論無線控制網(wǎng)絡(luò)在露天煤礦疏干與降雨排水系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘 要：目前我國的通信技術(shù)快速進(jìn)步，無線通信系統(tǒng)產(chǎn)品也慢慢出現(xiàn)，并且通過對(duì)此產(chǎn)品的利用，可以優(yōu)化和改善露天礦的排水系統(tǒng)的解決方案，尤其隨著WLAN和GPRS等新技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)出現(xiàn)新型的高防護(hù)等級(jí)、高可靠性的工業(yè)無線產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：GPRS PLC INTERNET WLAN PLC

中圖分類號(hào)：TD744 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）06（b）-0031-01

露天礦采掘場的重要組成部分之一就是礦疏干排水系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的排水位置在一定的時(shí)期內(nèi)需要不斷的變化，和傳統(tǒng)的固定泵站相比，架設(shè)通信線路時(shí)一般比較麻煩，尤其是暴雨天氣出現(xiàn)時(shí)，出入溝的會(huì)出現(xiàn)比較泥濘和易打滑的道路來，通常在這種狀況下，工作的人員為了接近泵站會(huì)很難進(jìn)行的。我們主要運(yùn)用智能化的排水控制系統(tǒng)的話，不僅可以很好的解決這些問題，還可以在采掘場的排水效率上得到明顯的提高，同時(shí)在一定程度上也保證了露天礦工作人員以及采掘設(shè)備的安全。

1 露天礦疏干排水系統(tǒng)

露天礦疏干水泵主要是需要依據(jù)地下水在含量以及分布的不同上，在采掘場的地表面上的周圍打出若干個(gè)疏干的水孔來，最終將采掘場內(nèi)的地下水排出。比如：在徐天河露天煤礦區(qū)域內(nèi)有19個(gè)分布的水孔，同時(shí)內(nèi)部還設(shè)有疏干的水泵，這些水泵是通過5臺(tái)移動(dòng)的變電站來進(jìn)行配電的，而這5臺(tái)移動(dòng)變電站是沒有設(shè)立自動(dòng)控制系統(tǒng)的。

一般有暴雨和正常的降雨系統(tǒng)所組成的系統(tǒng)就是露天礦排水的系統(tǒng)，其中在采掘場的最底部內(nèi)的集水坑旁邊都會(huì)設(shè)有露天礦的暴雨和降雨泵站。而設(shè)在排水泵站附近的則是排水系統(tǒng)配電室，而控制設(shè)備就是安置在排水系統(tǒng)配電室的內(nèi)部，其主要的目的就是可以對(duì)水坑內(nèi)的液位進(jìn)行監(jiān)測和匯報(bào)，而這樣就可以推斷出是否需要用到排水泵，還需要用監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)采掘場內(nèi)部的排水狀況進(jìn)行監(jiān)測，一旦出現(xiàn)暴雨或者是洪水的時(shí)候，我們就可以運(yùn)用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)將水泵啟動(dòng)。

2 控制網(wǎng)絡(luò)

隨著采掘工作面的不斷推進(jìn)，降雨泵和疏干泵也需要進(jìn)行定期的推進(jìn)移動(dòng)，因此，架設(shè)的用來通信的電桿，則也是隨著采掘工作面的不斷推進(jìn)而移動(dòng)，但是這些在施工的時(shí)候會(huì)比較的麻煩，故而，排水系統(tǒng)比較適合運(yùn)用無線的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行控制。在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)下，通?？梢园褵o線網(wǎng)絡(luò)分為GPRS和WLAN這兩種網(wǎng)絡(luò)。

2.1 WLAN網(wǎng)絡(luò)

WLAN無線網(wǎng)絡(luò)是以太網(wǎng)局域網(wǎng)的一種，和其他的局域網(wǎng)并沒有本質(zhì)的不同，主要是傳輸?shù)慕橘|(zhì)有所不同，其主要是為用戶提供簡單便利的組網(wǎng)環(huán)境，形成更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。用于WLAN組網(wǎng)的通信設(shè)備型號(hào)很多，其主要分為直接序列擴(kuò)頻型和跳頻擴(kuò)頻型。

其中直接序列擴(kuò)頻在發(fā)端擴(kuò)展信號(hào)的頻譜時(shí)，主要是采用各種調(diào)制方式直接利用具有高碼率的擴(kuò)頻碼系列，而在收端時(shí)，則用同樣的擴(kuò)頻碼序解碼，從而把已經(jīng)擴(kuò)展寬的擴(kuò)頻信號(hào)還原成原始的信息。

跳頻擴(kuò)頻，其實(shí)現(xiàn)方法是載頻信號(hào)以一定的速度和順序，在多個(gè)頻率點(diǎn)上跳變傳遞，接收端以相應(yīng)的速度和順序接收并解調(diào)。

直擴(kuò)系統(tǒng)的抗干擾原理主要是通過偽隨機(jī)碼的處理后，使解調(diào)器中的干擾功率降低，從而使其達(dá)到抗干擾的效果；跳頻系統(tǒng)的抗干擾原理主要是通過載頻的隨機(jī)跳變，進(jìn)而可以躲避干擾，并把干擾排斥在接收通道以外，最終達(dá)到抗干擾的效果。在一般情況下，因?yàn)樘l系統(tǒng)的頻道數(shù)很大，在2.4～2.483 G這個(gè)范圍內(nèi)都可以選擇跳變，所以對(duì)系統(tǒng)性能的影響是可以忽略，所以較強(qiáng)的定頻干擾只能干擾跳頻系統(tǒng)的一個(gè)或幾個(gè)頻率。

綜上所述，在抗強(qiáng)信號(hào)干擾上，跳頻系統(tǒng)相對(duì)直擴(kuò)系統(tǒng)有在技術(shù)上具有一定的的優(yōu)勢，但是無論擴(kuò)頻產(chǎn)品還是跳頻產(chǎn)品，它們要保證穩(wěn)定通信都必須在視距無遮擋的前提下。

2.2 GPRS網(wǎng)絡(luò)

GPRS是移動(dòng)電話用戶可用的一種移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，也是GSM的一種延續(xù)，其可以提供56～170 k/s的傳輸速率。GPRS定義了實(shí)發(fā)數(shù)據(jù)包方式的數(shù)據(jù)傳輸，能讓用戶通過移動(dòng)設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)，使用者所負(fù)擔(dān)的費(fèi)用是以其傳輸資料單位計(jì)算，在這種情況下，通信費(fèi)用就會(huì)相對(duì)較為便宜。

要保證GPRS網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的正常，還需要當(dāng)?shù)氐腉SM服務(wù)提供商提供必要的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)支持，并且只要在GPRS信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)就能夠使用該類型的通信服務(wù)。主要實(shí)現(xiàn)方法是：每個(gè)疏干泵站內(nèi)都配有1臺(tái)獨(dú)立的S7-300 PLC在移動(dòng)變電站內(nèi)進(jìn)行獨(dú)立控制，遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制是通過S7-300的機(jī)架配有專用的TIM模塊和EGPRS/GPRS調(diào)制解調(diào)器等設(shè)備完成的。遠(yuǎn)程控制主站的監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過連接TIM模塊、防火墻、和DSL路由器以輪詢方式對(duì)所有站進(jìn)行掃描，以訪問遠(yuǎn)程站的系統(tǒng)狀態(tài)。通過專用的程序包，所有數(shù)據(jù)均可供控制中心系統(tǒng)使用。操作員可以對(duì)每個(gè)過程站進(jìn)行跟蹤，或者使用控制命令來干預(yù)局部過程。

GPRS網(wǎng)絡(luò)在采用時(shí)具有相當(dāng)多的優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)在下面幾個(gè)方面。

（1）GPRS通信系統(tǒng)在流量費(fèi)用很低的情況下，仍然可以保持永久在線。

（2）其具有大量的緩沖機(jī)制。

（3如果控制系統(tǒng)有突然事件發(fā)生時(shí)，其動(dòng)作數(shù)據(jù)可以立即進(jìn)行傳輸（尤其那些相對(duì)比較重要的運(yùn)行信息，可以直接傳送到用戶的私人移動(dòng)電話）。

（4）該系統(tǒng)應(yīng)用方便靈活，并且不受地形地貌限制。

（5）該系統(tǒng)傳輸?shù)乃俾瘦^高。

（6）該系統(tǒng)具備遠(yuǎn)程故障監(jiān)測功能。

3 結(jié)論

綜上所述，根據(jù)露天礦的地形特點(diǎn)和工藝特點(diǎn)，可以判斷出當(dāng)采掘場坑內(nèi)排水泵站和疏干水泵站的控制室在一定的視線范圍內(nèi)沒有阻礙，干擾通信的頻段也比較小，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也相對(duì)較大時(shí)，一般最好采用直序擴(kuò)頻無線以太網(wǎng)系統(tǒng)；反之，當(dāng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量不是很大，并且干擾通信的頻段較密，信號(hào)較強(qiáng)時(shí)，采用跳頻通信系統(tǒng)是最好的選擇；而如果集水坑泵站和疏干排水泵站在一定實(shí)現(xiàn)范圍內(nèi)受到一些客觀因素的遮擋，或疏干泵站間及泵站與控制室之間的距離相隔太遠(yuǎn)，干擾通信的頻段較大，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也較小。因此，更傾向于采用GPRS的通信系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

[1]黃良沛.城市供水系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度與智能控制研究[D].中南大學(xué)，2005.

[2]劉大野.元寶山露天煤礦疏干降水管井方法探討[J].中國煤田地質(zhì)，2000.