綜合自動(dòng)化信息系統(tǒng)在平煤十三礦的應(yīng)用

臧朝偉 李宏慧

（1.平頂山天安煤業(yè)股份有限公司十三礦，河南省平頂山市，467000；2.平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南省平頂山市，467000）

綜合自動(dòng)化信息系統(tǒng)在平煤十三礦的應(yīng)用

臧朝偉1李宏慧2

（1.平頂山天安煤業(yè)股份有限公司十三礦，河南省平頂山市，467000；2.平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南省平頂山市，467000）

利用信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)，將煤礦各子系統(tǒng)統(tǒng)一集成搭建成煤礦綜合自動(dòng)化信息平臺(tái)，煤礦的環(huán)境安全信息和設(shè)備工況信息統(tǒng)一在系統(tǒng)平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)了全礦井的數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)調(diào)度和決策指揮的網(wǎng)絡(luò)化、信息化和科學(xué)化水平。

綜合自動(dòng)化 監(jiān)測監(jiān)控 信息系統(tǒng)

1 概述

平煤股份十三礦現(xiàn)有無線通信系統(tǒng)、通風(fēng)壓風(fēng)系統(tǒng)、人員定位及中央泵房自動(dòng)化等幾個(gè)系統(tǒng)，這些系統(tǒng)相互獨(dú)立，無法實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)信息共享。帶式輸送機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)未能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化遠(yuǎn)程控制、地面信息管理系統(tǒng)層次太低等諸多因素制約著安全、生產(chǎn)及管理的需求。平煤股份十三礦結(jié)合現(xiàn)有實(shí)際情況，通過基本建設(shè)、技術(shù)創(chuàng)新、科研攻關(guān)、技術(shù)引進(jìn)、合作開發(fā)、系統(tǒng)整合等手段和措施，重點(diǎn)強(qiáng)化建設(shè)平煤股份十三礦工業(yè)綜合自動(dòng)化體系，完成綜合監(jiān)測監(jiān)控建設(shè)項(xiàng)目，整體提高企業(yè)生產(chǎn)工業(yè)化和信息化水平，推進(jìn)實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化；以現(xiàn)代企業(yè)管理為基礎(chǔ)，采用現(xiàn)代信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)，建立集辦公自動(dòng)化、生產(chǎn)經(jīng)營管理、安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控為一體的高度集成信息系統(tǒng)，消除信息孤島；建設(shè)具有技術(shù)先進(jìn)、信息暢通、指揮靈活、綜合處理能力強(qiáng)的調(diào)度信息系統(tǒng)，使平煤股份十三礦信息化工作走向智能化、網(wǎng)絡(luò)化。

2 綜合自動(dòng)化信息系統(tǒng)的建設(shè)

2.1 系統(tǒng)介紹

綜合自動(dòng)化信息系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)、光纖通信等先進(jìn)技術(shù)，在環(huán)境惡劣、人員設(shè)備分散以及有特殊安裝要求的煤礦構(gòu)建一個(gè)符合防爆要求的井下1000Mbps高速互聯(lián)網(wǎng)，系統(tǒng)的核心是在煤礦井下建立具有開放協(xié)議的工業(yè)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用以傳輸安全監(jiān)測、監(jiān)控、語音、視頻圖像信息，為煤礦的綜合自動(dòng)化提供可靠的高速信息平臺(tái)。

根據(jù)“管控一體化”的思想，本系統(tǒng)采用光纖以太網(wǎng)技術(shù)和3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，結(jié)合自動(dòng)化、信息、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通訊的新理論和新技術(shù)，利用先進(jìn)實(shí)用的自動(dòng)化產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品、工業(yè)控制軟件以及數(shù)據(jù)庫軟件，使礦井在“采、掘、運(yùn)、風(fēng)、水、電、安全”等生產(chǎn)環(huán)節(jié)全面實(shí)現(xiàn)信息化，并將已建和將建的煤炭生產(chǎn)管理各個(gè)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化和信息化系統(tǒng)統(tǒng)一集成在一個(gè)骨干光纖系統(tǒng)平臺(tái)上，形成統(tǒng)一的、完整的有機(jī)整體。

2.2 總體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

綜合自動(dòng)化信息系統(tǒng)包括井上網(wǎng)絡(luò)和井下網(wǎng)絡(luò)兩部分，均為環(huán)型工業(yè)以太網(wǎng)，通過兩臺(tái)核心交換機(jī)連接起來。采用1000Mbps環(huán)形工業(yè)以太網(wǎng)作為全礦主干網(wǎng)，為全礦各個(gè)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。綜合自動(dòng)化信息系統(tǒng)分為設(shè)備層、控制層及信息層3個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次，全礦主干網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層次示意圖如圖1所示。

圖1 全礦主干網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層次示意圖

2.3 系統(tǒng)功能

綜合自動(dòng)化信息系統(tǒng)集成接入主井提升子系統(tǒng)、副井提升子系統(tǒng)、井下信集閉系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、電力檢測系統(tǒng)、儲(chǔ)裝運(yùn)系統(tǒng)、井下帶式輸送機(jī)系統(tǒng)、井下變電所系統(tǒng)、瓦斯通風(fēng)監(jiān)測系統(tǒng)等子系統(tǒng)。集成后的信息系統(tǒng)能夠使煤礦井上、井下各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)工況信息和視頻信息在一個(gè)統(tǒng)一系統(tǒng)平臺(tái)上運(yùn)行，在異構(gòu)條件下進(jìn)行聯(lián)通與共享，使不同功能的應(yīng)用系統(tǒng)聯(lián)系起來協(xié)調(diào)有序運(yùn)行，使各自獨(dú)立的監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息共享。系統(tǒng)運(yùn)行后能夠?qū)θV井的安全、生產(chǎn)等主要環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、監(jiān)視和必要的控制，實(shí)現(xiàn)全礦井的數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)調(diào)度、決策指揮的信息化、科學(xué)化，實(shí)現(xiàn)調(diào)度指揮中心集中控制井上、井下機(jī)電設(shè)備，為礦井安全生產(chǎn)、有效預(yù)防和及時(shí)處理各種突發(fā)事故和自然災(zāi)害提供有效手段。

2.4 地面網(wǎng)絡(luò)部分

地面千兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)由工業(yè)級(jí)交換機(jī)組成，各子系統(tǒng)接入附近的交換機(jī)。以后擴(kuò)展的系統(tǒng)可以通過相關(guān)的接口模塊和交換機(jī)接入到系統(tǒng)中。地面主網(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)。

2.5 井下網(wǎng)絡(luò)部分

井下千兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)也是通過地面網(wǎng)關(guān)交換機(jī)接入調(diào)度指揮控制中心。井下設(shè)計(jì)工業(yè)光纖環(huán)網(wǎng)為主要控制網(wǎng)絡(luò)，通過井下防爆交換機(jī)形成千兆以太環(huán)網(wǎng)，構(gòu)成井下安全、生產(chǎn)過程控制自動(dòng)化的統(tǒng)一系統(tǒng)平臺(tái)。

3 社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益

3.1 社會(huì)效益

綜合自動(dòng)化信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全礦井的數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)調(diào)度和決策指揮的網(wǎng)絡(luò)化、信息化、科學(xué)化水平，提高了礦井勞動(dòng)效率及現(xiàn)代化管理水平。由于各自動(dòng)化系統(tǒng)信息共享，在發(fā)生緊急情況下，保證了各系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)和信息的綜合利用。綜合自動(dòng)化信息系統(tǒng)可以在地面控制中心遠(yuǎn)程對(duì)井下運(yùn)輸、供電、排水、壓風(fēng)等系統(tǒng)進(jìn)行開停控制，有效地減少了井下現(xiàn)場作業(yè)人員，為煤礦實(shí)現(xiàn)減人增安提效提供了有力的保障。綜合自動(dòng)化信息系統(tǒng)使礦山安全生產(chǎn)管理更加科學(xué)和規(guī)范，提高了整個(gè)礦井生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

本系統(tǒng)在平煤股份十三礦投入使用3年多來，運(yùn)行情況良好，將原先需要92人的崗位減少到32人，節(jié)約人工費(fèi)用238.3萬元／a。

Application of comprehensive automation information system to coal mine

Zang Chaowei1，Li Honghui2

（1.No.13Mine，Pingdingshan Tian＇an Coal Mining Company Ltd.，Pingdingshan，Henan 467000，China；2.Pingdingshan Industrial College of Technology，Pingdingshan，Henan 467000，China）

The information and automation technologies were used for the coal mines to build a comprehensive automation information platform on the basis of all subsystems.The information of environmental safety and the equipment status were unified in the system platform，achieving networking，informationization and scientific management of data collection，production scheduling and decision－making.

comprehensive automation，monitoring and control，information system

TD－918

B

臧朝偉（1974－），男，河南襄城縣人，高級(jí)工程師，畢業(yè)于焦作工學(xué)院電氣自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)主要從事自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用與研究等方面的工作，曾發(fā)表論文多篇。

（責(zé)任編輯 路 強(qiáng)）