物聯(lián)網(wǎng)技術應用于煤礦智能化系統(tǒng)中的方法分析

白亞軍

[摘? ? 要]在現(xiàn)代經(jīng)濟建設過程中，煤礦產(chǎn)業(yè)對國家整體經(jīng)濟水平具有很大的影響，相關單位需要對其進行深入分析。煤礦生產(chǎn)在開展具體工作時，科學構建智能化系統(tǒng)是其高質(zhì)量有序開展的重要保障。在具體建設智能化系統(tǒng)時，科學應用物聯(lián)網(wǎng)技術能夠有效提升建設效果，確保智能化系統(tǒng)運行的有序性和高效性。文章對物聯(lián)網(wǎng)技術在構建智能化系統(tǒng)中的應用進行了分析，從系統(tǒng)配置，系統(tǒng)結(jié)構，系統(tǒng)特點，接入方式，系統(tǒng)功能，系統(tǒng)感知六個方面進行了論述。提出了應用物聯(lián)網(wǎng)技術的具體方法，進行了具體應用策略的研究，實現(xiàn)了實時檢測的效果，對煤礦開采過程中的監(jiān)管問題進行有效解決。

[關鍵詞]物聯(lián)網(wǎng)技術;煤礦生產(chǎn);智能化系統(tǒng);應用方法

[中圖分類號]TD82 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）09–00–02

[Abstract]In the process of modern economic construction， the coal mine industry has a great influence on the overall economic level of the country， and relevant units need to conduct in-depth analysis on it. In the specific work of coal mine production， the scientific construction of intelligent system is an important guarantee for its high-quality and orderly development. In the specific construction of intelligent system， the scientific application of Internet of Things technology can effectively improve the construction effect and ensure the orderly and efficient operation of intelligent system. This paper analyzes the application of Internet of Things technology in the construction of intelligent system， and discusses from six aspects： system configuration， system structure， system characteristics， access mode， system function and system perception. The specific method of applying Internet of Things technology is put forward， and the specific application strategy is studied. The effect of real-time detection is realized， and the supervision problems in the process of coal mining are effectively solved.

[Keywords]internet of things technology; coal mine production; intelligent system; application method

煤礦智能化系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中，科學應用物聯(lián)網(wǎng)技術具有重要的價值，可以確保系統(tǒng)運行的有序性和高效性，進而確保能夠更為高效地開展煤礦開采工作，保障相關人員的工作質(zhì)量和工作效率，使煤礦開采工作具有更高的安全性，推進我國現(xiàn)代煤礦智能化發(fā)展。為了進一步明確煤礦生產(chǎn)在建設智能化系統(tǒng)中如何更為高效地應用物聯(lián)網(wǎng)技術，特此進行本次研究活動，為國家經(jīng)濟水平的全面提升創(chuàng)建良好的條件。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術特性

在煤礦工程建設過程中應用物聯(lián)網(wǎng)技術時，首先需要對其各個物體設置信息標識機制，使其與物聯(lián)網(wǎng)中的信息節(jié)點實現(xiàn)關聯(lián)，進而確保能夠在系統(tǒng)內(nèi)及時整合物體具體運行過程中產(chǎn)生的所有信息。掃描技術，定位技術，識別技術和傳感器技術是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)體系的重要基礎，通過全面監(jiān)督事物本體，采集出該系統(tǒng)中相關事物具體運行時需要應用的各項信息。科學應用物聯(lián)網(wǎng)技術可以在不同物體之間設置信息傳輸通道，通過對其各項數(shù)據(jù)進行整合分析，實現(xiàn)萬物互聯(lián)。企業(yè)在對其進行具體應用時，可以通過設定局域網(wǎng)內(nèi)部相關參數(shù)，確保某一區(qū)域數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)互聯(lián)，保證在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫內(nèi)精準傳輸在局域網(wǎng)下人們行為和事物所出現(xiàn)的信息，進而確保高效率，整合各項數(shù)據(jù)對其進行科學運算。物聯(lián)網(wǎng)技術是5G商用發(fā)展的重要技術，5G技術的科學應用可以為現(xiàn)代人們生產(chǎn)生活帶來一定的便利條件，而物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展為5G創(chuàng)造了充分的展示舞臺。此時，5G的科學應用可以有效落實智慧開采、車輛聯(lián)網(wǎng)、智能運輸、智慧洗選、智慧監(jiān)控，進而保障物聯(lián)網(wǎng)技術的作用可以得到最大程度的發(fā)揮。

2 煤礦智能化系統(tǒng)中應用物聯(lián)網(wǎng)技術的重要價值

通常情況下，煤礦開采工作存在較大的安全風險，由于礦井環(huán)境具有較高的復雜性和惡劣性，所以在具體進行礦井開采時，需要對安全工作加強重視。煤礦企業(yè)需要科學建設安全監(jiān)測網(wǎng)絡，并對其進行合理完善，確保能夠全面監(jiān)測煤礦開采工作，進而保障能夠?qū)ζ溥M行更為有效的安全管理，對煤礦開采工作人員的生命安全進行有效保障。與此同時，在我國現(xiàn)代煤礦行業(yè)發(fā)展中，必須對現(xiàn)代信息技術進行合理應用，為我國煤礦行業(yè)的進一步發(fā)展創(chuàng)造良好的條件，使其實現(xiàn)更高的持續(xù)性。煤礦企業(yè)在具體構建安全監(jiān)測網(wǎng)絡時，物聯(lián)網(wǎng)技術可以為其提供必要的技術保障。一般情況下，在物聯(lián)網(wǎng)技術中存在大量核心技術，對其進行合理應用，能夠在煤礦生產(chǎn)控制，安全管理等層面，智能化系統(tǒng)構建基礎框架，從而實現(xiàn)行業(yè)生產(chǎn)控制水平的有效提升，保障煤礦生產(chǎn)效率，確保煤礦開采工作的有序性和高效性。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術具體應用

3.1 系統(tǒng)配置

煤礦行業(yè)在進行智能化系統(tǒng)的構建時，物聯(lián)網(wǎng)技術的科學引入可以對煤礦開采時出現(xiàn)的各種問題進行更為有效的解決。在對其進行具體應用時，需要科學改造井下生態(tài)系統(tǒng)，然后科學設計和應用電氣設備系統(tǒng)，同時還需要對其通風系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)進行合理優(yōu)化。此時，相關子系統(tǒng)能夠同時進行匯總監(jiān)測工作，保證煤礦企業(yè)能夠?qū)﹄姎庠O備具體運行狀況和井下開采環(huán)境實時把握。5G技術的到來使物聯(lián)網(wǎng)技術可以實現(xiàn)更高的通信效率，可以使其信息匯總和信息傳播的速度不斷加快。煤礦生產(chǎn)單位在利用物聯(lián)網(wǎng)技術進行智能化系統(tǒng)的設計時，系統(tǒng)防火墻，信息采集裝置，核心交換機和信息存儲服務器是信息系統(tǒng)架構的主要內(nèi)容，其中核心交換機能夠交換主干網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，而其他組成則可以確保智能化系統(tǒng)具有更高的安全性能，有效攔截外來信息。

在智能化系統(tǒng)內(nèi)，還需要進行相關數(shù)據(jù)庫的合理配置，與此同時，通過科學引進5G通信技術，可以實現(xiàn)系統(tǒng)通信性能的進一步增強。煤礦企業(yè)在開展日常工作時，為了對其通信質(zhì)量進行更為有效的保障，需要合理應用光纖。在地面合理設置污水處理系統(tǒng)，人員定位中心，視頻中心，監(jiān)控中心和變電站等，相關系統(tǒng)可以接入地面控制中心，在礦井下還需要進行給排水系統(tǒng)科學設置配電系統(tǒng)與皮帶運輸系統(tǒng)，此時，可以在地下環(huán)網(wǎng)中直接接入，可以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩耘c可靠性，進而使其系統(tǒng)操作具有更高的便攜性。

3.2 系統(tǒng)結(jié)構

煤礦生產(chǎn)在利用物聯(lián)網(wǎng)技術構建智能化系統(tǒng)時，具體包括控制層，信息層和設備層，不同層面具有不同的職能。其中，設備層可以有效連接和科學管理網(wǎng)絡中的設備和控制層，而控制層可以實時傳輸網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，同時具備報文傳送和閉鎖等功能。5G技術的科學應用，可以使其管理人員實時監(jiān)控井下工作，對其進行遠程管理，實時掌握各部門工作的具體情況，并對其進行嚴格管理。信息層能夠有效落實編程控制，保障煤礦企業(yè)之間能夠利用物聯(lián)網(wǎng)進行通話。

3.3 系統(tǒng)特點

（1）科學應用交換機，可以對其環(huán)保冗余進行有效保障，進而保障能夠?qū)ζ渖a(chǎn)數(shù)據(jù)進行更為有效的傳輸。與此同時，還需要在系統(tǒng)內(nèi)部進行相關服務器的合理配置，確保能夠全面采集安全信息。相關工作人員通過對該服務器進行合理應用，可以對其相關子系統(tǒng)以往生產(chǎn)中產(chǎn)生的各項數(shù)據(jù)實時查詢，并對其進行實時記錄，進而確保能夠?qū)γ旱V生產(chǎn)環(huán)境進行更為科學的分析。此外，企業(yè)通過科學引進物聯(lián)網(wǎng)技術，能夠使用戶實時查詢與全面瀏覽各項數(shù)據(jù)。

（2）在煤礦具體生產(chǎn)中，物聯(lián)網(wǎng)技術的合理應用，可以確保煤礦智能化系統(tǒng)運行具有更高的安全性。

（3）煤礦生產(chǎn)通過合理應用物聯(lián)網(wǎng)技術，能夠?qū)ζ浒踩赃M行更為有效地保障。通過科學設置防火墻，合理安裝殺毒軟件，可以有效預防病毒攻擊，同時還可以避免非法用戶入侵。在煤礦生產(chǎn)進行智能化系統(tǒng)建設時，需要對雙重架構進行合理應用，確?？梢詫ζ涓黜棓?shù)據(jù)進行更為高效地傳輸。

3.4 接入方式

在現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)過程中，通過物聯(lián)網(wǎng)技術進行智能化系統(tǒng)的合理構建，需要針對不同子系統(tǒng)設置不同接入方式，在將其接入網(wǎng)絡單元時，需要對大協(xié)議進行合理應用，確保服務器能夠直接交換相關數(shù)據(jù)。在實時存儲相關數(shù)據(jù)并對其進行合理調(diào)用時，動作面橋接是其實現(xiàn)的主要方式。地面控制中心和其他數(shù)據(jù)庫，則需要進行WinCC組態(tài)軟件的簡單開發(fā)，能夠大大降低連接難度。在煤礦生產(chǎn)進行井下通信時，通常選擇利用CAN總線，此時需要對數(shù)據(jù)進行實時采集，所以不能直接利用以太網(wǎng)進行機內(nèi)連接，而是在轉(zhuǎn)換之后，再將數(shù)據(jù)統(tǒng)一傳輸?shù)叫畔⒉杉掌鳌?/p>

3.5 系統(tǒng)功能

煤礦生產(chǎn)在進行智能化系統(tǒng)的具體構建時，其系統(tǒng)通常具有以下3項功能。

（1）可以集中控制工作面子系統(tǒng)，此時組態(tài)軟件的科學應用，能夠使系統(tǒng)充分發(fā)揮各項功能，進而保障電氣設備可以正常使用啟動功能，復位功能，停止功能和測試功能。地面控制中心在開展日常工作時，需要對組態(tài)軟件進行科學應用，確保能夠有效保護各項電氣設備，進而保證能夠遠程編程對其各項故障進行有效排除，實現(xiàn)運行狀態(tài)的合理切換。而且在系統(tǒng)內(nèi)部，還可以集中式監(jiān)控主風機的相關運行參數(shù)，具體包括風機入口靜壓，風機溫度，流速，電機功率和運行頻率等。

（2）顯示功能。通過科學應用智能化系統(tǒng)，能夠全面展示各個子系統(tǒng)的各項運行信息。例如，泵房，膠帶機，變電站，工作面，風機等。同時，當某個系統(tǒng)內(nèi)部有故障出現(xiàn)時，系統(tǒng)能夠迅速報警，此時檢修人員能夠進行及時有效的處理。將該系統(tǒng)和變電站檢測有效結(jié)合，能夠?qū)ζ渥冸娫O備的運行狀態(tài)和各項參數(shù)進行全面展示。此時現(xiàn)場工作人員可以針對實際情況實施遠程分合閘操作，并對設備的功率、電流以及電壓正常顯示。系統(tǒng)在進行井上變電站檢測時，還可以全面展示變電設備各項參數(shù)和運行狀態(tài)，相關工作人員可以根據(jù)實際運行情況進行遠程合分閘。

（3）故障診斷功能。物聯(lián)網(wǎng)技術的合理應用，可以系統(tǒng)智能化診斷工作面內(nèi)相關子系統(tǒng)的運行故障，進而確保能夠準確分析故障成因和故障位置，然后通過語音報警向檢修人員提醒，對其進行及時處理。在具體運行該項系統(tǒng)時，系統(tǒng)可以對其故障進行匯總，隨后將其存儲在系統(tǒng)內(nèi)部。此時，管理人員能夠?qū)ζ錃v史故障記錄進行深入分析，并對其進行科學查詢。為了確保智能化系統(tǒng)具有更高的安全性能，還需要進行礦用防爆設備的合理應用，將其作為連接設備。5G技術的合理融入，可以對其連接效果進行更為有效的保障，相關人員需要對其進行深入分析。然后利用協(xié)議和標準化接口保障相關子系統(tǒng)可以實現(xiàn)正常通信，進而實現(xiàn)完整系統(tǒng)的有效形成。在該系統(tǒng)內(nèi)信息集成平臺是其核心要素，而OPC協(xié)議和WinCC組態(tài)團建能夠無縫連接各個工作面的相關子系統(tǒng)。

3.6 系統(tǒng)感知

通常情況下，在實現(xiàn)系統(tǒng)感知時，需要將運行數(shù)據(jù)信息作為各項工作的重要基礎，有效連接主干網(wǎng)絡和感知網(wǎng)絡，保證數(shù)據(jù)鏈路層能夠向井下和井上進行數(shù)據(jù)傳輸服務的精準提供。實現(xiàn)該類感知功能，確保物聯(lián)網(wǎng)體系具有更大的覆蓋范圍，然后進行系統(tǒng)檢測功能的科學設定，此時物聯(lián)網(wǎng)體系能夠?qū)ζ湓O備運行狀態(tài)實時分析，進而保障井內(nèi)發(fā)生危險情況時，可以及時向井上系統(tǒng)報警，進而使其人力資源投入得到有效控制，確保井下生產(chǎn)工作具有更高的安全性。

4 結(jié)束語

煤礦生產(chǎn)在建設智能化系統(tǒng)時，通過科學應用物聯(lián)網(wǎng)技術，能夠合理優(yōu)化系統(tǒng)配置和系統(tǒng)結(jié)構，完善系統(tǒng)特點，改進系統(tǒng)接入方式，強化系統(tǒng)功能和系統(tǒng)感知，從而實現(xiàn)煤礦開采工作的進一步發(fā)展。使其具有更高的開采效率，保障相關人員能夠更為有序地進行煤礦開采工作，提升整體工作效率，保證我國煤礦生產(chǎn)建設能夠得到更大的發(fā)展。

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