淺析煤礦自動(dòng)化以及通信技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展方向

王勇

【摘要】本文主要簡(jiǎn)單分析了煤礦自動(dòng)化以及通信技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，并且對(duì)煤礦自動(dòng)化以及通信技術(shù)的發(fā)展方向進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】煤礦自動(dòng)化；通信技術(shù)；應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展方向

目前，我國(guó)大多數(shù)的煤礦企業(yè)所運(yùn)行的煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)，仍舊是屬于傳統(tǒng)的集散式監(jiān)控，雖然在一定程度上進(jìn)行改善，但是仍舊不能滿足發(fā)展需要，尤其是在不斷發(fā)展的信息技術(shù)的社會(huì)背景下，各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展均已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與信息化。因此，對(duì)煤礦自動(dòng)化以及通信技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展方向的探討有其必要性。

一、煤礦自動(dòng)化以及通信技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

自動(dòng)化是指機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程、過程管理在沒有人直接參與的情況下，經(jīng)過自動(dòng)檢測(cè)、信息傳輸、信息處理、分析判斷、操縱控制，實(shí)現(xiàn)所要達(dá)到的目標(biāo)。

1.網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控

根據(jù)目前我國(guó)煤礦企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)分析，在我國(guó)煤礦企業(yè)中，使用頻率最高的就是高速監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，比如我們經(jīng)?？梢砸姷降膶I(yè)工業(yè)控制網(wǎng)、工業(yè)以太網(wǎng)、MCTP 系統(tǒng)和GEPON 網(wǎng)絡(luò)等，其中，最為采用的就是工業(yè)以太網(wǎng)。

另外，還有一種常用的網(wǎng)絡(luò)就是專用工業(yè)控制Controlnet 網(wǎng)，但是與工業(yè)以太網(wǎng)相比，由于其所具備的開放性較差，目前只有很少一部分的礦井在使用，而且隨著科學(xué)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，其已經(jīng)有了被逐步淘汰的趨勢(shì)。

2.局部自動(dòng)化

我國(guó)的煤礦自動(dòng)化，從整體上來(lái)講，只是實(shí)現(xiàn)了局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化，以下做具體的說明：

1）安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

目前，我國(guó)大多數(shù)的煤礦企業(yè)所采用的煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，仍舊是屬于傳統(tǒng)的集散式監(jiān)控，雖然隨著一些現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用，監(jiān)控水平在一定程度上有所提高，但是仍舊是以時(shí)分制通信技術(shù)以及主從式窄帶低速通信體系結(jié)構(gòu)為主，而這些傳統(tǒng)意義上的主流技術(shù)，比如FSK 、RS485和DPSK等，已經(jīng)完全不能適應(yīng)現(xiàn)代煤礦企業(yè)的發(fā)展，為此，迫切需要改善煤礦企業(yè)的通信方式。另外，這些傳統(tǒng)的通信方式的應(yīng)用，使得整個(gè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)不僅穩(wěn)定性較差，而且反應(yīng)速度也比較慢，而且在抗電磁干擾方面能力比較差。

2）礦井電力監(jiān)控系統(tǒng)

在煤礦企業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，除了安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以外，還有一種比較重要的系統(tǒng)就是礦井電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，雖然隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，監(jiān)控系統(tǒng)和微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)得到有效的應(yīng)用，使得現(xiàn)有煤礦供電系統(tǒng)得到快速有力的發(fā)展，但是其主要的功能是針對(duì)地面的供電系統(tǒng)，而對(duì)于井下監(jiān)控以及井下微機(jī)保護(hù)卻沒有得到有效的應(yīng)用。一般情況下，主要設(shè)置在防爆開關(guān)以及配電柜中發(fā)揮著其保護(hù)功能，如漏電保護(hù)、過載保護(hù)、短路保護(hù)、欠壓保護(hù)、斷相保護(hù)等，所以，相對(duì)來(lái)講，對(duì)于礦井采區(qū)內(nèi)的配置而言，無(wú)論是配電設(shè)備還是聯(lián)網(wǎng)功能，都相對(duì)較弱。為此，必須要引進(jìn)現(xiàn)代先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)，降低事故發(fā)生率。

二、我國(guó)煤礦自動(dòng)化及通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

1.現(xiàn)場(chǎng)信息的高度集成化

在現(xiàn)代化的發(fā)展背景下，煤礦企業(yè)正在向高度集成化的方向發(fā)展。在煤礦企業(yè)運(yùn)行中，利用現(xiàn)代化的信息技術(shù)，采用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行收集分析與整理，從而更有效保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，比如煤礦企業(yè)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的應(yīng)用，就是在滿足集控的基礎(chǔ)上，改善傳統(tǒng)的過程控制，構(gòu)建新型的自動(dòng)化系統(tǒng)，一方面，既可以加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的自動(dòng)化控制，同時(shí)，通過遠(yuǎn)程控制，為管理人員提供足夠的遠(yuǎn)程信息和設(shè)備信息，增強(qiáng)遠(yuǎn)程設(shè)備的可視化程度，另一方面，利用智能化儀表技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)以及現(xiàn)場(chǎng)總線引進(jìn)信息控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的發(fā)展，既滿足企業(yè)的高度集成化要求，又可以實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)地面系統(tǒng)與井下系統(tǒng)和設(shè)備的一體化控制。

2.中央集控系統(tǒng)的全面自動(dòng)化

煤礦企業(yè)的自動(dòng)化發(fā)展使自動(dòng)化過程控制基于企業(yè)級(jí)中央集控系統(tǒng)，具體主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

首先，利用自動(dòng)化設(shè)備，完善礦井過程自動(dòng)化過程控制，構(gòu)建適合于新形勢(shì)下企業(yè)發(fā)展的集中控制中心。在控制過程中，引入先進(jìn)的一級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)，在實(shí)現(xiàn)集中控制的基礎(chǔ)上，結(jié)合全過程控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的高效性，與此同時(shí)，利用工業(yè)以太網(wǎng)以及自動(dòng)化采掘設(shè)備，強(qiáng)化設(shè)備的先進(jìn)性，有效的控制關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視、遠(yuǎn)程操作以及遠(yuǎn)程控制，加以標(biāo)準(zhǔn)化組態(tài)軟件的控制與編程處理，對(duì)各類設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)化處理，通過地面控制中心，實(shí)施遠(yuǎn)程診斷，再由中央控制系統(tǒng)下達(dá)指令，及時(shí)通知相關(guān)的工作人員，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦企業(yè)的集中統(tǒng)一調(diào)度管理。

其次，在未來(lái)的集中化控制中，可以利用現(xiàn)代先進(jìn)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的跨越式發(fā)展，通過對(duì)基礎(chǔ)層設(shè)備、安全生產(chǎn)調(diào)度管理以及過程控制層等進(jìn)行調(diào)度，建立起企業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)，改變現(xiàn)有的安全生產(chǎn)模式，與此同時(shí)，構(gòu)建企業(yè)發(fā)展模型，充分利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對(duì)企業(yè)現(xiàn)有數(shù)據(jù)整合，匯總，為企業(yè)決策的科學(xué)性奠定基礎(chǔ)，完善企業(yè)管理層決策系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)礦井一體化管控為目標(biāo)，推進(jìn)企業(yè)未來(lái)的發(fā)展。

3.企業(yè)級(jí)遠(yuǎn)程集控中心的數(shù)字化

企業(yè)利用自動(dòng)控制網(wǎng)和快速的通訊傳輸網(wǎng)，遠(yuǎn)程對(duì)企業(yè)所有礦井的采煤、掘進(jìn)、運(yùn)輸、提升、供電、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)等系統(tǒng)進(jìn)行全生產(chǎn)過程的遠(yuǎn)程在線監(jiān)控、監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程操作。在煤礦企業(yè)中，比如高速監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用、專業(yè)工業(yè)控制網(wǎng)、工業(yè)以太網(wǎng)、MCTP 系統(tǒng)和GEPON 網(wǎng)絡(luò)等，基于冗余工業(yè)以太網(wǎng)的基礎(chǔ)上，建立起來(lái)的工作系統(tǒng)平臺(tái)，作為主干傳輸平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井主要設(shè)備的遠(yuǎn)程開、停車。與此同時(shí)，借助于中心集控軟件，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)以及參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)異常，下達(dá)命令，制定檢修計(jì)劃，強(qiáng)化對(duì)設(shè)備的檢修與維護(hù)，進(jìn)而工作人員就可以及到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理。

三、總結(jié)

總而言之，煤礦企業(yè)要想適應(yīng)現(xiàn)代化的發(fā)展，必須要立足于現(xiàn)代先進(jìn)設(shè)備和先進(jìn)技術(shù)，優(yōu)化資源配置，構(gòu)建企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)，有效地收集企業(yè)的所有數(shù)據(jù)，同時(shí)，利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立中央控制系統(tǒng)，全面提升企業(yè)的生產(chǎn)效率，建設(shè)安全型礦井、增強(qiáng)公司的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和核心競(jìng)爭(zhēng)力的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]陳桂真，丁恩杰，齊宏偉.基于認(rèn)知無(wú)線電的煤礦井下頻譜感知技術(shù)的研究[J].電視技術(shù)，2009（12）.

[2]計(jì)宏，杜美明.西門子PLC通過工業(yè)以太網(wǎng)讀取繼保數(shù)據(jù)的研究與應(yīng)用[A].中國(guó)計(jì)量協(xié)會(huì)冶金分會(huì)2010年會(huì)論文集[C].2010.

[3]王兆恩.EPA在煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].福建電腦，2011（11）.