全礦井自動化平臺的合理設計與研究

殷力鵬 李明

【摘要】本文主要針對礦井自動化平臺的要求，提出全礦井自動化平臺的系統(tǒng)構造。本文的設計基于OPC技術的網(wǎng)絡實時數(shù)據(jù)庫，不但給出了OPC數(shù)據(jù)的實時模型，而且實現(xiàn)各系統(tǒng)之間的資源共享，以實現(xiàn)全礦井自動化。

【關鍵詞】礦井自動化 網(wǎng)絡實時數(shù)據(jù)庫 設計

中華人民共和國第十五年計劃綱要提出的目標與任務，是完成中國的經(jīng)濟結構和產業(yè)結構的調整和升級。利用高新科技和網(wǎng)絡技術來改造和提升傳統(tǒng)產業(yè)，使我國的傳統(tǒng)產業(yè)更加強大。本文的重點推廣內容就是全礦井信息化網(wǎng)絡系統(tǒng)。

1全礦井綜合自動化平臺的提出

綜合自動化就是通過我國的高新技術一計算機網(wǎng)絡技術、通信技術、自動化技術等，通過數(shù)字化、自動化等來管理和生產．并且通過企業(yè)管理信息系統(tǒng)等技術進行集成設計，用來完成企業(yè)的生產、經(jīng)營和管理的高度自動化，并提高企業(yè)的安全性和高效運行的最新技術，使用了該技術的企業(yè)，必將提高生產效率。目前在煤炭這一行業(yè)中所實行的高效現(xiàn)代化礦井的建設，是要求我國的礦井由機械化向自動化、智能化不斷轉變。為了提升我國煤礦的經(jīng)濟效率，建立一個自動化平臺是非常有意義的。

2系統(tǒng)結構

全礦井自動化平臺是利用各種高端技術。將礦井下現(xiàn)場的信息和地面現(xiàn)場的信息利用光傳輸系統(tǒng)和局域網(wǎng)傳輸至數(shù)據(jù)中心，并由調控人員遠程監(jiān)控；并進行數(shù)據(jù)處理，最終使各類信息可以在網(wǎng)絡終端分類實時顯示，在有故障和事故發(fā)生前，可以提前報警和預警，并且可以提供預警方案，方便上級的指揮和調度。整個系統(tǒng)監(jiān)控是由地面和井下兩種監(jiān)控系統(tǒng)組合而成。從硬件設備來看，整個過程監(jiān)控的硬件有PLC、監(jiān)控主機等；從軟件這一個角度來看，整個過程的監(jiān)控有各種各樣的監(jiān)控軟件以及利用光傳輸系統(tǒng)的組態(tài)軟件等。數(shù)據(jù)中心還有兩個主要的作用，首先是通過OPC的客戶端訪問各種子系統(tǒng)，通過各種子系統(tǒng)收集到的信息，進行管理，并且保證數(shù)據(jù)的安全。礦井自動化平臺是通過采礦和運籌學理論把各類信息在調度中心的監(jiān)視屏分類實時顯示。并實現(xiàn)相互間的數(shù)據(jù)交換和利用。

3全礦井綜合自動化平臺的目標

通過多種自動化技術與現(xiàn)代化信息，建立一個系統(tǒng)的礦井監(jiān)測控制和管理，并且通過大型網(wǎng)絡的分布式和開放式控制系統(tǒng)．用來改變傳統(tǒng)煤礦運行的生產形式。組成一個全礦井生產環(huán)節(jié)的控制自動化、業(yè)務運轉網(wǎng)絡化和生產綜合調度指揮。對煤礦運營狀況和安全達到遠程在線控制。達到設備和生產線的監(jiān)控．讓生產經(jīng)營管理的信息管理，生產過程和產品技術參數(shù)的檢測一體化。實現(xiàn)三方之間無延遲的信息交換。全方面提高生產經(jīng)營的效率。

4全礦井自動化平臺

（1）全礦井自動化平臺在網(wǎng)絡方面的位置與綜合自動化平臺在整個信息化礦井的三層結構中，處在一個中間控制層的位置，利用該系統(tǒng)可以完成各種子系統(tǒng)之間的聯(lián)系。它是控制層和信息層之間的銜接口，是該層中最關鍵的一個環(huán)節(jié)。綜合的利用自動化平臺對各個系統(tǒng)的各方面信息進行必要的的聯(lián)合，可以完成對各種工作人員與用戶的監(jiān)視和控制等請求，同時還可以向相關人員提供各種各樣圖樣、表格等各種方式和服務的歷史數(shù)據(jù)。

（2）礦井的自動化改造與全方面的內容。通過對礦井的網(wǎng)絡平臺構建和網(wǎng)絡集成，可以將整個礦井的上、下進行全方面的生產和調度，并可實現(xiàn)與環(huán)境等相關管理部門的聯(lián)網(wǎng)。網(wǎng)絡之間既可以完成獨立的運行，也可以讓它們同步運行。除此之外還可以通過網(wǎng)關、服務器及相關的系統(tǒng)軟件，將不同網(wǎng)絡協(xié)議，不同速率的控制網(wǎng)、設備網(wǎng)和信息網(wǎng)進行網(wǎng)絡連接，構成企業(yè)管、監(jiān)、控一體化的完美平臺。

（3）在生產過程控制中采用生產實時數(shù)據(jù)庫提高數(shù)據(jù)采集的準確性和及時性。該應用可以使各個生產部門快速的了解到各個班次的生產產量和質量，并可以了解到日銷售量和礦井倉儲。通風、安監(jiān)等系統(tǒng)和施工現(xiàn)場工作可通過網(wǎng)絡進行控制，并可以提高可靠性和安全等級，發(fā)揮系統(tǒng)的前瞻作用。生產控制的監(jiān)測與診斷，更會大大提高事故判斷的準確性、及時性，從而提高設備維護效率。

棗礦集團高莊煤礦技術能力研究案例分析。根據(jù)前面的理論，該企業(yè)首先進入創(chuàng)造性模仿階段，根據(jù)本地的特性，對產品進行改進和整調，并結合該系統(tǒng)對產品進行重新設計，以提高其適應新市場需要的能力。然后是自主創(chuàng)新能力階段，在這一階段通過建立新的技術平臺，形成自己所特有的標準。該企業(yè)經(jīng)過創(chuàng)造性模仿能力的發(fā)展，并通過對自動化平臺技術的改造，成功完成稅后利益達到11157.18萬元的目標。

（4）生產環(huán)節(jié)的控制環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)包括對生產一線工作面，井下集中運輸膠帶，井下供、配電系統(tǒng)、排水通風系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、洗煤廠的一體化控制和綜合采礦井環(huán)境安全狀態(tài)進行全方面的監(jiān)控。1）礦井的安全監(jiān)控系統(tǒng)可以提供CO的濃度、通風情況和井下瓦斯?jié)舛鹊雀鞣N井下環(huán)境的數(shù)據(jù)。2）利用工作面的生產監(jiān)控系統(tǒng)將設備接口把采煤機與液壓支架的工作數(shù)據(jù)完整傳給主機，并且可以將PROM80系統(tǒng)的監(jiān)控數(shù)據(jù)和資料傳送給主機，用來完成在調控室進行實時監(jiān)控采煤機的運輸系統(tǒng)的現(xiàn)場情況。3）人員監(jiān)測子系統(tǒng)人員考勤系統(tǒng)對每天入井人員的姓名、入井時間進行詳細的統(tǒng)計，并且可以自動的以表格的形式上傳給工資部門，減少管理中的環(huán)節(jié)，以優(yōu)化流程。4）排水系統(tǒng)可以采用目前市場上廣泛應用的自動化技術，以實現(xiàn)對井下水倉和水位的自動監(jiān)測，優(yōu)化排水的各個時段，節(jié)約企業(yè)的用電量。5）主井和副井的提升監(jiān)測子系統(tǒng)是通過對計算機的改造，來完成對絞車的狀況進行診斷和監(jiān)控，并將系統(tǒng)數(shù)據(jù)由主機上傳至調度室，提高礦井的安全性和穩(wěn)定性，最終實現(xiàn)絞車運行參數(shù)的提升。6）選煤廠全面并一體化的監(jiān)控子系統(tǒng)，可以完成選煤廠生產系統(tǒng)的全面控制和檢測，包括原煤裝、運、儲自控系統(tǒng)主洗車間工藝流程，以及對密度的閉環(huán)控制。目前大部分選煤廠已經(jīng)實現(xiàn)全礦井主系統(tǒng)、工業(yè)電視以及全礦井管理系統(tǒng)。7）膠帶運輸系統(tǒng)的監(jiān)控子系統(tǒng)可以將各條運輸膠帶納入集中控制，實現(xiàn)對膠帶機的井上控制室集中開車和停車，不用再設定現(xiàn)場指定崗位，從而實現(xiàn)膠帶管理的一體化。

參考文獻：

[1]韋靜.煤礦排水綜合自動化系統(tǒng)研究[J].中國高新技術企業(yè)，2011（9）.

[2]張一青.煤礦瓦斯泵站水系統(tǒng)改造[J].科技創(chuàng)新導報，2011（12）.