路，安全監(jiān)視回路采用冗余技術(shù)，確保提升機(jī)的安全運(yùn)行全數(shù)字化控制調(diào)節(jié)和監(jiān)視系統(tǒng)的提升機(jī)已成為發(fā)展的必然趨勢。風(fēng)機(jī)、水泵、壓風(fēng)機(jī)的自動(dòng)控制在我國起步較晚，但進(jìn)入21世紀(jì)，隨著科學(xué)技術(shù)的巨大發(fā)展，煤炭工業(yè)出現(xiàn)前所未有的發(fā)展?jié)摿ΓV山大型固定設(shè)備綜合自動(dòng)化開始嘗試推廣與應(yīng)用；特別井下供電系統(tǒng)及主排水泵自動(dòng)化在國有大型煤炭企業(yè)得到較好地實(shí)施與運(yùn)用，也印證了礦井綜合自動(dòng)化成為今后一個(gè)發(fā)展的方向。
（3）機(jī)電一體化目前世界發(fā)達(dá)國家已綜合利用先進(jìn)的機(jī)電一體化技術(shù)使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品更新?lián)Q代，在性能和功能方面達(dá)到質(zhì)的飛躍，對提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)，社會(huì)效益產(chǎn)生巨大影響。在這方面的典型產(chǎn)品有：高產(chǎn)高效自動(dòng)化綜合采煤設(shè)備、內(nèi)裝式交―交變頻同步絞車、煤礦機(jī)器人等等。煤礦機(jī)電一體化的發(fā)展戰(zhàn)略應(yīng)貫徹科技先導(dǎo)、優(yōu)化組合、以用重點(diǎn)的方針、以檢測傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)為先導(dǎo)，進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化和組織優(yōu)化，當(dāng)前應(yīng)抓好煤礦急需解決的安全及提高產(chǎn)量為出發(fā)點(diǎn)和歸宿；例如抓好綜采設(shè)備、礦井提升機(jī)、礦用機(jī)器人等機(jī)電一體化產(chǎn)品的研究和開發(fā)。
3、結(jié)語
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，煤炭工業(yè)的快速發(fā)展，建設(shè)現(xiàn)代化礦區(qū)，構(gòu)建數(shù)字化礦山，已成為煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在煤礦應(yīng)用又一制高點(diǎn)。構(gòu)建數(shù)字礦山需要在企業(yè)高速網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下建立一套集礦井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（空間、屬性）實(shí)時(shí)有效采集、準(zhǔn)確傳輸、存儲管理、科學(xué)分析、可視化表現(xiàn)、自動(dòng)化控制、智能化預(yù)警和信息反饋的礦井綜合自動(dòng)化安全生產(chǎn)系統(tǒng)。需要建立以礦山監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以礦用對象庫為優(yōu)秀的統(tǒng)一的數(shù)字礦山基礎(chǔ)信息平臺，構(gòu)建煤礦按生產(chǎn)系統(tǒng)劃分主題的具有完整內(nèi)涵的煤礦數(shù)據(jù)倉庫。
我國的煤礦綜合自動(dòng)化和信息化建設(shè)起步雖然較晚，但近幾年來，得到了國家行業(yè)主管部門、相關(guān)高校院所和煤炭企業(yè)的高度重視，在研究和應(yīng)用方面取得了一定成效，與世界先進(jìn)采煤國家的差距正在縮小。但總體上來看，目前在礦井綜合自動(dòng)化建設(shè)方面，任然存在以下問題：（1）缺乏成熟、規(guī)范化礦井綜合自動(dòng)化及信息化建設(shè)實(shí)施理論、模式及標(biāo)準(zhǔn)，缺乏科學(xué)、規(guī)范的指導(dǎo)意見，存在著統(tǒng)籌規(guī)劃不到位、程序不夠規(guī)范、重復(fù)投資等問題；（2）國產(chǎn)的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)和國外先進(jìn)技術(shù)相比，最大的差距在于缺少故障診斷功能和技術(shù)，綜合預(yù)警功能弱；（3）現(xiàn)有的煤礦井下信息傳輸基本以有線為主，存在監(jiān)控盲區(qū)，無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用還存在一些問題，不能實(shí)現(xiàn)礦井全覆蓋監(jiān)控；為全面推動(dòng)、指導(dǎo)和規(guī)范煤礦礦井綜合自動(dòng)化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)定位，合理確定需求，建設(shè)規(guī)范有序，確保礦井綜合自動(dòng)化建設(shè)質(zhì)量和水平，制定煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)指導(dǎo)意見，建設(shè)煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)示范工程，對于煤礦綜合自動(dòng)化、信息化的發(fā)展具有重要意義。
在我國國民經(jīng)濟(jì)中，煤炭工業(yè)作為基礎(chǔ)性能源工業(yè)起著支撐性的作用。煤炭產(chǎn)業(yè)由于其產(chǎn)業(yè)特性，具有著一些明顯的特點(diǎn)，煤炭工業(yè)是一個(gè)勞動(dòng)密集型的產(chǎn)業(yè)，具有復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，從業(yè)人員的素質(zhì)不高，工作強(qiáng)度大等特征。而在當(dāng)今的社會(huì)環(huán)境下，煤礦工業(yè)面臨著新的挑戰(zhàn)，計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在煤礦企業(yè)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了普遍的應(yīng)用。因此，煤礦企業(yè)必將進(jìn)入到綜合自動(dòng)化信息化建設(shè)中，從而使煤礦企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步的發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】煤礦企業(yè) 自動(dòng)化 信息化 建設(shè)
最近幾年中，計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)得到了很大程度提升，在煤礦工業(yè)中也已經(jīng)有了較高的應(yīng)用，這就為煤礦工業(yè)實(shí)現(xiàn)質(zhì)變具備了必要的可能性。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息管理平臺的幫助下，煤礦有了綜合自動(dòng)化信息化變革的可能，最大程度地實(shí)現(xiàn)煤礦工業(yè)安全、高產(chǎn)、高效的生產(chǎn)。
1 綜合自動(dòng)化信息化的含義
對于煤礦工業(yè)的綜合自動(dòng)化信息化建設(shè)來說，主要可以分為兩部分，一部分指的是煤礦工業(yè)的各個(gè)管控子系統(tǒng)，另一個(gè)則是起著統(tǒng)帥作用的綜合自動(dòng)化信息平臺。在這兩部分之中，各個(gè)管控子系統(tǒng)主要包括各類電氣管理子系統(tǒng)以及機(jī)械設(shè)備管理監(jiān)控子系統(tǒng)等，各個(gè)子系統(tǒng)之間是分散的，自行進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)以及管控，從而達(dá)到數(shù)據(jù)的采集以及傳輸?shù)哪康摹６鴮τ诰C合自動(dòng)化信息化平臺來說，主要功能在于系統(tǒng)高效的將各個(gè)子系統(tǒng)所傳輸上來的信息進(jìn)行處理，兩者之間的關(guān)系屬于大腦與肢體的關(guān)系，兩者誰也離不開誰，只有兩者結(jié)合在一起才能發(fā)揮出完美的作用。信息管理平臺需要子系統(tǒng)為其提供信息，而各個(gè)子系統(tǒng)需要利用平臺所處理的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)。
目前來說，對于綜合自動(dòng)化信息化建設(shè)的應(yīng)用在認(rèn)識上存在著一些明顯的不足，沒有深刻的認(rèn)識到它所起到的作用，是對傳統(tǒng)粗放型管理模式的一種顛覆，實(shí)現(xiàn)了根本性的變革。從表面來看，綜合自動(dòng)化信息化管理系統(tǒng)只是一種先進(jìn)的管理手段，但是要從根本上對其進(jìn)行把握，就像小農(nóng)經(jīng)濟(jì)與機(jī)械化生產(chǎn)的不同一樣，它是一種全新的管理模式，代表著先進(jìn)的生產(chǎn)力。只有進(jìn)行綜合自動(dòng)化信息化建設(shè)，才能真正的實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)管理的現(xiàn)代化。所以說，進(jìn)行綜合自動(dòng)化信息化系統(tǒng)建設(shè)的本質(zhì)就是要建立起現(xiàn)代化的管理體系，這樣才能更好的發(fā)揮出綜合自動(dòng)化信息化系統(tǒng)的作用。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)總體來說只是實(shí)行綜合自動(dòng)化信息化系統(tǒng)的一種手段，只有真正的變革管理模式，才能充分的發(fā)揮出該系統(tǒng)的作用。
2 全民參與綜合自動(dòng)化信息化建設(shè)
在綜合自動(dòng)化信息化建設(shè)的過程中，一定要實(shí)現(xiàn)全民的參與，這樣才能更好的進(jìn)行建設(shè)工作。許多的煤礦企業(yè)對此的認(rèn)識不夠深刻，沒有認(rèn)識到人民群眾在綜合自動(dòng)化信息化建設(shè)中發(fā)揮的作用，因此一定要改變煤礦企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人的這種錯(cuò)誤觀念，重視人民群眾的力量。除此之外，還應(yīng)該搞好基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)工作，沒有良好地基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)就無法進(jìn)行綜合自動(dòng)化信息化的建設(shè)工作。雖然這方面的工作很簡單，只需要安裝并調(diào)試各種設(shè)施設(shè)備就可以，然而正是由于它的簡單，造成了有些煤礦企業(yè)對此不夠重視的現(xiàn)象。因此，一定要促使煤礦企業(yè)加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)工作，為綜合自動(dòng)化信息化建設(shè)鋪平道路。
此外，還應(yīng)該變革管理的模式，許多的煤礦企業(yè)仍然停留在老的舊的管理理念上，跟不上時(shí)代的步伐，這就造成了一些煤礦企業(yè)管理模式落后的現(xiàn)象，這就給綜合自動(dòng)化信息化建設(shè)造成了一些阻礙。因此，就一定要改變舊的指揮模式，實(shí)行現(xiàn)代化的現(xiàn)場型、實(shí)時(shí)型智能化的調(diào)度指揮模式。企業(yè)的決策層一定要下決心改變落后的指揮管理模式的弊端，積極的引進(jìn)新的管理模式，實(shí)現(xiàn)管理模式與管理系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合。還應(yīng)該對指揮中心的人員進(jìn)行必要的專業(yè)技能的培訓(xùn)，如果指揮中心的工作人員對于綜合自動(dòng)化信息化的管理系統(tǒng)沒有深刻的認(rèn)識，就無法熟練的指揮工作。因此，對于指揮人員對系統(tǒng)缺乏必要認(rèn)識的問題，必須盡快的解決。除此之外，還應(yīng)該實(shí)行新的調(diào)度指揮系統(tǒng)，編制新的工作流程，制定新的管理制度，從而達(dá)到綜合自動(dòng)化信息化系統(tǒng)與調(diào)度管理系統(tǒng)的完美結(jié)合。
3 綜合自動(dòng)化信息化的創(chuàng)新管理工作
新事物的出現(xiàn)，總是要遵循一個(gè)循序漸進(jìn)的步驟，這就會(huì)造成在發(fā)展的過程中出現(xiàn)各種各樣的問題。而這些問題必須通過實(shí)踐來進(jìn)行檢驗(yàn)，并且在實(shí)踐中找出解決問題的辦法。這就要求企業(yè)必須進(jìn)行管理工作的創(chuàng)新，從而實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)在相應(yīng)的方面切實(shí)落實(shí)的目的。而在實(shí)施綜合自動(dòng)化信息化的系統(tǒng)時(shí)，對于綜合自動(dòng)化信息化的平臺的含義，一定要有一個(gè)深刻而科學(xué)的認(rèn)識。同時(shí)還應(yīng)該加強(qiáng)管理決策的意識，及時(shí)的調(diào)整相關(guān)系統(tǒng)領(lǐng)導(dǎo)以及人員的位置，培養(yǎng)員工對于系統(tǒng)的掌握能力，這樣才能充分的發(fā)揮出綜合自動(dòng)化信息化系統(tǒng)的作用，為企業(yè)創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益。
在管理的過程中，一定要充分發(fā)揮信息平臺以及各個(gè)子系統(tǒng)的作用，將兩者結(jié)合起來，才能發(fā)揮出更大的作用。如果僅僅使用管控子系統(tǒng)，不根據(jù)綜合自動(dòng)化信息化平臺反饋上來的信息進(jìn)行調(diào)整，就無法發(fā)揮出綜合自動(dòng)化信息化平臺的作用。這在一定程度上發(fā)映出了企業(yè)對于系統(tǒng)的主要作用認(rèn)識不深刻的問題，依然用舊的管理方法進(jìn)行新系統(tǒng)的運(yùn)行，造成了舍本逐末的現(xiàn)象。這就要求企業(yè)必須進(jìn)行管理工作的創(chuàng)新，從而適應(yīng)新系統(tǒng)的運(yùn)行，使其發(fā)揮出最大的作用。
4 結(jié)語
煤礦綜合信息化自動(dòng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得煤礦企業(yè)的管理工作發(fā)生了巨大的變化，徹底地改變了企業(yè)的管理模式，推翻了傳統(tǒng)的管理理念，綜合自動(dòng)化信息化系統(tǒng)建設(shè)得到了大范圍的開展。傳統(tǒng)的煤礦產(chǎn)業(yè)所存在的工作效率低下、生產(chǎn)環(huán)境惡劣以及管理水平低下的現(xiàn)象，在綜合自動(dòng)化信息化系統(tǒng)應(yīng)用以后，得到了大幅度的改善。因此，想要突破舊的煤礦產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)瓶頸，就必須要有所改變，積極的應(yīng)用綜合自動(dòng)化信息化系統(tǒng)，為煤礦工業(yè)注入新的活力。
作者單位
開灤（集團(tuán)）有限公司唐山礦業(yè)分公司 河北省唐山市 063000
【摘 要】隨著信息化在全球的發(fā)展，煤礦安全領(lǐng)域在信息化建設(shè)中也越來越受到重視。如今我國煤礦事業(yè)正朝著高產(chǎn)、高效的方向發(fā)展，因此對于煤礦生產(chǎn)過程中進(jìn)行綜合生產(chǎn)信息的利用、礦內(nèi)環(huán)境的監(jiān)測、礦井開采的安全監(jiān)控等方面的智能化系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)和自動(dòng)化系統(tǒng)就提出了更高的要求水平，在這樣的情形下漸漸出現(xiàn)了煤礦綜合信息自動(dòng)化系統(tǒng)。隨之而來的就是如何實(shí)現(xiàn)綜合信息自動(dòng)化系統(tǒng)的集成和如何完善綜合信息自動(dòng)化系統(tǒng)的集成，這篇論文正是對這兩方面進(jìn)行探討。
【關(guān)鍵詞】信息化；自動(dòng)化；煤礦
1 綜合信息自動(dòng)化系統(tǒng)集成的定義
所謂的煤礦企業(yè)信息化是指利用現(xiàn)代企業(yè)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、管理理論及微電子技術(shù)來對企業(yè)的管理水平和生產(chǎn)水平進(jìn)行改造和提升的過程；煤礦企業(yè)自動(dòng)化是指將自動(dòng)控、電力電子接口、微電子、信號變換、信息處理、制機(jī)械、傳感測試、和軟件編程等技術(shù)進(jìn)行綜合運(yùn)用的過程；系統(tǒng)集成是指生產(chǎn)管理系統(tǒng)和生產(chǎn)控制監(jiān)測系統(tǒng)的集合。而煤礦信息自動(dòng)化系統(tǒng)集合就是建立在以上三個(gè)系統(tǒng)之上的新型系統(tǒng)集合。煤礦綜合信息自動(dòng)化系統(tǒng)是由系統(tǒng)軟硬件、子系統(tǒng)和其他各種信息設(shè)備組合而成，是屬于生產(chǎn)過程自動(dòng)化的范疇。它借用了現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、以及自動(dòng)化技術(shù)來對礦井生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)控。該系統(tǒng)一共分為三個(gè)層次：業(yè)務(wù)應(yīng)用層、數(shù)據(jù)處理層、基礎(chǔ)自動(dòng)化層。煤礦信息自動(dòng)化主要目的是為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化、管理自動(dòng)化以及在各種分散的控制系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)之間充當(dāng)橋梁。
2 綜合信息自動(dòng)化系統(tǒng)集成存在的必要性
2.1 解決“信息孤島”現(xiàn)象
目前我國的煤礦企業(yè)的自動(dòng)化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)均處在相互獨(dú)立的狀態(tài)，這些相對獨(dú)立的狀態(tài)造成了信息之間無法進(jìn)行信息溝通交流或是信息傳達(dá)轉(zhuǎn)換不及時(shí)，造成在進(jìn)行開礦操作時(shí)無法達(dá)成統(tǒng)一。由于監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)相對獨(dú)立，如果在這種情況下煤礦工人或是礦井中發(fā)生了什么緊急事件，那么將無法及時(shí)傳達(dá)到每位相關(guān)人員的地方，也就無法對緊急事件拿出及時(shí)的解決方案，從而造成人力物力的損失。為了減少這類現(xiàn)象出現(xiàn)的頻率，就應(yīng)該采用集成的方式，使信息之間的傳達(dá)能夠及時(shí)有效。
2.2 重復(fù)投資現(xiàn)象的存在
由于原先采用的是分散式，因此造成了許多不必要的重復(fù)投資，列如，每個(gè)子系統(tǒng)都需要有傳輸通道、服務(wù)器等，但是因?yàn)檫@些子系統(tǒng)之間都是相互獨(dú)立的，因而每個(gè)子系統(tǒng)都需要配備自己的傳輸通道和服務(wù)器，這不僅造成了資源的浪費(fèi)，時(shí)間的浪費(fèi)，也帶了金錢上的浪費(fèi)與此同時(shí)，由于太過分散引起管理不力，存在貪污腐敗等現(xiàn)象，而這些現(xiàn)象不僅會(huì)打擊員工的積極性，同時(shí)也使礦井建設(shè)工作存在極大的風(fēng)險(xiǎn)。由此觀之集成的出現(xiàn)是必要的。
2.3 維修維護(hù)困難
礦井建設(shè)工程是繁瑣的，其各子系統(tǒng)也是復(fù)雜多樣，在這種情況下如果說其中有系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，那么對于系統(tǒng)的維修維護(hù)也是很困難的，因?yàn)槎鄶?shù)系統(tǒng)之間都是相互獨(dú)立的，而這些相互獨(dú)立的系統(tǒng)錯(cuò)綜復(fù)雜，很難理清問題到底是出在那一塊區(qū)域的哪一個(gè)系統(tǒng)之上。如果對系統(tǒng)進(jìn)行集成那么這類現(xiàn)象就會(huì)得到改善，今后的維修維護(hù)工作也會(huì)變得更加簡便。
2.4 綜合信息自動(dòng)化系統(tǒng)集成是煤礦工作順利進(jìn)行的保障
這是對于以上幾點(diǎn)的一個(gè)綜合，從以上的幾點(diǎn)中不難看出綜合信息自動(dòng)化系統(tǒng)集成在煤礦企業(yè)中的不可缺少性，毫無疑問它是煤礦企業(yè)得以順利運(yùn)行的重要保障。
2 解決方案
2.1 對系統(tǒng)功能進(jìn)行測定
在對綜合信息自動(dòng)化系統(tǒng)集成，我們不需要對各個(gè)系統(tǒng)的功能進(jìn)行測定。對于子系統(tǒng)，要采用并聯(lián)的方式，這樣當(dāng)其中一個(gè)子系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)它不會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的通訊和傳輸性能；井下的系統(tǒng)裝置必須具有防爆、防塵、抗高溫和抗潮濕的功能，這樣才能進(jìn)行正常而持久的工作；系統(tǒng)需要具備高可靠性、高穩(wěn)定性和簡單操作性的特征，當(dāng)集成系統(tǒng)開始工作時(shí)，必須確保它能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地采集到子系統(tǒng)的工作情況，并對整個(gè)操作系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)籌。
2.2 建立集成監(jiān)控平臺與系統(tǒng)接入平臺
集成監(jiān)控平臺包括：系統(tǒng)容量、高可用性、顯示功能、打印功能、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理界面功能、報(bào)表曲線功能、歷史事件記錄功能、控制功能、故障自診斷功能以及系統(tǒng)維護(hù)和可拓展性功能，這些功能的存在使監(jiān)控平臺更加的完善，同時(shí)也加深了監(jiān)控的力度及效果。系統(tǒng)接入平臺主要就是指的軟硬件接入，通過這些接入才能實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)化系統(tǒng)的集成。
2.3 具體實(shí)施
2.3.1 大型煤礦企業(yè)
一般在大型煤礦企業(yè)中都擁有屬于自己的一個(gè)特定的數(shù)據(jù)中心，該數(shù)據(jù)中心往往具備規(guī)模較大、業(yè)務(wù)模塊較多、資料信息復(fù)雜等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)決定了網(wǎng)絡(luò)必須具備擁有大型的數(shù)據(jù)儲存庫、含有一定的視頻、音頻承載能力等特性，與此同時(shí)還必須確保優(yōu)秀數(shù)據(jù)在儲存和備份過程中的安全，因此對于網(wǎng)絡(luò)的整體要求相對較高。針對這種情況，我們可以采用層次化的結(jié)構(gòu)，通過網(wǎng)絡(luò)鏈接，建立一個(gè)包含了多種業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，該系統(tǒng)將上訴所提及的業(yè)務(wù)都融入在了其中，與此同時(shí)安全問題也滲透在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。
2.3.2 煤業(yè)集團(tuán)（礦務(wù)局）
該類煤礦集團(tuán)往往擁有許多小型的煤礦，這些小型的煤礦可能分散在世界的不同區(qū)域，要實(shí)現(xiàn)對其的集成化管理，難度相對于前類企業(yè)來說更大，針對這種情況我們要進(jìn)行分類討論。
（1）如果說公司遍布全國各地，那么可以采用RPR園區(qū)網(wǎng)方案，該方案光纖資源豐富，可以覆蓋到每個(gè)地區(qū)的礦區(qū)企業(yè)，將10G的PRP彈性分組環(huán)技術(shù)，與SDH光纖技術(shù)相結(jié)合，針對不同業(yè)務(wù)對時(shí)延和寬帶的要求不同，來保證煤礦各監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的快速和準(zhǔn)確。視頻、語言等業(yè)務(wù)的高質(zhì)量的傳輸。
（2）當(dāng)?shù)V井距離局機(jī)關(guān)或煤業(yè)集團(tuán)公司較遠(yuǎn)時(shí)，為了防止RPR單板和光傳輸設(shè)備被同時(shí)采用，這時(shí)候比較明智的做法就是，借助MSTP技術(shù)互聯(lián)，直接將千兆以太網(wǎng)通過光傳輸設(shè)備接口傳輸進(jìn)入，使各與集團(tuán)總部優(yōu)秀與礦區(qū)優(yōu)秀設(shè)備之間能夠享用到千兆互聯(lián)網(wǎng)。
（3）當(dāng)?shù)V井距離局機(jī)關(guān)或是煤礦集團(tuán)公司比較近的時(shí)候，可以采用少局點(diǎn)裸光纖方案，將裸光纖直接互聯(lián)，裸光纖的傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)到80千米，當(dāng)然在此過程中還要采取雙星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具有高可靠性，能夠避免者鏈路故障、單優(yōu)秀設(shè)備故障或多設(shè)備故障而導(dǎo)致的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的癱瘓，不過有利也有弊，由于網(wǎng)速快，采用該方案的企業(yè)需要為其優(yōu)秀交換機(jī)配置一個(gè)萬兆接口，這就加大了生產(chǎn)成本與此同時(shí)將這種組網(wǎng)模式與RPR組網(wǎng)進(jìn)行對比，這種組網(wǎng)模式需要的光纖資源更多。
4 總結(jié)
響應(yīng)國家的號召，越來越多的企業(yè)單位實(shí)行了自動(dòng)化、集中化的運(yùn)營模式，這其中當(dāng)然也包括煤礦企業(yè)，煤礦企業(yè)將信息自動(dòng)化技術(shù)與計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相結(jié)合，這不僅使礦井生產(chǎn)的效率提高，增產(chǎn)加了產(chǎn)量還降低了礦開采的風(fēng)險(xiǎn)和使企業(yè)單位得經(jīng)濟(jì)效益得到提高，給企業(yè)帶來了一筆可觀的利潤，煤礦綜合信息自動(dòng)化系統(tǒng)集成的出現(xiàn)還將使我國的煤礦事業(yè)變得更加機(jī)械化、規(guī)模化、信息化，讓煤礦事業(yè)走上了節(jié)約、清潔、安全、高效的發(fā)展道路，由此可見綜合信息自動(dòng)化系統(tǒng)集成的出現(xiàn)是必然的，這種方案應(yīng)該在全國上下進(jìn)行推行，讓更多的煤礦開采單位采用該方法，將我國的煤礦事業(yè)推向綜合信息自動(dòng)化系統(tǒng)集成的新征程
【摘要】針對國內(nèi)煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀，討論綜合自動(dòng)化技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用，并提出利用工業(yè)以太網(wǎng)加現(xiàn)場總現(xiàn)方式構(gòu)建煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)施方案。
【關(guān)鍵詞】煤礦；工業(yè)以太網(wǎng)；綜合自動(dòng)化
引言
眾所周知，各行各業(yè)的信息化已成為發(fā)展趨勢，盡管較其它行業(yè)滯后，但近幾年煤礦信息化、自動(dòng)化技術(shù)在一些煤炭企業(yè)已得到了很好的應(yīng)用，行業(yè)信息化水平正在不斷提高。甚至在煤炭行業(yè)近年來也不時(shí)提出了“數(shù)字礦山”、“數(shù)字化礦井”等概念。許多煤炭企業(yè)根據(jù)實(shí)際需要也不同程度建設(shè)了各種信息化應(yīng)用項(xiàng)目，但整體信息化水平不高。當(dāng)前將煤礦安全、生產(chǎn)、管理所涉及的采、掘、運(yùn)、供電、給排水、洗選、通風(fēng)、環(huán)境安全、抽采、提升、業(yè)務(wù)管理、調(diào)度指揮、日常辦公等環(huán)節(jié)，全面實(shí)現(xiàn)信息化、自動(dòng)化，已成為必然趨勢。本文主要討論利用工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線技術(shù)將不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息在傳輸鏈路層和管理層信息統(tǒng)一起來，實(shí)現(xiàn)全礦井的綜合自動(dòng)化。
1煤礦綜合自動(dòng)化建設(shè)目標(biāo)
系統(tǒng)建設(shè)按照“統(tǒng)一規(guī)劃、分步實(shí)施、橫縱兼顧、共享使用”，重要系統(tǒng)數(shù)據(jù)按集團(tuán)要求進(jìn)行上傳為指導(dǎo)，做到國內(nèi)領(lǐng)先，穩(wěn)定可靠。
系統(tǒng)建成后，能把各個(gè)子系統(tǒng)有機(jī)整合在一起，能使生產(chǎn)礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)工況信息和環(huán)境信息在統(tǒng)一集中顯示，自動(dòng)控制，能實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)信息共享及關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的深入挖掘、分析，從而達(dá)到“管控一體化”和減員增效的目標(biāo)。
2全礦井綜合自動(dòng)化建設(shè)技術(shù)方案
全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是對整個(gè)礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)監(jiān)測監(jiān)控及自動(dòng)控制系統(tǒng)信息的綜合集成，它需要一個(gè)快速、安全、可靠的綜合信息傳輸硬件平臺及功能全面強(qiáng)大的應(yīng)用系統(tǒng)軟件平臺作支撐，各類子系統(tǒng)為基礎(chǔ)。采用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+現(xiàn)場總線技術(shù)構(gòu)建綜合自動(dòng)化系統(tǒng)平臺，將煤礦生產(chǎn)過程所涉及的采、掘、運(yùn)、供電、給排水、洗選、通風(fēng)、環(huán)境安全、抽采、提升、安全生產(chǎn)管理、設(shè)備管理等各環(huán)節(jié)信息進(jìn)行集成監(jiān)視和集中控制，提升煤礦安全生產(chǎn)現(xiàn)代化水平，實(shí)現(xiàn)減員提效是煤炭行業(yè)信息化與自動(dòng)化發(fā)展的必然趨勢。目前國內(nèi)許多礦井已基本實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)自動(dòng)化、管理信息化的水平。
2.1硬件平臺
根據(jù)煤礦建設(shè)和生產(chǎn)的特點(diǎn)，此網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)滿足：
（1）硬件設(shè)備選型符合有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并通過國家技術(shù)監(jiān)督局認(rèn)定的檢測機(jī)構(gòu)的型式檢驗(yàn)。用于爆炸環(huán)境的設(shè)備，還通過國家技術(shù)監(jiān)督局認(rèn)定的檢測機(jī)構(gòu)的防爆檢驗(yàn)，并取得“防爆合格證”。下井設(shè)備取得國家煤礦安全局的“煤礦安全標(biāo)志”，充分考慮滿足防爆、防塵、抗高溫潮濕和電磁干擾的要求。地面系統(tǒng)充分考慮防雷和抗電磁干擾的設(shè)置。
（2）在物理上和邏輯上考慮到網(wǎng)絡(luò)信道的冗余，確保網(wǎng)絡(luò)通路的安全。當(dāng)系統(tǒng)某一子系統(tǒng)的通訊或元器件出現(xiàn)故障時(shí)，不能影響其他子系統(tǒng)的通訊和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能。
（3）系統(tǒng)隨著礦井建設(shè)進(jìn)程做到整體規(guī)劃分步實(shí)施，并能隨著技術(shù)的發(fā)展方便升級。
（4）系統(tǒng)應(yīng)可靠性高、穩(wěn)定性強(qiáng)、人機(jī)界面友好、操作簡單、維護(hù)方便。
（5）充分考慮系統(tǒng)平臺和數(shù)據(jù)的安全性。具有可靠的身份認(rèn)證機(jī)制、數(shù)據(jù)備份和病毒防護(hù)功能，應(yīng)具有防止黑客侵?jǐn)_的有效措施。
2.2軟件平臺
目前國內(nèi)煤炭行業(yè)在綜合自動(dòng)化建設(shè)項(xiàng)目中，有多種技術(shù)途徑，但主要采用大型成熟組態(tài)軟件、定制集成軟件和組態(tài)加定制集成軟件三種方式做煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)平臺軟件。
綜合自動(dòng)化系統(tǒng)集成軟件可采用C/S和B/S相結(jié)合的模式，利用先進(jìn)的組件化技術(shù)，在統(tǒng)一的框架下以大型組態(tài)軟件結(jié)合自主開發(fā)的功能模塊組成信息集成平臺軟件。
平臺軟件主要功能：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與存儲、平臺集中自動(dòng)化控制、實(shí)時(shí)監(jiān)控功能、事件記錄、趨勢顯示、報(bào)警顯示、系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制功能、數(shù)據(jù)綜合分析功能、生產(chǎn)效能評估功能、設(shè)備檢修管理功能等。
2.3網(wǎng)絡(luò)平臺構(gòu)架
網(wǎng)絡(luò)平臺是企業(yè)信息化的基礎(chǔ)設(shè)施，并根據(jù)企業(yè)信息化模型的分層架構(gòu)呈現(xiàn)出相應(yīng)的層次結(jié)構(gòu)。對于煤礦系統(tǒng)整個(gè)信息化網(wǎng)絡(luò)模型可分為三層，即：現(xiàn)場設(shè)備層、生產(chǎn)監(jiān)控層、信息管理層。
現(xiàn)場設(shè)備層：通過現(xiàn)場實(shí)施的現(xiàn)場總線、工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)等形式連接現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備實(shí)現(xiàn)的局部、獨(dú)立的監(jiān)控子系統(tǒng)，如本工程中涉及的采煤工作面系統(tǒng)、井下膠帶運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)、主井提升系統(tǒng)、副井提升系統(tǒng)、選煤廠集控系統(tǒng)、電力調(diào)度系統(tǒng)等。
生產(chǎn)監(jiān)控層：監(jiān)控層在現(xiàn)場設(shè)備層的基礎(chǔ)上采集現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)測監(jiān)控信息（包括視頻信息），實(shí)現(xiàn)調(diào)度指揮中心對全礦井安全生產(chǎn)全過程的集中監(jiān)控。在生產(chǎn)監(jiān)控層，除了實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程和設(shè)備系統(tǒng)的監(jiān)控功能外，還可以基于翔實(shí)、準(zhǔn)確、全面的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史信息，通過有效銜接上層管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)MES（生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)）層面的各項(xiàng)功能。最終，在縱向上貫通了從經(jīng)營管理到生產(chǎn)管理直到生產(chǎn)過程的信息通道，在橫向上通過信息的整合、處理、分析、挖掘和利用消除了信息孤島、自動(dòng)化孤島，并提升了生產(chǎn)監(jiān)控水平和生產(chǎn)管理能力。生產(chǎn)監(jiān)控層是礦井管控一體化的優(yōu)秀環(huán)節(jié)，是礦井綜合自動(dòng)化的具體體現(xiàn)。
信息管理層：通過信息反饋和信息共享，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)管理和考核。
摘 要：結(jié)合雙馬煤礦的現(xiàn)狀，對綜合自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)提出了一些設(shè)計(jì)和規(guī)劃以及所實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)和管理理念
關(guān)鍵詞：企業(yè)管理網(wǎng)；綜合信息；控制平臺
中圖分類號：TD67
雙馬煤礦為設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為6.0Mt/a的礦井，在目前煤炭行業(yè)大力發(fā)展的歷史機(jī)遇期，對于雙馬煤礦而言，面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)和來自同行業(yè)的強(qiáng)大的挑戰(zhàn)，隨著煤炭生產(chǎn)技術(shù)的逐步升級，煤礦也迎來了從礦井自動(dòng)化向信息化、智能化礦山過渡的新局面。通過運(yùn)用各種感知技術(shù)，全面、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的了解人、物和環(huán)境的信息；運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)、通信、交互、集成等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物的信息交互，系統(tǒng)間的橫向集成和縱向互通。雙馬煤礦通過吸收成熟的、先進(jìn)的信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)管控一體化，建設(shè)“安全、高效、綠色、智能”的數(shù)字化礦山。
1 自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)架
1.1 傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)
管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由優(yōu)秀交換機(jī)、接入交換機(jī)、防火墻、服務(wù)器組。本礦計(jì)算機(jī)管理網(wǎng)分為兩層，優(yōu)秀交換機(jī)是礦井辦公局域網(wǎng)中的一級交換機(jī)，它連接局域網(wǎng)絡(luò)的二級交換機(jī)，通過防火墻與寧煤集團(tuán)的局域網(wǎng)絡(luò)連通，并實(shí)現(xiàn)與INTERNET公網(wǎng)的連接。在控制層工業(yè)網(wǎng)與信息層辦公網(wǎng)之間設(shè)置一個(gè)防火墻，確保控制網(wǎng)的安全。
工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)采用環(huán)間耦合冗余兩級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在地面、井下分別建立1個(gè)環(huán)網(wǎng)平臺，地面、井下環(huán)網(wǎng)分別由各自的環(huán)網(wǎng)交換機(jī)與主機(jī)房優(yōu)秀交換機(jī)連接，形成一個(gè)冗余工業(yè)千兆主干環(huán)形網(wǎng)、百兆接入的技術(shù)策略。
圖1-1 管理網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
1.2 生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)
1.2.1 生產(chǎn)綜合系統(tǒng)平臺的主要功能及架構(gòu)
生產(chǎn)綜合監(jiān)控平臺做為生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)秀，平臺選用國際知名品牌，主要完成對現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)與監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和控制的集成，對采集的有關(guān)安全、生產(chǎn)等數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的分析、提取，生成相應(yīng)的圖表、趨勢分析曲線等，為領(lǐng)導(dǎo)的決策分析提供依據(jù)。
系統(tǒng)采用基于.NET等主流通用技術(shù)作為支撐平臺，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)控制信息的有效集成。采用標(biāo)準(zhǔn)、開放的接口協(xié)議，實(shí)現(xiàn)基于以太網(wǎng)的系統(tǒng)互聯(lián)。系統(tǒng)采用B/S模式，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)瀏覽，將實(shí)時(shí)監(jiān)測狀態(tài)與統(tǒng)計(jì)分析相結(jié)合，為企業(yè)安全生產(chǎn)和防災(zāi)救災(zāi)、調(diào)度指揮提供決策依據(jù)。實(shí)現(xiàn)安全、生產(chǎn)各環(huán)節(jié)參數(shù)的自動(dòng)接入與匯總處理。系統(tǒng)具有強(qiáng)大的容錯(cuò)功能，應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器按照冗余設(shè)計(jì)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)能自動(dòng)切換，保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。
平臺一方面實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)在統(tǒng)一界面下的監(jiān)測監(jiān)控，另一方面將歸檔數(shù)據(jù)完整的傳遞到礦井綜合信息平臺，為安全生產(chǎn)智能分析平臺提供設(shè)備動(dòng)態(tài)信息。通過對現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)與監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和控制的集成，對采集的有關(guān)安全、生產(chǎn)等數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的分析、提取，生成相應(yīng)的圖表、趨勢分析曲線等，為領(lǐng)導(dǎo)層的決策分析提供依據(jù)。
生產(chǎn)綜合監(jiān)控平臺共接入22個(gè)子系統(tǒng)，其中8個(gè)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能，14個(gè)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測功能。依據(jù)各子系統(tǒng)的控制特點(diǎn)，建立分級別報(bào)警機(jī)制、實(shí)現(xiàn)相關(guān)系統(tǒng)之間的聯(lián)鎖功能。各子系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，消除“信息孤島”現(xiàn)象，將礦井生產(chǎn)調(diào)度指揮中心建設(shè)成為一個(gè)集生產(chǎn)組織、調(diào)度指揮、應(yīng)急救援功能于一體的3D可視化、管控一體化調(diào)度指揮中心。
生產(chǎn)綜合監(jiān)控平臺的內(nèi)容涵蓋礦井的主要生產(chǎn)流程，以及供電、供排水、通信、安全保障等方面內(nèi)容，在更高層次實(shí)現(xiàn)信息的綜合利用。
1.2.2 平臺控制功能
針對采集的各監(jiān)控子系統(tǒng)的生產(chǎn)工況參數(shù)進(jìn)行綜合分析，在權(quán)限允許時(shí)，自動(dòng)完成過程控制，由生產(chǎn)綜合監(jiān)控平臺操作員實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程遙控，并可對設(shè)備參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)整。
各監(jiān)控子系統(tǒng)具有集中聯(lián)鎖/解鎖、就地解鎖的控制方式，且可實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)轉(zhuǎn)換。
依據(jù)各子系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝流程、控制邏輯，進(jìn)行程序的開發(fā)。
主運(yùn)輸集控程序設(shè)計(jì)按逆煤流起車和順煤流停車的原則，保證最短的啟、停車時(shí)間，并具有跳轉(zhuǎn)功能。
1.2.3 生產(chǎn)綜合監(jiān)控平臺聯(lián)動(dòng)功能
1.2.3.1 建立預(yù)警、報(bào)警機(jī)制
建立各系統(tǒng)之間的預(yù)警、報(bào)警機(jī)制，統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫（實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫），把各個(gè)系統(tǒng)所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理。各種預(yù)警信息應(yīng)提供死區(qū)、延時(shí)、報(bào)警抑制選項(xiàng)，防止在一定時(shí)間內(nèi)的重復(fù)報(bào)警，并可在通信中斷、維護(hù)和測試時(shí)抑制不必要的報(bào)警。對設(shè)備的啟停和各項(xiàng)參數(shù)提供常規(guī)的文字和語音報(bào)警外，對系統(tǒng)由低到高采取分級預(yù)警方式實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度輔助決策。
1.2.3.2 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)功能
在環(huán)境數(shù)據(jù)超限或機(jī)電設(shè)備異常報(bào)警時(shí)，可觸發(fā)報(bào)警地點(diǎn)或就近范圍內(nèi)的視頻圖像及時(shí)彈出并報(bào)警，便于操作員對事故現(xiàn)場情況的了解；也可實(shí)現(xiàn)報(bào)警來源相關(guān)系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，操作員可依據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)所反映的情況，進(jìn)行人為的控制干預(yù)（即手動(dòng)控制）等。
2 自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)
在生產(chǎn)調(diào)度指揮中心設(shè)置調(diào)度和監(jiān)控兩個(gè)指揮區(qū)，按崗位職責(zé)設(shè)置相應(yīng)的集控員，對風(fēng)、水、電、采、掘、運(yùn)、環(huán)境等要素進(jìn)行分類管理。通過集控員、調(diào)度員、巡檢員間的無障礙溝通，確保在正確的時(shí)間將正確的信息以正確的方式傳給正確的人，以便及時(shí)作出正確的決策，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)保持了原有自動(dòng)化子系統(tǒng)工藝流程，將單一的就地控制轉(zhuǎn)變?yōu)榫偷亍⒓小⒆詣?dòng)三合一控制，最終實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備管理的少人或無人值守通過子系統(tǒng)自身的閉鎖聯(lián)動(dòng)，建立跨系統(tǒng)的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)集自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)、語音、視頻于一體的生產(chǎn)綜合監(jiān)控平臺，實(shí)現(xiàn)對井下機(jī)電設(shè)備的視頻檢測、故障報(bào)警、行為管理，及機(jī)電設(shè)備所處區(qū)域內(nèi)的其他設(shè)備數(shù)據(jù)的聯(lián)動(dòng)、事件檢測與跟蹤
利用本安型LED、應(yīng)急廣播、安全監(jiān)測監(jiān)控、工業(yè)電視監(jiān)控、通信聯(lián)絡(luò)、人員定位系統(tǒng)，對井下設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境、人的行為等進(jìn)行監(jiān)測、監(jiān)控通過3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傳輸故障信息，開展跨地域的專家“會(huì)診”，在最短時(shí)間內(nèi)解決疑難故障通過高性能、高可靠性設(shè)備、優(yōu)秀設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)冗余、光環(huán)網(wǎng)傳輸、設(shè)備雙電源及不間斷UPS接入、系統(tǒng)自動(dòng)備份等保障生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
3 結(jié)語
雙馬煤礦由機(jī)電設(shè)備構(gòu)成的各自動(dòng)化子系統(tǒng)信息通過礦井網(wǎng)絡(luò)、軟硬件接口上傳到生產(chǎn)綜合監(jiān)控平臺，供集控員、調(diào)度員實(shí)時(shí)掌握子系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，因而生產(chǎn)綜合監(jiān)控平臺不僅成為遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)的優(yōu)秀平臺，而且成為集控員、調(diào)度員日常工作的信息平臺。
軟硬件平臺搭建完成后，將以生產(chǎn)調(diào)度指揮中心為“龍頭”，突出生產(chǎn)綜合監(jiān)控和協(xié)同安全生產(chǎn)管理的應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)建設(shè)現(xiàn)代化集中監(jiān)控的生產(chǎn)調(diào)度指揮中心的目標(biāo)。
作者簡介：陳超（1986.11.08-），男，江蘇人，大學(xué)本科，助理工程師，研究方向：礦井綜合自動(dòng)化。
作者單位：神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)信息技術(shù)中心，銀川 750000
摘要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)也達(dá)到了很大的發(fā)展。在煤礦中，利用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，大大提高了煤礦工作的效率，為煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益提升做出了巨大的貢獻(xiàn)。文章先對機(jī)械自動(dòng)化在煤礦中應(yīng)用的意義進(jìn)行分析，再簡要說明煤礦中機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，并提出優(yōu)化煤礦中機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的建議。
關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)械；綜合機(jī)械；機(jī)械自動(dòng)化
我國是煤炭資源儲備大國，其中煤礦產(chǎn)業(yè)對我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要的作用，提高煤礦的經(jīng)濟(jì)效益是煤礦需要解決的一大問題。機(jī)械自動(dòng)化的出現(xiàn)，促使煤礦工作的效率大大提高，從而提升了煤礦的經(jīng)濟(jì)效益，目前機(jī)械自動(dòng)化已經(jīng)成為衡量一個(gè)煤礦現(xiàn)代化綜合實(shí)力的標(biāo)準(zhǔn)。相對于石油企業(yè)、電力以及鋼鐵等行業(yè)來說，煤礦的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)相對落后，這對煤礦的進(jìn)一步發(fā)展有很大的阻礙，所以通過分析機(jī)械自動(dòng)化在煤礦中的應(yīng)用，力求尋找出一個(gè)改進(jìn)煤礦中機(jī)械自動(dòng)化的方案。
1 機(jī)械自動(dòng)化在煤礦中應(yīng)用的意義
煤礦中的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用，大大減少了對人力的使用，提高了煤礦工作的效率，保證了煤礦工作的可連續(xù)性，這也是煤礦應(yīng)用技術(shù)上的一大進(jìn)步；另外，煤礦中對于機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，不僅僅促進(jìn)了煤礦企業(yè)的發(fā)展，也對我國國民經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)的發(fā)展有巨大的推動(dòng)作用。但是目前我國的煤礦中，機(jī)械自動(dòng)化的技術(shù)還相對落后，這也導(dǎo)致了我國煤炭生產(chǎn)處在一個(gè)較低的水平上。這也讓我國煤礦企業(yè)對機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的改進(jìn)顯得尤為迫切。
2 煤礦中綜合機(jī)械自動(dòng)化的應(yīng)用
煤礦中對于機(jī)械自動(dòng)化的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在煤礦進(jìn)行掘進(jìn)、煤礦采煤、對礦井的提升一級煤炭的運(yùn)輸方面上，其具體的應(yīng)用如下：
2.1 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在煤礦掘進(jìn)過程中的應(yīng)用
煤礦中進(jìn)行煤炭的開采，其中重要的部分就是煤礦掘進(jìn)，進(jìn)行煤礦掘進(jìn)中利用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，可以獲得更好的收益。保證煤礦掘進(jìn)的質(zhì)量，對以后煤礦工作的進(jìn)行都有重要的影響，這是由于煤礦掘進(jìn)工作是整個(gè)煤礦工作中的基礎(chǔ)性工作，如果煤礦掘進(jìn)工作沒有落實(shí)到位，那么會(huì)對煤炭的開采以及煤礦礦井的提升等產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。
在煤礦掘進(jìn)工作中，應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)主要體現(xiàn)在掘進(jìn)機(jī)的利用上面，通過掘進(jìn)機(jī)上面的自動(dòng)化系統(tǒng)，促進(jìn)了掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行作業(yè)的效率，掘進(jìn)機(jī)上面的自動(dòng)化系統(tǒng)包括操作箱系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、開關(guān)系統(tǒng)、壓扣控制按鈕系統(tǒng)等。另外，這些自動(dòng)化系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)使用，更加發(fā)揮了掘進(jìn)機(jī)的作用，提高掘進(jìn)機(jī)的工作效率，也能為后面煤炭的采集以及煤礦礦井提升奠定良好的基礎(chǔ)。總的來說，在煤礦掘進(jìn)作業(yè)中應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，大大節(jié)省了掘進(jìn)的時(shí)間，增加了掘進(jìn)效率，為企業(yè)獲取了更大的經(jīng)濟(jì)效益，對整個(gè)煤礦企業(yè)發(fā)展都有很大的影響。
2.2 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在煤礦采煤中的應(yīng)用
采煤是煤礦企業(yè)工作的優(yōu)秀。進(jìn)行采煤作業(yè)中，應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，可以大大縮短工作的時(shí)間，提高工作效率，更能起到減少煤礦采煤事故發(fā)生的作用，保證了采煤人員的安全。在煤礦采煤中對機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，最為典型的是對電力牽引采煤機(jī)的使用，其中，用到的自動(dòng)化系統(tǒng)有電力變頻器系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、遙控器系統(tǒng)以及傳感器系統(tǒng)等，通過提前設(shè)置相應(yīng)的采煤程序，可以實(shí)現(xiàn)無人駕駛的情況下進(jìn)行自動(dòng)采煤。
電牽引采煤機(jī)的操作非常簡單，工作性能好，結(jié)構(gòu)上也較為合理，所以在煤礦企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。利用自動(dòng)化系統(tǒng)，進(jìn)行事先的程序設(shè)定，就能讓電牽引采煤機(jī)按照系統(tǒng)發(fā)出的指令進(jìn)行相應(yīng)的工作。另外，這種自動(dòng)化機(jī)械對工作環(huán)境的適應(yīng)能力較強(qiáng)，能夠在各類煤層中進(jìn)行采煤操作。
2.3 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在煤礦礦井提升中的應(yīng)用
在礦井中進(jìn)行采煤后，要將采集到的煤炭從地下運(yùn)到地面上，這個(gè)過程就叫做礦井的提升。傳統(tǒng)的礦井提升操作，主要是靠人工進(jìn)行，這樣工作量多，難度大，耗費(fèi)時(shí)間長。另一方面，利用人力進(jìn)行礦井提升作業(yè)，很難保證操作過程中的安全，很容易發(fā)生安全事故。
在煤礦礦井提升操作中利用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，可以解決上述兩種隱患。利用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，可以減少對人力的使用，減小了工作的難度，不但提高礦井提升的工作效率，而且還可以保證礦井提升中的人員及操作安全，所以在礦井提升操作中，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)得到了很大的推廣。
2.4 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在煤炭運(yùn)輸中的應(yīng)用
對于煤礦煤炭的運(yùn)輸方面，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)也得到了很大的應(yīng)，這主要體現(xiàn)在皮帶式傳送帶的應(yīng)用。我們知道煤炭的采集點(diǎn)與儲存點(diǎn)之間都會(huì)有一定的距離，以往進(jìn)行煤炭的運(yùn)輸都是通過人力將煤炭裝入礦車中，由礦車將煤炭運(yùn)送到煤炭的儲存點(diǎn)，這種工作方式對人力要求很高，工作強(qiáng)度高，所以工作效率低下，且不能保證運(yùn)輸過程中的安全。
利用皮帶式傳送帶進(jìn)行煤炭的運(yùn)輸，大大節(jié)約了運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間，提升了運(yùn)輸工作的效率，降低了煤礦企業(yè)進(jìn)行煤炭運(yùn)輸?shù)某杀荆⑶疫@種自動(dòng)化機(jī)械可以晝夜施工，效率極高，目前已經(jīng)在煤礦煤炭運(yùn)輸中廣泛應(yīng)用。
3 對煤礦中機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)上的優(yōu)化措施
隨著機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展和在各行各業(yè)的普及，特別是在煤礦行業(yè)中的應(yīng)用，加劇了煤礦行業(yè)的競爭力度。相對電力、石油、鋼鐵、金屬加工等行業(yè)的機(jī)械自動(dòng)化來說，煤礦中機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)較為薄弱，所以必須對其技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，以增強(qiáng)其工作的效率，保證煤礦在激烈的競爭中生存發(fā)展。
3.1 加大機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新
為了提高煤礦工作中機(jī)械自動(dòng)化的技術(shù)，除了引進(jìn)國外先進(jìn)的技術(shù)外，還要加強(qiáng)煤礦自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)，重視各個(gè)煤礦企業(yè)之間的技術(shù)交流，引用專業(yè)技術(shù)的創(chuàng)新型人才，加大對技術(shù)創(chuàng)新的投資力度。目前我國對于機(jī)械自動(dòng)化也開始了自主研發(fā)項(xiàng)目，但是遇到了許多的難題，所以就要求企業(yè)加大技術(shù)革新力度，堅(jiān)決攻克電液控制以及密封件等控制中關(guān)鍵技術(shù)難題，推動(dòng)煤礦自動(dòng)化的快速發(fā)展，為煤礦的發(fā)展提供更好的基礎(chǔ)。
3.2 提高機(jī)械設(shè)備的利用率
目前，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在煤礦工作中得到了廣泛的應(yīng)用，但是在一些環(huán)節(jié)上，對于自動(dòng)化機(jī)械的利用效率并不是很高，這樣使得煤礦機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展受到限制。利用自動(dòng)化機(jī)械，就會(huì)面臨機(jī)械的安裝、拆卸以及維修。在提高煤礦對機(jī)械設(shè)備利用率的措施中，我們可以加強(qiáng)設(shè)備的更新、加大機(jī)械作業(yè)的空間、做好機(jī)械設(shè)備的保養(yǎng)以及檢修工作等。
4 結(jié)語
機(jī)械自動(dòng)化在煤礦中得到了廣泛的應(yīng)用，主要是由于在煤礦中利用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，大大提高了煤礦工作的效率，節(jié)約了大量的煤礦生產(chǎn)成本，為煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益做出了較大的貢獻(xiàn)。在煤礦中的掘進(jìn)、采煤、礦井提升以及運(yùn)輸中，機(jī)械自動(dòng)化得到了很大的應(yīng)用空間，但是由于現(xiàn)在煤礦競爭力過于激烈，所以必須加強(qiáng)煤礦自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新，提升煤礦機(jī)械設(shè)備的利用率，提升煤礦的經(jīng)濟(jì)利益。
作者簡介：周杰，男，湖南瀏陽人，神華神東煤炭集團(tuán)烏蘭木倫煤礦綜采二隊(duì)書記，企業(yè)內(nèi)部培訓(xùn)師。
[摘 要]本文主要介紹了目前煤礦安全綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢、項(xiàng)目背景，著重闡述了利用工業(yè)以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)技術(shù)形成的煤礦安全綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)原則、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)性能、系統(tǒng)要求等。
[關(guān)鍵詞]煤礦；工業(yè)以太網(wǎng)；自動(dòng)化；
一、項(xiàng)目背景
煤炭是國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)。當(dāng)前，快速增長的經(jīng)濟(jì)，對煤炭工業(yè)提出了更高的要求，為此，必須確保煤炭工業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定、健康的發(fā)展。
我國的煤礦安全形勢十分嚴(yán)峻，安全生產(chǎn)是目前制約煤礦綜合效益進(jìn)一步提升的瓶頸，為扭轉(zhuǎn)這一局面，按照國務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)煤礦安全生產(chǎn)的要求，以煤礦安全生產(chǎn)作為總體規(guī)劃原則，從技術(shù)裝備、管理模式、信息技術(shù)等角度，加大對礦井生產(chǎn)安全的投入，是對煤礦職工人格尊嚴(yán)的維護(hù)，是煤炭工業(yè)健康發(fā)展的必然要求。
此外，煤炭企業(yè)要想在激烈的市場競爭中取勝，實(shí)現(xiàn)企業(yè)現(xiàn)代化以及管理體制和運(yùn)行機(jī)制的創(chuàng)新，提高企業(yè)綜合競爭能力，就必須運(yùn)用信息技術(shù)增強(qiáng)企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)現(xiàn)代化，實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息化，使“以信息化帶動(dòng)工業(yè)化”的戰(zhàn)略得以有效實(shí)施，發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。
近年，大型煤炭企業(yè)“礦井信息系統(tǒng)”發(fā)展水平突飛猛進(jìn)，成為提高煤礦安全和生產(chǎn)管理水平的重要工具。礦井信息系統(tǒng)通過一體化的數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)，集成生產(chǎn)安全綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)及語音通訊系統(tǒng)，在信息處理軟件的平臺上，實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)、視頻、音頻等信息的自動(dòng)化、智能化處理。
生產(chǎn)安全綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜合運(yùn)用了自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及軟件技術(shù)、以及電氣與電子技術(shù)等。采用先進(jìn)的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)替代傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線技術(shù)連接礦井井上、井下各控制系統(tǒng)，形成環(huán)型冗余百兆（或千兆）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，已成為自動(dòng)化控制傳輸系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。
二、技術(shù)原則
1、系統(tǒng)所有設(shè)備符合煤礦安全規(guī)程。
2、遵循“五高”建設(shè)方針，即高起點(diǎn)、高技術(shù)、高質(zhì)量、高效率、高效益，突出效益優(yōu)先；
3、技術(shù)先進(jìn)，可靠性高，擴(kuò)展與升級容易，具有故障自診斷功能，做到適用、好用、夠用、易擴(kuò)展；
4、充分利用現(xiàn)有資源，在技術(shù)先進(jìn)的基礎(chǔ)上，做到經(jīng)濟(jì)實(shí)用；
5、堅(jiān)持控制與管理一體化，實(shí)現(xiàn)設(shè)備、監(jiān)控與管理之間無縫隙的數(shù)據(jù)共享與一體化集成；
6、網(wǎng)絡(luò)通訊功能強(qiáng)大，易于與其它系統(tǒng)集成。
三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1、系統(tǒng)概述
礦井信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體上可分為三層：信息管理層、綜合自動(dòng)化層、設(shè)備控制層，本文論述主要針對綜合自動(dòng)化層。
礦井生產(chǎn)安全綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是通過工業(yè)以太網(wǎng)和信息化管理軟件對生產(chǎn)和安全數(shù)據(jù)信息的集成。系統(tǒng)主要由控制中心、控制分站及綜合自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)平臺構(gòu)成。
綜合自動(dòng)化平臺采用工業(yè)以太網(wǎng)方式，將井下各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)集成。各子系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)方式與現(xiàn)有的企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)相接，達(dá)到數(shù)據(jù)共享，統(tǒng)一集中調(diào)度管理和控制為目的。傳輸介質(zhì)采用光纖。
各子系統(tǒng)自成體系，但其功能集成于信息化管理軟件平臺，納入整個(gè)礦井的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。
2、綜合自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)平臺
隨著工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，可靠性不斷的提高，在能源的很多行業(yè)已采用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行控制系統(tǒng)的連接。工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)非常突出，與企業(yè)網(wǎng)具有相同的靈活的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，傾向于環(huán)網(wǎng)連接，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)保護(hù)性很好，設(shè)備抗強(qiáng)干擾、高溫、高電磁能力非常強(qiáng)，設(shè)備端口密度高，傳輸實(shí)時(shí)性是企業(yè)網(wǎng)的100倍。滿足工業(yè)環(huán)境傳輸數(shù)據(jù)包流量小、傳輸實(shí)時(shí)、可靠、傳輸不間斷的特點(diǎn)和要求。
綜合自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)把礦井的設(shè)備控制層各子系統(tǒng)連接到此系統(tǒng)平臺上，通過此系統(tǒng)向下能對礦井內(nèi)各控制子系統(tǒng)控制命令，并能監(jiān)視各子系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，收集所需的生產(chǎn)和安全參數(shù)；向上能夠聯(lián)接信息網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)與管理信息交換。
綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具備有完善的生產(chǎn)監(jiān)控管理功能，對全礦生產(chǎn)主要環(huán)節(jié)及相關(guān)的輔助環(huán)節(jié)的生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、顯示、記錄、打印。
綜合自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)滿足以下性能：
1）硬件設(shè)備符合有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，滿足防爆、防塵、抗高溫潮濕和電磁干擾的要求。用于爆炸環(huán)境的設(shè)備，通過國家指定的檢測機(jī)構(gòu)的防爆檢驗(yàn)。
2）在物理上和邏輯上考慮網(wǎng)絡(luò)信道的冗余，確保網(wǎng)絡(luò)通路的安全。當(dāng)某一子系統(tǒng)的通訊或元器件出現(xiàn)故障時(shí)，不能影響其他子系統(tǒng)的通訊和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能。
3）系統(tǒng)應(yīng)隨著礦井建設(shè)和發(fā)展進(jìn)程做到整體規(guī)劃分步實(shí)施，留有充分的擴(kuò)展余地，并能隨著技術(shù)的發(fā)展方便升級。
4）系統(tǒng)可靠性高、穩(wěn)定性強(qiáng)、人機(jī)界面友好、操作簡單、維護(hù)方便。
5）充分考慮系統(tǒng)平臺和數(shù)據(jù)的安全性。應(yīng)具有可靠的身份認(rèn)證機(jī)制、數(shù)據(jù)備份和病毒防護(hù)功能。
通過三層網(wǎng)絡(luò)對全礦的各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)整個(gè)礦井監(jiān)控的自動(dòng)化。同時(shí)，將必要的生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)傳至數(shù)據(jù)服務(wù)器，上傳管理信息系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理，在第一時(shí)間內(nèi)讓調(diào)度人員及各層領(lǐng)導(dǎo)獲得需要的信息。為適應(yīng)控制與管理一體化的技術(shù)發(fā)展趨勢，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備、監(jiān)控和管理的無縫隙數(shù)據(jù)共享和一體化集成。
3、控制中心
控制中心設(shè)立調(diào)度工作站、工程師站和數(shù)據(jù)服務(wù)器。
調(diào)度工作站的功能：
1） 根據(jù)操作人員不同，設(shè)定不同的使用權(quán)限，各司其職；
2） 提供交互式全中文界面的操作平臺，各子系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)直觀動(dòng)態(tài)顯示；
3） 根據(jù)工藝流程及聯(lián)鎖關(guān)系實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的自動(dòng)/手動(dòng)控制；
4） 實(shí)時(shí)設(shè)定各種運(yùn)行、生產(chǎn)工藝參數(shù)；
5） 實(shí)時(shí)監(jiān)視各子系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)及狀態(tài)，同時(shí)將各參數(shù)數(shù)據(jù)貯存在硬盤上，將必要的數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)服務(wù)器；
調(diào)度監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)實(shí)施后，調(diào)度員可在調(diào)度室終端上監(jiān)視控制礦井生產(chǎn)過程，完成對全礦生產(chǎn)相關(guān)環(huán)節(jié)的“遙測、遙信和遙控”，實(shí)現(xiàn)礦井的綜合自動(dòng)化。
1） 實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測。各監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)工況參數(shù)，可以采用圖形、報(bào)表的形式顯示系統(tǒng)的實(shí)時(shí)工況及目前產(chǎn)量、倉儲等。
2） 實(shí)時(shí)過程控制。分析采集的參數(shù)，系統(tǒng)自動(dòng)完成過程控制，或由調(diào)度員集中操作控制。
3） 歷史數(shù)據(jù)查詢。以上生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)均可存貯于生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)歷史數(shù)據(jù)庫中，可實(shí)現(xiàn)歷史回顯、歷史趨勢分析，及運(yùn)用直方圖、餅圖等進(jìn)行綜合分析。
4） 設(shè)備故障及模擬量超限報(bào)警。當(dāng)設(shè)備故障或模擬量超限時(shí)，生產(chǎn)監(jiān)測及管理網(wǎng)絡(luò)同步顯示故障設(shè)備名稱，并可實(shí)現(xiàn)語音報(bào)警、實(shí)時(shí)打印故障功能。服務(wù)器將該故障信息存入故障信息數(shù)據(jù)庫，供以后統(tǒng)計(jì)分析。
4、控制分站
綜合考慮監(jiān)控點(diǎn)的分布及工藝要求，設(shè)置若干控制分站，各分站通過工業(yè)以太網(wǎng)與控制中心聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)資源共享，進(jìn)行全礦信息的統(tǒng)一管理。
這些分站分別與以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)（交換機(jī)）聯(lián)接。
新增站點(diǎn)可以與綜合自動(dòng)化系統(tǒng)建立統(tǒng)一的自動(dòng)化采集和控制系統(tǒng)，采用統(tǒng)一的硬件和軟件協(xié)議，以降低投資。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖：
四、系統(tǒng)達(dá)到總體要求如下：
1、充分考慮企業(yè)的行業(yè)特點(diǎn)，即生產(chǎn)過程兼有離散和連續(xù)的特點(diǎn)，而且安全要求高，生產(chǎn)過程綜合自動(dòng)化主要表現(xiàn)為生產(chǎn)環(huán)境的安全監(jiān)測、大型設(shè)備監(jiān)控、生產(chǎn)過程監(jiān)測、井下人員管理以及重要環(huán)節(jié)的自動(dòng)化，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集成。
2、系統(tǒng)全面考慮生產(chǎn)過程中的任一環(huán)節(jié)的監(jiān)測、自動(dòng)化，要將礦井的安全生產(chǎn)過程作為一個(gè)整體來考慮，以達(dá)到各環(huán)節(jié)間的“無縫連接”。
3、提前考慮，充分利用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、視頻技術(shù)為礦井的生產(chǎn)管理提供語音、數(shù)據(jù)、圖像三種類型的信息，使生產(chǎn)過程自動(dòng)化與生產(chǎn)調(diào)度管理的信息化走向一體化，實(shí)現(xiàn)管控一體化。
4、系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程診斷以及優(yōu)化調(diào)度，有關(guān)人員可在任何時(shí)間和地點(diǎn)通過網(wǎng)絡(luò)用標(biāo)準(zhǔn)化的、統(tǒng)一的圖形界面了解企業(yè)的安全生產(chǎn)情況。
