以太網(wǎng)下煤礦綜合控制網(wǎng)絡(luò)探究

【摘要】為完善煤礦安全信息服務(wù)系統(tǒng)，降低煤礦安全生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)煤礦系統(tǒng)的開(kāi)放性行業(yè)可操作性。以以太網(wǎng)、嵌入式技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)融合到控制網(wǎng)絡(luò)中，成為大勢(shì)所趨。煤礦企業(yè)信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，井下部分的安全信息成為煤礦安全生產(chǎn)的要沖，煤礦企業(yè)在面臨巨大的壓力情形之下，為了減少安全生產(chǎn)問(wèn)題，探究以太網(wǎng)下煤礦綜合控制網(wǎng)絡(luò)成為重中之重。

【關(guān)鍵詞】以太網(wǎng)；煤礦；綜合控制；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

煤炭綜合控制網(wǎng)絡(luò)的興建，主要是為了實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)的信息共享，營(yíng)造合乎礦井安全的數(shù)字化礦山資源。目前在煤礦的安全生產(chǎn)中，實(shí)施井上井下的信息化共重成為煤礦企業(yè)面臨的必然選擇。以太網(wǎng)下煤礦綜合控制網(wǎng)絡(luò)的探究，除了健全煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)外，還以實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)為必由之路。

1.煤礦井下信息控制現(xiàn)狀

隨著能源礦產(chǎn)資源的不斷開(kāi)發(fā)，煤炭行業(yè)市場(chǎng)的一篇打好，目前的煤礦井下開(kāi)采工作事故的出現(xiàn)率和安全生產(chǎn)管理都比過(guò)去幾十年間取得了巨大的進(jìn)步。目前許多煤礦井下信息化也在隨著進(jìn)步，盡管如此，出現(xiàn)的許多問(wèn)題仍然令人堪憂。

礦井井下信息多為封閉性系統(tǒng)，缺乏相應(yīng)的通信和信息交換渠道，在信息交換方面，海區(qū)域總控達(dá)不到的情形，包括安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控在內(nèi)的數(shù)十個(gè)系統(tǒng)，聯(lián)網(wǎng)困難，且都是建立在獨(dú)立通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上形成的重復(fù)性建設(shè)投資環(huán)節(jié)。對(duì)于煤礦企業(yè)而言，通信資源利用率極端低下，系統(tǒng)維護(hù)困難，運(yùn)行成本較高。

煤礦的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和通信模式，目前還沒(méi)有在全局煤礦中發(fā)揮出其開(kāi)放性優(yōu)勢(shì)，通信模式還處于加密和封閉狀態(tài)。在現(xiàn)實(shí)的生活中，煤礦的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸交換速度較慢，在實(shí)時(shí)監(jiān)控中，系統(tǒng)根本就無(wú)法滿足正常的工作需要。

2.建設(shè)以太網(wǎng)下煤礦綜合控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的必要性

2.1 煤礦礦井安全生產(chǎn)的要求

煤礦開(kāi)采的井下作業(yè)，在地下，面臨著極端復(fù)雜的環(huán)境，因瓦斯等易燃?xì)怏w以及安全形勢(shì)和突發(fā)情況的無(wú)法控制性。歲煤礦安全生產(chǎn)過(guò)程和全礦井生產(chǎn)安全環(huán)境進(jìn)行高效的監(jiān)控監(jiān)測(cè)，是實(shí)現(xiàn)煤炭行業(yè)長(zhǎng)足發(fā)展的必然選擇，這期間，利用以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化和自能化綜合控制，成為礦區(qū)安全生產(chǎn)的必然技術(shù)支撐。

2.2 信息化、市場(chǎng)化對(duì)煤炭生產(chǎn)企業(yè)的要求

網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化和智能化是煤炭行業(yè)目前面臨的主要問(wèn)題，基于以太網(wǎng)技術(shù)的煤炭綜合自動(dòng)化綜合控制系統(tǒng)，成為保障礦山安全和礦區(qū)綜合信息化解決最有效的方案。煤炭生產(chǎn)企業(yè)的運(yùn)行，需要對(duì)人員定位、壓風(fēng)監(jiān)控、礦區(qū)通信和排水監(jiān)控實(shí)施必要的信息防護(hù)。

市場(chǎng)化大環(huán)境的發(fā)展要求，通過(guò)必要的監(jiān)控檢測(cè)技術(shù)滿足企業(yè)自動(dòng)化綜合控制煤炭生產(chǎn)過(guò)程和生產(chǎn)安全。以太網(wǎng)下對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的構(gòu)建，從應(yīng)用軟件組態(tài)到自動(dòng)化傳輸方式在，再到其結(jié)構(gòu)和開(kāi)發(fā)形式，都是結(jié)合現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展對(duì)網(wǎng)絡(luò)化、信息化的發(fā)展要求。

3.以太網(wǎng)下煤礦綜合控制網(wǎng)絡(luò)探究

3.1 以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

該系統(tǒng)是在工業(yè)生產(chǎn)以太網(wǎng)和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線基礎(chǔ)上，形成的數(shù)字化信息化網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺(tái)。有調(diào)度控制中心對(duì)生產(chǎn)設(shè)備實(shí)施集中監(jiān)控，以在生產(chǎn)過(guò)程中提高管理能力和技術(shù)水平。就是這樣一種以組提案軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，為礦井設(shè)備的數(shù)據(jù)實(shí)施綜合控制的智能化、信息化系統(tǒng)。

3.2 以太網(wǎng)下煤礦綜合控制網(wǎng)絡(luò)功能

集中監(jiān)控，相較于傳統(tǒng)煤礦監(jiān)控而言，在煤炭生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)個(gè)生產(chǎn)的子系統(tǒng)控制，平均響應(yīng)時(shí)間小于10秒。網(wǎng)絡(luò)功能的啟動(dòng)，能夠顯示清晰的系統(tǒng)流程畫(huà)面，減少掃描周期，能以自診報(bào)表及時(shí)實(shí)施語(yǔ)音提示和文字警告，尤其能準(zhǔn)確定位系統(tǒng)故障類型和位置，以安全、可靠、高效、可擴(kuò)展性和便捷操作手段，實(shí)現(xiàn)故障后系統(tǒng)的自動(dòng)恢復(fù)工作。

3.3 系統(tǒng)總體目標(biāo)及關(guān)鍵技術(shù)

系統(tǒng)是以井下以太網(wǎng)為基數(shù)骨干，通過(guò)總控制中心，對(duì)子系統(tǒng)實(shí)施通信和控制，利用自動(dòng)化信息軟件服務(wù)系統(tǒng)實(shí)施連接和接入，結(jié)合系統(tǒng)硬盤(pán)的相關(guān)組件，構(gòu)成較為完整的信息化一體化系統(tǒng)，最終建成“數(shù)字化礦山”，保障本質(zhì)安全型礦井。

關(guān)鍵技術(shù)：以太網(wǎng)下系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)，語(yǔ)音和圖像信息的完備，井下現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和通信控制標(biāo)準(zhǔn)，都要以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為基。

3.4 以太網(wǎng)下煤礦綜合控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

如圖1-3所示，以太網(wǎng)綜合控制下，結(jié)構(gòu)總線傳輸?shù)骄钟蚓W(wǎng)內(nèi)，形成實(shí)施的應(yīng)用效能，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)子系統(tǒng)礦井的網(wǎng)絡(luò)控制，礦井廣播反饋回來(lái)的系統(tǒng)拓?fù)鋱D，能夠?qū)崟r(shí)的解決礦井生產(chǎn)中的問(wèn)題，及時(shí)排解故障。

3.5 以太網(wǎng)下煤礦綜合控制網(wǎng)絡(luò)效益預(yù)測(cè)

以太網(wǎng)下礦井綜合控制系統(tǒng)的全面實(shí)施，不但能提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速率，還以速度快、故障率低實(shí)時(shí)提高系統(tǒng)總線的級(jí)別，降低通信的誤碼率，保證礦井安全生產(chǎn)的可靠性，為煤礦安全生產(chǎn)和過(guò)程監(jiān)控提供了可靠的通信保障。

以太網(wǎng)開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，能夠快捷實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，在資源共享的同時(shí)，提高井下工作運(yùn)行效率。綜合性以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)控制平添，其經(jīng)濟(jì)性是可預(yù)見(jiàn)的。在未來(lái)的煤礦綜合控制網(wǎng)絡(luò)的興建，節(jié)約了數(shù)字信息交互傳輸系統(tǒng)成本。

4.總結(jié)

針對(duì)目前煤礦監(jiān)控系統(tǒng)信息化技術(shù)相對(duì)單一的問(wèn)題，為快速實(shí)現(xiàn)資源共享，基于大宗千兆煤炭信息工業(yè)建設(shè)，設(shè)計(jì)的相關(guān)煤礦監(jiān)控自動(dòng)化軟件。在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、信息資源共享方面，實(shí)現(xiàn)了其經(jīng)濟(jì)效益。以太網(wǎng)下煤礦綜合控制網(wǎng)絡(luò)的探究中，對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制的足多需求，通過(guò)采用多項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。保證和實(shí)現(xiàn)交互式網(wǎng)絡(luò)控制平臺(tái)，滿足了煤炭企業(yè)的自動(dòng)化、智能化要求，在煤礦企業(yè)中極具推廣意義。

參考文獻(xiàn)

[1]高煒森，王濤.基于以太網(wǎng)的煤礦綜合控制網(wǎng)絡(luò)研究[J].2013，32（2）：163-165.

[2]張宏福.現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用于煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)的探討[J].2009，37（6）：55-56.

[3]吳炳勝，杜曉雷，張帆.基于工業(yè)以太網(wǎng)的煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)[J].河北工程大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，27（3）：91-94.

[4]趙磊.基于工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的煤礦綜合信息化平臺(tái)構(gòu)建技術(shù)研究[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2012，34（21）：16-21.