煤炭產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因分析及對(duì)策

文/魏勇

近年來，晉城煤業(yè)集團(tuán)大力推進(jìn)生產(chǎn)管理信息化建設(shè)，用信息化手段創(chuàng)新煤礦產(chǎn)量監(jiān)管方式方法，率先建成了煤炭產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，嚴(yán)防各生產(chǎn)礦井超能力生產(chǎn)，有效地促進(jìn)了企業(yè)的安全生產(chǎn)工作。但在管理和使用的過程中，發(fā)現(xiàn)煤炭產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在不同程度的誤差，距離真實(shí)有效地反映各礦井原煤產(chǎn)量的初衷還有一定的差距。因此，必須對(duì)煤炭產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，找出問題所在，提高其準(zhǔn)確性。

一、煤炭產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理

煤炭產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是通過動(dòng)態(tài)稱重計(jì)量、工業(yè)視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)通訊及計(jì)算機(jī)等多種技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)量或銷量進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理的系統(tǒng)。

1.煤炭產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖（圖1）

2.煤炭產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成

產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由感知層、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、應(yīng)用層三部分組成。感知層主要由計(jì)量監(jiān)測(cè)裝置、防爆攝像機(jī)組成。它的主要工作是將出產(chǎn)原煤重量、運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及視頻信號(hào)通過分站處理后由工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線向上級(jí)傳送。

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)由工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線及以太網(wǎng)組成。現(xiàn)場(chǎng)總線支持RS-232、RS-485、CANBUS 和 TCP/IP等多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。主要傳輸介質(zhì)有銅纜和光纜。

應(yīng)用層由管理應(yīng)用和數(shù)據(jù)采集應(yīng)用組成。管理應(yīng)用采用B/S結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)采集分析應(yīng)用C/S結(jié)構(gòu)，由多臺(tái)服務(wù)器和大型數(shù)據(jù)庫支持，多級(jí)數(shù)據(jù)安全保障體系，讓每個(gè)客戶端能方便快捷的共享產(chǎn)量數(shù)據(jù)。

3.煤炭計(jì)量監(jiān)測(cè)裝置組成

產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)最核心的部分是煤炭計(jì)量監(jiān)測(cè)裝置，由秤體、信號(hào)采集器、信號(hào)收集器三部分組成。

秤體是產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)重要部分，主要負(fù)責(zé)原始數(shù)據(jù)的直接采集。工作原理如下：產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精準(zhǔn)度和秤體關(guān)系最大。秤架的穩(wěn)定性、傳感器對(duì)所加物料的線性度、靈敏度都直接影響系統(tǒng)的采集精度。

信號(hào)采集：分站可以連續(xù)監(jiān)測(cè)礦井的皮帶稱、軌道衡、箕斗稱的煤炭產(chǎn)量及設(shè)備開停狀態(tài)。分站和地面中心站進(jìn)行信息交換，接收并執(zhí)行中心站發(fā)送的各種命令；及時(shí)將監(jiān)測(cè)到的各種參數(shù)及狀態(tài)傳送給地面中心站。在主通訊線出現(xiàn)故障時(shí)，分站可存儲(chǔ)中心站設(shè)置的命令，并在電源的支持下獨(dú)立運(yùn)行，繼續(xù)監(jiān)測(cè)和顯示各測(cè)點(diǎn)信息，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

信號(hào)收集器：礦用信息傳輸接口是用于地面主機(jī)與井下信息采集分站進(jìn)行通訊的裝置，它將計(jì)算機(jī)送出的數(shù)字信號(hào)調(diào)制后進(jìn)行發(fā)送，同時(shí)，也將信息采集分站送來的信號(hào)解調(diào)后送給計(jì)算機(jī)，是地面主機(jī)與分站進(jìn)行信息交換必不可少的設(shè)備。該裝置與井下設(shè)備連接部分進(jìn)行了隔離，并有限壓、限流保護(hù)。

4.產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件組成

（1）煤炭產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件的綜合布局如圖2所示。

圖2 煤炭產(chǎn)量網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)集團(tuán)公司軟件版本

（2）礦井層面組態(tài)軟件功能。煤炭產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)礦井層面組態(tài)軟件主要有以下功能：監(jiān)測(cè)、處理、存儲(chǔ)、報(bào)警、打印、人機(jī)對(duì)話、自診斷功能。

（3）集團(tuán)公司層面組態(tài)軟件功能。收集礦端上傳數(shù)據(jù)、在線監(jiān)測(cè)礦端產(chǎn)量、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、分析等,同時(shí)按省局要求的格式進(jìn)行上傳。

（4）省煤炭廳（局）層面組態(tài)軟件功能。實(shí)時(shí)匯總?cè)∶禾慨a(chǎn)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、可以進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、報(bào)表分析、曲線分析及系統(tǒng)設(shè)置等功能。

二、產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行情況

1.產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

晉煤集團(tuán)本部所屬已全部安裝十對(duì)生產(chǎn)礦井 （整合礦井除外）產(chǎn)量監(jiān)控設(shè)備根據(jù)檢查情況，結(jié)合各礦實(shí)際生產(chǎn)外運(yùn)情況，對(duì)2011年1～12月份實(shí)際產(chǎn)量和監(jiān)控產(chǎn)量進(jìn)行了認(rèn)真對(duì)比和分析：誤差值 為 ：47869571 －42919788 ＝4949783， 誤差率為 （47869571－42919788）/47869571＝10.34%。

2.產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的問題

組成產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)均有不同程度的誤差；監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部各項(xiàng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)有差異，導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)誤差；各礦對(duì)電子秤的標(biāo)定方法較為落后，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且致零點(diǎn)誤差較大；系統(tǒng)調(diào)零和間隔標(biāo)定的頻率不能滿足使用的要求；各礦對(duì)產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還缺乏精細(xì)化的管理，考核力度不夠。

3.產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)誤差原因

（1）系統(tǒng)誤差。產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電子秤本身誤差達(dá)+2.25%；產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電子秤間隔變化和零點(diǎn)漂移的造成的誤差；產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電子秤標(biāo)定時(shí)由于標(biāo)定方法(實(shí)物標(biāo)定和鏈碼標(biāo)定)不同造成的誤差；由于皮帶磨損程度和運(yùn)行速度不同造成的誤差。

（2）統(tǒng)計(jì)誤差。監(jiān)控產(chǎn)量與實(shí)際產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)時(shí)段不同造成的誤差。如監(jiān)控產(chǎn)量是以每月1號(hào)至月底進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，各礦實(shí)際產(chǎn)量是以每月倒數(shù)第四天至下月同日進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)截取時(shí)段不同，加之期間產(chǎn)量不同，導(dǎo)致產(chǎn)生誤差。

（3）人為誤差。如當(dāng)月產(chǎn)量太高或太低時(shí)，因核定產(chǎn)量的原因，不能報(bào)太高或太低，儲(chǔ)煤山或吃煤山，靠煤山調(diào)節(jié)起作用，保均衡，也是產(chǎn)生誤差的原因之一。

（4）網(wǎng)絡(luò)誤差。由于網(wǎng)絡(luò)原因，中斷期間的產(chǎn)量未及時(shí)傳送至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，導(dǎo)致數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)不全而產(chǎn)生誤差。

三、產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)消除誤差對(duì)策

針對(duì)煤炭產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)生誤差原因，集團(tuán)公司要求各礦購(gòu)置和配備自動(dòng)調(diào)校鏈碼進(jìn)行調(diào)零，減小標(biāo)定的人為影響因素。對(duì)產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)化管理，減小系統(tǒng)誤差。加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)的使用管理，加大對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行間隔標(biāo)定和調(diào)零的頻率，減小系統(tǒng)本身的誤差。要求廠家對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)軟件內(nèi)部查詢誤差進(jìn)行分析、消缺和不斷優(yōu)化，減小統(tǒng)計(jì)誤差。