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煤矿综合自动化论文

发布时间:2022-04-08 08:43:34

煤矿综合自动化论文

煤矿综合自动化论文:综合自动化技术的煤矿管理系统论文

1综合自动化技术在煤矿行业管理中的应用

1.1综合自动化技术在煤矿管理中的应用由于我国在煤矿综合自动化技术的起步较晚,研发的方法较少,自动化疾控技术的水平较为薄弱,没有市场竞争优势,因此,大多数煤矿企业在选择综合自动化的设备时都是引用国外的设备,现如今煤矿企业广泛运用最多的是矿井安全检测系统,它主要采用的是煤矿综合自动化的集控技术。随着近几年我国信息化技术的发展步伐加快,国家的经济增长速度加快,煤矿企业在引进大量进口设备的同时也开始自主研发和吸收新的理念,结合我国煤矿企业的实际情况来看,通过引导和开发创新科技、实现自动化管理的应用及推广,可让煤矿行业的综合自动化地位走出国门,达到研究及探讨该项应用的优秀价值的目的。

1.2综合自动化技术在管理煤井提升机中的应用要做好煤矿的开采工作,其在设备的运用上也非常重要。煤矿开采的主要设备是煤矿矿井提升机,它具备重量大、体积大、控制难度大等特点。在煤矿开采的过程中,为实现有效管理提升机驱动和提升滚筒部分整合的效果,有效的改造和创新可以达到提升机内部结构的升级,使其用起来方便简单。为保证该项设备在管理上的安全稳定、实用可靠的特性,在设备的构建时要进行数字化、智能化的识别和监测。如在煤矿开采中寻找矿井地质时可以有效地运用设备本身的优秀微处理器进行,它可以监控和检测到出现故障的地址,做到诊断设备的能力,达到信息网络与设备的通信结合,极大地便利了设备的安装和升级。

1.3综合自动化技术在管理传送带矿井中的应用为保证煤矿生产环节中将煤炭完整地送到目的地,其在向矿井运输的过程中必须要做到传送带传送的连续性。我国在煤矿行业中对于传送带已经被广泛使用,它是通过带式的传送方式,将设备中的产物在确保运输量和安全性的前提下实现管理综合自动化的产物。它的结构中使用了3GST启动设置,通过有效的、智能化的解决操作来进行原煤的不间断运输,其结构中存在的优势是可以提高设备的工作效率,减少设备故障、避免设备出错。但当它进行管理长距离的运输时,尽管达到了设备的标准化要求,但仍然还有一些不够完善的地方需要改进,如传送带的中间驱动点管理上容易出现不稳定的现象,不能完整地除去设备故障,对其整个设备的可靠性以及设备的寿命造成了一定的影响。因此,煤矿企业在通过传送带矿井的使用部分还需加强,只有对此进行不断的研究和分析,才能确保设备系统运输的长久性和稳定性。

1.4电牵引采煤机在煤矿管理系统中的应用电采煤机作为煤矿综合自动化集控技术中一项很典型的应用,它主要是运用采煤机与电牵引技术相结合,利用电来牵引采煤机,从而实现下滑制发电,达到电能在采煤机中的应用。电牵引采煤机具有少故障、稳定性高、维护时间少的特点,它在合理选取和使用设备的启动控电系统中,可以高效稳定地提高其转动能力。随着电子信息技术的不断涌进和应用,电牵引采煤机综合自动化技术是实现企业长久而稳定发展的源动力。

1.5煤矿综合自动化技术在其他设备的应用煤矿综合自动化技术随着经济技术的发展推动,也在主流设备上不断开发和创新,它所采用的液压控制与信息技术相结合的理念已经成为电液控制矿井开采的中坚力量。它能使采矿设备的功能实现智能化模式,有效减少在煤矿开采作业中出现相互冲击的现象,给煤矿开采业提供了比较稳定的电力系统保障,满足了采矿过程中大功率电器的使用需求。

2煤矿管理系统在综合自动化技术中的发展趋势

2.1煤矿管理系统的实用性发展目前我国对于煤矿管理系统在综合自动化系统有三大特征:信息化、智能化和程序化。以这三个特征为出发点,可以体现出来的优势也较多,如设备自动化使用便捷,在设备维修上较少,具备安全可靠等特点。因此,在煤矿管理系统综合自动化设备上人们更注重其实用性。当前的煤矿综合自动化形式,站在煤矿工人的角度来讲,其大大减少了工作压力,降低了作业难度;站在企业发展的角度来讲,煤矿管理系统利用综合自动化技术在生产过程中提高了生产效率,加强了安全稳定性。尽管我国目前的煤矿综合自动化的使用无法与其他发达国家相比,而且相应的技术上还有较大的差距,因此我国煤矿企业在综合自动化的发展中要加大时间和资金的投入,加快生产和发展的速度。

2.2煤矿管理系统的自动化发展煤矿管理系统的自动化发展是目前煤矿行业发展的一个重要方向,其作为企业生产和发展的优秀,在未来发展中有一定的优势作用。我国现在很重视煤矿行业的开发技术和配套设施的设计,并要求煤矿行业开发要有自己的知识产权,从传统的经验分析不难看出,我国如想提高高产出和高旷工作业的安全性就必须建立自主产权的优秀设备和装置。在设备通信上实现智能化、自动化、可靠性,要加强设备实时信息的收集与整理,并且对其进行分类和存档,将部分有价值的信息进行回收整合,为创新煤矿管理系统中生产设备和工艺水平提供有效的资料帮助。

2.3煤矿管理系统的安全性发展煤矿管理系统综合自动化技术主要体现在智能化和自动化上,其在煤矿开采行业发展中起着不小的推进作用。如现阶段人们所广泛运用的远程控制系统,它可以在无人帮助和工作的情况下实现对煤矿矿井作业的开采和控制,还能通过运输传递的方式,记录并统计工作时产生的数据以及矿井中的温度及湿度状态等。由于矿井工作的风险性比较大,且属于事故多发场地,如瓦斯爆炸、地压冲击、火灾等都是造成事故危险的因素。因此,对于煤矿的生产安全环节要引起足够的重视。在煤矿的开采过程中或者完工后,要对所有的电路设备进行安全检查工作,并且要及时了解矿井下工作人员的情况,以免引起不必要的事故发生。

3结语

综上所述,我国煤矿管理系统在综合自动化技术的发展中还处于起步阶段,为实现信息化技术的发展历程,必须要在综合自动化技术上构建自主的知识产权,将自动化、智能化和高效化引入到技术目标中,结合集控技术的发展,将综合自动化技术日渐完善和创新。总之,要加大对采矿工作中人力物力的投入,改进各个生产环节中出现的不足,提高生产效率,减少成本支出是实现煤矿管理系统在综合自动化技术稳步发展的关键。

作者:景明伟单位:宁夏王洼煤业有限公司银洞沟煤矿

煤矿综合自动化论文:浅谈煤矿综合自动化系统控制策略

摘要:现阶段国内煤矿已利用综合自动化技术(计算机技术、网络技术、信息技术、控制技术),来实现煤矿的设备监控、安全、生产和经营管理等信息的有机集成。本文针对综合自动化系统要实现安全、可靠、高效生产的必要前提条件,结合国内煤矿综合自动化技术发展情况、系统的构成、煤矿机械装备、电气设备与工作人员的现场实践经验,采用全方位多层次的技术和自动化方案优化,分析煤矿综合自动化系统的重点控制策略。

关键词:综合自动化 现场层设备 控制策略

1 煤矿综合自动系统构成

(1)系统一般分为应用层、网络层、现场设备层。应用层又称集控层,采用统一的数据平台,用户可以进行各子系统间互访,用于数据接收、过滤、处理。网络层又称过程层,自动化控制网络结构:主干网络采用千兆冗余工业以太环网保证网络通讯的高带宽和可靠性,现场采用工业以太环网和多种现场总线,确保用户可兼容接入各子系统和设备。现场设备层由各种总线通讯分站、监控装置、智能仪表、传感器、电机等组成。(2)煤矿的各子系统一般有安全监控系统、瓦斯抽放监控系统、通风机监控系统、人员定位管理系统、供电监控系统、主通风机在线监控系统、提升系统、胶带输送机监控系统、井下排水控制系统、压风机监控系统、选煤厂监控系统、调度大屏幕显示、矿井移动通讯系统、煤矿产量调运系统、工业电视系统、束管监测系统、防尘喷雾系统等。

2 国内煤矿综合自动化技术发展情况及存在问题:

国家“十二五规划”明确指出:“以信息化带动工业化、以工业化促进信息化”。综合自动化建设已成为我国的一项重要的战略国策,近年来,随着我国煤矿综合自动化的发展,煤炭企业也在综合自动化建设上进行了较大的投入,但过于关注综合自动化平台所能实现的功能,主要存在以下问题:

(1)煤矿综合自动化基础设施涉及面广,对质量、性能参数等没有统一规划和定位。(2)现场总线层中所有自动化所需的机械设备进出口数据以及后续处理所需的测量值,缺少统一整合。(3)综合自动化基础设施容易产生重复建设且系统可靠性低。(4)难满足生产发展和软硬件技术升级的需求。

3 综合自动化系统的控制策略

近年来,随着OPC技术及现场总线(Fieldbus)技术的迅速发展,虽然解决了煤矿生产具有现场环境复杂,覆盖面大,生产系统多,存在各监控子系统异构且相互独立又互相制约等问题。但在先进的自动化技术的基础上,更应保证系统的实用性、安全可靠性、开放性、可维护性、经济性。笔者认为:煤矿综合自动化系统的重点控制策略应放在现场层设备标准化上,进行可靠的规划和统一整合,形成统一标准,解决自动化系统故障和工艺流程错误难识别,软件难编程、难扩展、基础设施重复建设等问题。

(1)从现场层设备的互换性、稳定性、安全性分析,使设备标准化、功能模块化、硬件智能化、数据数字化。对于长期连续运行的系统,必须考虑各种总线通讯分站、监控装置、智能仪表、传感器、网络、硬件的性能,这就要充分考虑设备的品牌、成熟性、经验和合理性;也能优化各子系统的标准模块,以使其结合生产工艺所需控制器、开关、电机等设备提供质量可靠的设计和优选。(2)使设备层支持多种符合国际标准的现场总线。因为系统最下面一层是现场总线层,是保证整个矿实现高效整体自控化的前提条件。它主要解决现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。借助于数据接口,所有自动化所需的机械设备进出口数据以及后续处理所需的测量值都将在现场总线层对其进行统一整合。所以在选择现场层设备时,必须使其能支持多种国际标准的现场总线。(3)优化基础网络与工业网络系统结构。网络基础设施是矿井信息化建设的关键环节,关系到整个矿井综合自动化系统的安全与可靠性。它们由星型(或环型)地面光纤系统、环型井下光纤系统和独立组网的安全网络系统、工业网络系统组成。基础网络必须采用先进的、开放的体系结构,以便于在应用平台级方便地集成现有、未来的应用系统,并最大限度的优化路由方式,使系统的结构简化, 减少设备与连线。另外,系统所采用的网络、软件和设备技术应符合相关国际标准的、完全开放的,具备成熟的第三方连接能力。并在国内有良好的接受程度,符合未来发展方向的主流技术,提供技术规格、开发支持等工作。

4 结语

综上所述,国内煤矿综合自动化系统除了高度集中控制系统的研发外,更要其控制策略的重点更放在了设备基础设施上。采取有效措施及目标定位,规划并引进自动化基础设施技术标准,以此来实现采矿技术、工艺过程和产品运输等标准化、高效自动化,提高经济性、生产设备灵活性和整个煤矿的竞争性。

煤矿综合自动化论文:数字化煤矿综合自动化系统创建分析

摘 要:随着网络技术的不断发展,数字化煤矿综合自动化系统在我国已得到广泛应用,但是由于各方面因素,其创建及发展过程还存在许多问题。本文详细介绍了数字化煤矿系统的概念、功能及其创建的必要性,并分析指出了其创建过程中存在的问题与相应解决方法,希望能对这一系统的进一步发展作出贡献。

关键词:数字化;煤矿;综合自动化

随着第三次科技革命的深入发展,煤矿领域也不断进行着革新,数字化煤矿综合自动化系统的创建便是其中一例。自20世纪80年代起,数字化煤矿系统在我国便得到了逐步的发展与应用,并在应用过程中发挥其特有功能,为煤矿事业的发展创造了显著效益,但截止目前,其发展、创建过程中依然存在不少问题亟待解决。

一、数字化煤矿综合自动化系统简介

(一)数字化煤矿综合自动化系统的概念

数字化煤矿综合自动化系统是基于CIMS原理提出的一项由应用、网络、现场设备三层结构组成的,矿井检测、报警、生产操作一体化的系统。为提高煤矿安全管理能力,实现生产、管理的一体化,该系统集合了网络、通信、数据库、自动化、信息化及工业电视等技术设备,实现了生产与管理的集成,即生产控制、监测系统与生产管理系统的集成。

(二)数字化煤矿综合自动化系统创建的必要性

煤炭行业是一个相当危险的行业,但同时又是一个国民经济发展必不可少的行业。为此,国家对这一行业的监管力度不断扩大,对于发展煤矿高科技的要求也不断加强。在这一背景下,数字化煤矿综合自动化系统的创建与完善正是大势所趋。

此外,煤矿综合自动化系统的创建有利于改变当下煤矿众多子系统:1 相互独立、各自为政,软件重复投资且不能实现信息共享,无法实现统一监控和调度;2 重复投资造成资金浪费,从而导致维护资金缺乏、安全性降低;3 由于以上原因而导致自动化集成系统无法发挥其最大效益等等一系列问题,从而实现安全生产,统一监管。从这个角度来讲,实施数字化煤矿综合自动化系统是很有必要的。

二、数字化煤矿综合自动化系统的功能

(一)提高煤矿作业的安全性

数字化煤矿综合自动化系统拥有调度集中监控平台、千兆工业网传输平台及子系统接入平台,其创建与应用在很大程度上改善了煤矿工作人员的工作环境,提高了其工作地点及相关设施设备的安全系数,有利于保障工人的人身安全。

此外,数字化煤矿综合自动化系统在煤矿事业中的应用,实施了人员定位系统,以国投新集口孜东矿为例,其人员定位系统的构成主要包括:地面信息采集基站1个,井下大分站5个,小分站20多个,无限收发器共30多个,共配置标识卡10000张,实现了一人一卡入井,这有利于对井下作业人员进行定位,有利于保障工人的人身安全。

同时,由于该系统的实施实现了网络共享,矿难事故发生时能够及时联动报警,这不仅有利于减少人员伤亡人数,同时也能减少事故带来的经济损失。

(二)减少作业工人数量,节约投资成本

数字化煤矿综合系统的创建与应用,在一定程度上实现了设备的自动控制,可无需工作人员进行值班坚守与定期巡逻检查,降低了煤矿工人的劳动强度,同时可减少各岗位对工作人员数量的要求,减少工人数量,具体到每一位在职工人都有各自的职责范围,提高了煤矿事业对工人劳动力的利用率,同时由于人员减少,也在一定程度上节约了成本。

此外,这一系统的创建与应用,在生产设备方面,也有效降低了成本,比如该系统之下,形成了传输、数据、监控平台,网络数据实现了共享,减少了不必要的重复投资等。

(三)提高管理水平,提高生产效率

数字化煤矿综合自动化系统为煤矿企业提供了一个统一的管理平台,尤其是通讯联络系统的运用,实现了对井下作业人员的全方位监控,能够及时依据作业情况调整各部门的工作。同样以国投新集口孜东矿为例,其通讯联络主系统采用的是江西联创DDK-6型数字程控交换系统,总容量为400门,冗余100门;包含IP广播和无线通讯两个辅助系统。其中,无线通讯系统的井下安装基站有26个,共配置配套无线手机700部,同时,井下的信号覆盖率达到90%以上;IP广播系统的井下终端也安装了20多个,从而实现了通信全覆盖,这一方面有利于提高煤矿事业的集成水平,实现系统内部的综合管理;另一方面也有利于实现煤矿作业过程中的管理与监控的一体化,提高管理水平。

三、数字化煤矿综合自动化系统创建中存在的问题及解决方法

(一)煤矿自动化产品方面

煤矿综合自动化系统在我国早已起步,就目前而言,其自动化产品种类繁多,但是没有统一标准,而且质量上也频出问题。这就阻碍了煤矿自动化系统的进一步发展。为此,相关部门应积极制定相关政策、法规,致力于提高我国自动化产品的标准化、规范化、通行化等,并对其质量标准按市场要求做出规范,不断适应数字化煤矿自动化系统的创建。

(二)煤矿综合自动化系统建设方面

笔者调查发现,目前我国数字化煤矿综合自动化系统建设方面,存在自动化设备及子系统独立运行、各自为政的状况,这就导致网络信息不能实现共享,从而出现“信息孤岛”现象,限制了信息利用率的提高。为此,数字化煤矿综合自动化系统的创建首先要建立起一个统一的网络平台,这不仅有利于实现资源的全方位互动,提高资源的利用率,减少为维护各子系统资源所付出的人力、物力等资源的浪费;还有利于实现煤矿企业内部的监测、管理与控制的一体化,提高工作效率,实现生产目标。

结语

随着数字化煤矿综合自动化系统在我国煤矿事业中的逐步普及,对于该系统的创建更要严谨、认真,始终遵循面向应用、人机协同工作、信息资源综合管理、兼容并蓄、统一规划与分步骤实施、不断适应时代变化同时稳步推进及广义网络等原则,不断改善其创建过程中出现的瑕疵、问题,力争实现其效益最大化。

煤矿综合自动化论文:浅谈煤矿综合自动化控制系统构成与实现

【摘 要】同美国、澳大利亚等国家相比,我国煤矿行业生产效率偏低,吨煤死亡率偏高,为了有效提高煤炭生产率,改善劳动生产条件,相继引用了煤矿综合自动化控制系统,它能够通过工业以太网实现全矿井生产系统、通风系统、排水系统、提升系统、供电系统与地面管理系统的集中控制,因而能从技术与管理上显著改善煤矿企业运行效率并取得较好的综合效应。作为煤矿行业研究的重要课题之一,煤矿综合自动化控制系统也是本文讨论的重点,笔者从系统特点、系统构成与了系统实现三方面进行了阐述,对实现煤矿的自动化生产具有重要意义。

【关键词】综合自动化控制系统;煤矿企业;系统构成

前言

煤炭在我国能源结构中所占的主体地位将仍然持续于未来大半个世纪,但我国90%的煤炭都以井工开采为主,生产隐患多,生产效率低,生产成本高,各种矿井事故(如瓦斯突出与爆炸事故、矿井突水事故、机电事故、顶板事故等)层出不穷,因此,有必要研究新型技术逐渐代替部分人力的作用。随着计算机技术的快速发展,自动化控制技术逐渐被运用到各个行业与领域中,基于现代化管理与安全监测系统的需要,在煤矿行业中安装采用综合自动化控制系统已成必然趋势。自该项技术在煤矿应用一二年以来,显著提高了矿井生产效率与安全系数,因此,大力发展自动化控制技术是新型现代化矿山企业建设与实现安全高产高效的必然途径。以下笔者将从煤矿综合自动化控制系统特点、构成与实现三方面进行详细阐述。

1 煤矿综合自动化控制系统的特点

煤矿综合自动化控制系统作为煤矿自动化总平台,实现了在地面对煤矿井上下诸多设备的可靠控制。

(1)采用光纤组建了煤矿井下工业以太网并形成环网,全矿井下胶带、轨道、供电、排水、通风、矿井提升、选煤等自动控制子系统均以现场总线等形式就近接入工业以太环网,同时,采用OPC及组态软件等技术接入软件平台,形成全矿井自动控制信息传输及处理的总集成平台,基于该平台实现了在地面集控中心对井下胶带、供电、排水、轨道、通风、压风、提升、选煤等设备的远程开停控制和在线监测,井下诸多环节和岗位实现了无人值守,大大减少了井下现场人员,提高了矿井安全水平。

(2)煤矿安全监控、人员定位等监测监控系统在地面接入煤矿自动化平台,实现了矿井自动化信息、安全生产监测信息的集成、共享和Web等功能,实现了对井下所有掘进头、工作面的瓦斯自动检测和超限自动断电、告警,实现了对井下所有重要地点的风速、温度、风门、局扇开停的自动监测,实现了对井下人员分布情况的在线监测和统计。

(3)建立了矿井自动化监控中心,具有大屏幕显示功能,控制功能,数据统计汇总功能,网络功能等,操作员站之间具备相互冗余功能。

(4)建立了矿井工业电视监视系统,将井下和地面各主要地点摄像机的信号传输到地面视频服务器,在集控中心显示和切换图像,为地面远程控制提供了必备的监视手段。

(5)建立了矿井移动通信系统,实现了井下现场与集控中心的清晰通话,为地面远程控制提供了畅通的联络手段。

(6)完成了煤矿综合自动化控制系统与煤矿管理网络安全对接,将煤矿井下现场的自动化信息、安全监测信息、井下视频与管理信息系统联通,通过Web等方式实现了各类信息在全公司的资源共享。

2 煤矿综合自动化控制系统构成与网络架构

2.1 煤矿综合自动化控制系统构成

矿山综合自动化系统以矿用千兆冗余工业以太环网为通讯平台,采用3层网络结构,将数据、视频、音频、通讯一条线路同网传输,基于VLAN、IGMP等工业以太网技术,通过优化资源配置,合理分配各系统的资源和带宽,确保重要数据的实时性和可靠性及各种情况下通信的畅通。通过光纤通信为骨干通信平台,将主井提升子系统、选煤厂控制系统、井下人员定位系统、带式输送机监控系统、井下供电无人值守系统、电力调度子系统等统一集成在一个骨干光纤软件平台上,构成一个统一的煤矿综合自动化信息管理平台。

2.2 煤矿综合自动化控制系统网络架构

煤矿综合自动化控制系统的主干通信网络使用千兆环型工业以太网,使用优秀交换机将井上信息管理平台与井下各类自动控制系统互连,骨干网提供工业以太网接口,保证整个系统具有良好的可扩展性,骨干网一旦出现故障,可以迅速自适应恢复通信,保证整个系统的稳定性与可靠性。煤矿综合自动化控制系统的网络系统由井下网络和井上网络2部分构成,网络均为环型拓扑结构,2部分网络使用优秀交换机完成互联。全矿骨干网络使用1000M工业以太网构建,为全矿各子系统提供方便灵活的工业以太网接口,地面、井下子系统均可以方便接入。

图1 煤矿综合自动化控制系统结构

煤矿综合自动化控制系统井上部分由优秀交换机和以太环网组成,以太网使用千兆带宽,保证系统通信的稳定性与安全性,其他子系统接入附近的交换机,主网络通过地面网关交换机接入调度指挥控制中心网络。井下控制网络通过环形工业千兆太环网,构成井下生产过程控制自动化的统一软件平台。煤矿综合自动化控制系统结构图如1所示。

3 煤矿综合自动化子系统软件功能的实现

煤矿综合自动化控制系统使用统一的平台集成了电力调度子系统、压风机子系统、锅炉房子系统、中央回风井通风机子系统、副井提升子系统、井下带式输送机集中控制系统、考勤、人员定位和无线通讯系统等不同功能子系统。不同的子系统软件的实现主要采用组态软件完成,组态软件根据现场情况进行快速二次开发,真实模拟现场动画效果,有效处理数据。例如煤矿综合自动化控制系统中的井下主排水系统的监控软件需要实现水泵的在线监测和自动化控制。能对水泵的各项运行工况参数在线实时监测、统计和显示,通过智能专家系统使水泵始终处于高效的运行状态,通过故障参数进行分析预警,防止事故,控制操作程序,防止误操作,同时可根据操作员指令或预定控制程序,按要求自动完成水泵的定时启动、定水位启动、自动切换启动、智能经济运行等操作,自动控制分时运行、削峰填谷,即可现场操作控制,也可远程操作控制,实现水泵的高效经济运行和现场无人值守运行。通过组态软件可以快速高效的实现上述功能,利用组态软件设计的井下主排水系统监控界面形象直观,具体界面如图2所示。

图2 井下主排水系统监控界面

4 结语

煤矿综合自动化控制系统在地面远程控制井下设备,实现现场无人值守,不仅减人提效,也是煤矿“无人为安”思想的体现,对煤矿安全生产的发展具有重大意义。通过在煤矿建立综合自动化控制系统,可以实现在煤矿地面控制中心对井下胶带运输、轨道运输、供电、排水、压风、地面选煤设备的开停控制,并减少井下现场作业人员数量,从而可取得较好的经济效益和社会效益。

煤矿综合自动化论文:全矿井综合自动化系统在煤矿中的应用

【摘 要】全矿井综合自动化系统是随计算机技术、信息处理技术以及通信技术等技术的发展而出现的为矿山数字化建设服务的先进新型系统,全矿井综合自动化系统在煤矿中的应用一方面能提高煤矿工作效率,改善工作作业环境,另一方面也能提高矿井作业安全系数,增加企业优秀竞争力。因此研究全矿井综合自动化系统的发展与应用意义深远。本文以江苏某矿为研究对象,介绍了全矿井综合自动化系统在该矿的应用情况,并详细分析自动化系统的结构、工作原理、系统特点与主要功能。实践证明,自该矿引进全矿井综合自动化系统以来,实现了加强煤矿运输、通风、瓦斯抽采等生产环节的远程监控的目的,大大减少了矿井生产安全事故。

【关键词】煤矿;全矿井综合自动化系统;工作原理;系统特点;远程监控

引言

某煤矿位于江苏省境内,是一座具有先进管理经验的大型矿井。该矿采用全矿井综合自动化系统,由天地(常州)自动化股份有限公司设计并协助完成。全矿井综合自动化系统集检测、监控、管理于一体,能通过监测数据的采集、处理及分析对全矿的安全生产状况进行综合性动态分析,从而为领导制定决策提供依据,以实现矿井安全、高效、集中运行生产,达到提高工作效率、改善工作作业环境、提高矿井作业安全系数的目的。

1 全矿井综合自动化系统介绍

1.1 系统结构

该矿井是一个高产高效的现代化矿井,为提高矿井安全生产的效率,通过全矿井综合自动化系统,对矿井提升系统、运输系统、通风机、110kV变电所、井下水泵、瓦斯抽排系统、选煤系统、安全监控系统、压风机、锅炉系统等工业生产环节实行统一操作、集中监控、统一调度。此系统根据管控一体化思想,以3层的系统结构――管理层(以太网)、控制层(冗余工业以太环网)、设备层(现场总线)为基础,将上述系统统一在一个网络平台上,便于对矿井生产状况进行实时监控,并为管理决策提供依据。全矿井综合自动化系统网络拓扑结构如图1所示。

1.2 系统工作原理

各自动化系统的现场设备如PLC或专业控制器就近接入工业以太网,工程师站和管控服务器通过地面交换机接入网络,建立数据传输的高速通道,并采取以下作业步骤,实现信息的有机集成。

(1)在管控服务器中安装矿井综合自动化软件平台,通过控制层和设备层将各自动化系统的数据通过工程师站或现场PLC集成到矿井综合自动化软件平台上。集成方式采用简单、易行的应用层协议,即运用统一的通信协议、统一的接口、统一的编码方式将各自动化系统的监控数据进行采集、分析、处理、汇总,除了安全监控系统采用文件方式进行数据交换外,其它自动化系统全部采用OPC方式接入矿井综合自动化软件平台。

(2)将矿井综合自动化软件平台与设备管理信息系统、安全管理系统、综合消息平台进行联机。其中,各自动化系统、设备管理信息系统、安全管理系统提供基础信息,而预警信息通过消息平台发送到相关管理人员的手机上或通过计算机桌面消息方式提醒管理人员, 使他们能及时了解矿井的安全生产状况,在必要时采取解决措施。

(3)当所有的数据经过分析处理后,在调度室大屏幕和调度台工作站上显示。监控数据和矢量图形采用在线组态方法, 可创建形象、直观的生产动态监视画面, 实时显示矿井生产工况和环境监测数据,从而使调度管理人员在紧急情况下及时远程遥控井下设备。

(4)系统对集成后的各类数据进行深加工、分析,以产生比较有价值的信息和实现多系统之间的互联动。例如可以直观地在大屏幕上显示矿井各区域的安全状况,可以在危险时及时提供该区域的人员分布情况、视频图象、主要设备运行情况、救灾物资储备情况、人员撤离路线等信息。

(5)由于矿井综合自动化软件平台支持Web方式浏览数据,公司领导和各生产职能部门可通过网络随时掌握矿井生产动态和安全状况。

1.3 系统特点

该系统采用3层体系结构,且控制层采用工业以太环网,设备层采用现场总线,保证了现场子系统的实时性;环网冗余,可快速建立连接及连接恢复,恢复时间

1.4 系统主要功能

(1)实现了不同自动化系统的数据集成。通过简单易行的应用层协议,全矿井综合自动化系统实现了各自动化系统监控数据的采集、分析、处理、汇总,这些监控数据包括环境监控系统、电力监控系统、调度通信系统、数字工业视频系统、人员监测系统、胶带运输系统、洗煤厂集中控制系统数据等,为进一步提供数据打下了应用基础。

(2)实现了数据传输故障诊断功能。全矿井综合自动化系统利用本地丰富的软、硬件资源,采用一定的技术策略实时监控不同自动化系统的运行情况及工业控制网络,准确判断影响数据传输的故障,为系统的正常运行及日常维护提供了保障。

(3)实现了不同自动化系统间的互联动,即环境监控系统、电力监控系统、数字工业视频系统、安全管理系统、调度通信系统、短信报警平台间的互联动功能。

(4)实现了系统分级控制功能。全矿井综合自动化系统可通过矿井综合自动化软件平台控制多个自动化系统中设备的开停,以保证当井下发生紧急情况时,根据需要通过该软件平台手动或自动控制井下设备,以减少不必要的损失。

(5)建立了应急预案指挥体系。全矿井综合自动化系统建立了一个针对各种危险源和事故的预案库及完整的预案库管理工具,并可不断地修正和完善预案库。当系统产生危险提示或井下发生事故时,系统自动启动预库案,并调出相应的避灾路线图,指导调度指挥人员正确及时地处理危险或事故。当具备外部相关条件时,系统可启动预案库的自动执行工具,并可记录结果。

(6)建立了区域生产作业环境评估机制。全矿井综合自动化系统通过综合分析不同作业地点影响安全的各类数据,给出该工作地点正常、异常、较危险、很危险的评价结果。评价结果通过不同的颜色区分显示,从而将矿井各作业地点的安全状况直观展示给调度人员,提高了调度人员的管理效率。

3 结语

全矿井综合自动化系统自在江苏某矿运行以来,有效解决了现场管理分散、工人安全得到保障等问题,实现了检测、监控、管理一体的矿山作业模式。实践证明,全矿井综合自动化系统应用于期间运行稳定可靠,通过现场检测数据与监控图像分析,并运用先进管理模式,有效降低了矿井安全事故率,节约了企业生产成本,因此具有较好的社会效益与经济效益。

煤矿综合自动化论文:矿井综合自动化系统在榆树井煤矿的应用

【摘 要】基于工业千兆以太环网的全矿井综合自动化系统的网络结构及其在榆树井煤矿的应用情况。实际应用表明, 综合自动化系统的建成极大地提高了榆树井煤矿的矿井生产自动化和管理现代化水平, 实现了全矿井系统实时数据和运行状态的远程实时监测、统一管理与数据共享。实现生产及辅助生产的各种运行参数上传至调度室, 可使煤矿生产和管理更加科学高效。

【关键词】矿井综合自动化系统;网络平台;工业以太环网

1 前言

内蒙古上海庙矿业公司焦煤公司榆树井煤矿位于陕甘宁交界处, 2010年7月投产, 是一个新型现代化矿井。我矿坚持把信息化建设作为重点工程,本着“总体规划、分步实施、重点突破、务求实效”的工作方针,我们不断更新观念,坚持科技兴煤战略,开发建设了KJ90安全监测监控系统、KJ251入井人员考勤系统、调度大屏显示系统、调度通信系统、全矿井综合自动化系统、工业电视系统、办公自动化系统、视频会议系统、CDMA无线通信系统,数字化矿山安全管理系统、材料管理系统、设备管理系统、调度日报系统、地理地测信息系统、采掘设计系统、智能化通防系统、井下巷道三维模拟系统等,并成功实现了集“视频、数据、通讯”为一体的“三网合一”的信息工程,实现了计算机信息资源的综合利用和共享, 使矿井的安全管理更加科学化、规范化、系统化,信息化建设取得了实质性的进展和成就,综合实力得到了显著增强。

目前,我矿信息化技术已经全面应用于生产、安全等领域,随着计算机技术、网络技术、数据库技术、自动化技术、传感器技术、数字视频技术和现代管理技术在矿井中的全面应用,我矿信息化正向信息扩展、高度集成、综合应用、自动控制、预测预报、智能决策的方向深入发展。

榆树井煤矿本着“增加人不如增加设备, 增加人不如培训人!”的理念, 通过对人才的培养和对新设备、新技术的应用,来达到减员增效的目的, 对于新设备和新系统的管理问题,榆树井煤矿推广应用了矿井综合自动化系统, 通过综合自动化系统平台运行, 实现了对各个子系统的管控一体化。

2 主要研究内容

各自动化系统的现场设备如PLC 或专业控制器就近接入工业以太网, 工程师站和管控服务器通过地面交换机接入网络, 建立数据传输的高速通道,并采取以下作业步骤, 实现信息的有机集成。

(1)在管控服务器中安装矿井综合自动化软件平台, 通过控制层和设备层将各自动化系统的数据通过工程师站或现场PLC 集成到矿井综合自动化软件平台上。集成方式采用简单、易行的应用层协议, 即运用统一的通信协议、统一的接口、统一的编码方式将各自动化系统的监控数据进行采集、分析、处理、汇总, 除了安全监控系统采用文件方式进行数据交换外, 其它自动化系统全部采用OPC 方式接入矿井综合自动化软件平台。

(2)将矿井综合自动化软件平台与设备管理信息系统、安全管理系统、综合消息平台进行联机。其中, 各自动化系统、设备管理信息系统、安全管理系统提供基础信息, 而预警信息通过消息平台发送到相关管理人员的手机上或通过计算机桌面消息方式提醒管理人员, 使他们能及时了解矿井的安全生产状况, 在必要时采取解决措施。

(3) 当所有的数据经过分析处理后, 在调度室大屏幕和调度台工作站上显示。监控数据和矢量图形采用在线组态方法, 可创建形象、直观的生产动态监视画面, 实时显示矿井生产工况和环境监测数据,从而使调度管理人员在紧急情况下及时远程遥控井下设备。

(4)系统对集成后的各类数据进行深加工、分析, 以产生比较有价值的信息和实现多系统之间的互联动。例如可以直观地在大屏幕上显示矿井各区域的安全状况, 可以在危险时及时提供该区域的人员分布情况、视频图象、主要设备运行情况、救灾物资储备情况、人员撤离路线等信息。

(5)由于矿井综合自动化软件平台支持Web方式浏览数据, 公司领导和各生产职能部门可通过网络随时掌握矿井生产动态和安全状况。

3 技术应用与特点

目前, 国内部分厂家采用组态软件开发矿井综合自动化软件平台。由于组态软件具有通用性, 在数据整合和处理上采用脚本来处理信息, 运行效率较低, 难以对现有各自动化系统的信息进行高效、有机的整合。为了最大限度地保护在原有自动化系统上的投资,矿井综合自动化软件平台采用基于微软DCOM 组件技术、Web Ser vice 技术等先进、成熟的技术, 可以为各种专家系统提供基础数据, 也可以方便地进行升级、扩展, 具有运行效率高、稳定、可靠等特点。

通过矿井综合自动化软件平台实时采集现场数据信息, 对数据进行加工处理、分析预测, 形成决策意见, 同时依据相关的规章制度和专家经验, 综合评价多种参数, 并用评价结果指导和调节各生产系统或环节的运行, 有效地预防和控制灾害。

4 使用效果

矿井自动化控制系统本身, 并不直接创造效益,但它对企业生产过程起着明显的提升作用。搭建传输平台、数据平台、监控平台, 一次投资、长期受益,能为煤矿节省传输线路铺设和维护费用, 减少矿井生产过程的原材料、能源的损耗。能提高对设备的故障分析和判断能力, 减少人工操作失误和停机事故, 增强操作系统的可靠性, 延长设备使用寿命, 提高矿井生产过程的安全性; 在地面集中监测监控, 井下减员增效, 减少井下人员伤亡的可能性, 实现无人值守、定期巡检, 有效降低生产成本, 提高矿井生产效率; 可加强对辅助运输的调度与管理, 提高运输能力, 发挥自动化系统的综合效益, 实现煤矿管控一体化, 提高煤矿的安全生产调度水平。

我矿一直坚持“科技兴煤、人才强企”战略思想,重视科技,以先进的科学技术武装生产经营的各环节,在诸多领域已达到国家乃至国际领先水平。在信息化建设中总体规划、注重实效,推进科技创新,推行小改小革,一切从本矿实际出发,以现代化信息技术改造传统产业,以科技力量引领企业加快发展。推进信息化,关键在于应用、在于务实,在实施过程中尊重生产实际,把信息化和生产调度紧密结合,抓调度、抓管理,突出重点、分步实施、务求实效。

通过全面实施信息化建设、管理,特别是数字化矿山系统的深入建设,为我矿的安全生产再上一个新高度奠定了扎实基础,与此同时,也将在实现矿井安全生产及可持续发展战略中发挥其重要作用。

5 结语

矿井综合自动化系统的建成极大地提高了榆树井煤矿系统管控一体化程度, 有效地提高了矿井生产自动化和管理现代化水平, 实现了全矿井系统的统一管理与数据共享。当系统出现故障和报警时能够快速反映出故障部位和报警位置, 方便了系统的维护, 缩短了系统故障的排除时间, 减少了设备故障带来的经济损失, 达到了减员增效的目的。该系统目前功能完善, 使用方便。在后期, 榆树井煤矿将会陆续加大子系统的接入量, 争取早日实现全矿各子系统的集中管控, 为提高矿井综合自动化程度、信息化管理水平和强化煤矿安全生产能力奠定坚实基础。

煤矿综合自动化论文:计算机综合煤矿自动化系统的通信网络与现场总线

[摘 要] 随着国家越来越重视煤矿企业的安全生产以及信息网络技术的崛起,计算机综合自动化系统的通信网络与现场总线的应用,更好的服务于煤矿企业,有效的提升了煤矿企业的经济效益和社会效益。本文将对计算机综合煤矿自动化系统的通信网络与现场总线进行简要的分析和探讨。

[关键词] 煤矿; 自动化系统; 通信网络; 现场总线

进入了21世纪,以工业以太网为代表的信息网络技术进入了快速的发展阶段,使得集计算机综合自动化系统的通信网络来传输煤矿各系统之间信息得到了实现,并且各系统之间的信息传输也逐渐的采用了总线传输方式,如CAN、Rs232总线传输方式就广泛的应用在传输煤矿各个系统内部的数据信息上,使得煤矿自动化系统水平进入了一个新的台阶。

一 煤矿自动化系统的通信网络

工业以太网是一种符合IEEE802.3(以太网)和802.11(无线局域网)标准的高性能的局域网络。通过工业以太网用户可以建立高性能、宽范围的通信网络。目前随着互联网技术的广泛应用,Ethernet传输速率和Ethernet交换技术都将得到了有效的提高和发展,使Ethernet全面应用于工业控制领域,煤矿自动化系统得到了广泛的实施,

在煤矿企业,矿井传统的通信网络是以链型或者以星型网络拓补为主,其各个子系统自成网络,导致了系统的带宽低、可靠性差、不具备冗灾性能。目前以太网技术在煤矿自动化系统中的应用,提高了矿井通信系统的可靠性。并且通过无线以太网技术,可以实现无线组环的功能,比如在煤矿的开采工作面的主运顺槽和辅顺槽与主副大巷连接,这样就能够实现两个顺槽的无线组网,而大巷与有线以太网相连接就实现了开采工作面、主副顺槽、大巷之间形成了一个环路,以便对设备进行回撤,也就简化了施工与运维的难度,提高了系统的可靠性和冗灾性。无线以太网和有线网络采用标准以太网802.3协议与工业以太网进行无缝连接,这样无线以太网设备就可作为工业以太网的接入点来对已经建成的工业以太网的数据进行传输,充分的利用了原有资源,同时以太网通过无线延伸到移动的采掘和掘进工作面,有利于提高网络的灵活性和便利性。

随着科技的进步,计算机综合自动化技术在煤矿企业内广泛的应用,目前煤矿各个生产和监控的子系统的自动化程度越来越高,同时也越来越复杂,其子系统的数量和种类也在不断的增加,但是现有的子系统的传输方式则是采用“星型”或“链型”网络拓扑结构用有线的传输方式接入,将受到现场环境和位置的限制,则需要架设线缆,并且其移动不灵活还缺少链路冗余,可能会出现一碰就断的现象。而基于无线以太网技术的无线自动化适配设备的接入将面向网络侧采用无线以太网技术来接入井下的工业以太网,面向被控设备和子系统侧提供了以太网、总线通信、串行通信等多种接口,便于利用原有资源,并且采用无线以太网技术的自动化接入适配设备将不受线缆的限制,从而实现了便捷的无线接入,提高了系统的可靠性。

二 煤矿现场总线

CAN-bus(Controller Area Network)总线最早由德国Bosch 公司提出的当时主要用于汽车内部单元与控制中心之间的数据通信。因为其具有良好的性能,所以目前被广泛应用于其他领域中,如工业自动化、电力通信、楼宇建筑、汽车电子、电梯网络以及安防消防等诸多领域,并且逐渐成为这些行业的主要通信手段。现场总线CAN-bus 具有以下诸多特点:

1)国际标准的工业级现场总线,传输可靠,实时性高。

2)传输距离远(无中继时最远10Km),传输速率快(最高1Mbps)。

3)单条总线最多可接110 个节点,并可方便的扩充节点数。

4)总线上各节点的地位平等,不分主从,突发数据可实时传输;

5)非破坏的总线仲裁技术,可多节点同时向总线发数据,总线利用率高。

6)出错的CAN 节点会自动关闭并切断和总线的联系,不影响总线的通信。

7)报文为短帧结构并有硬件CRC 校验,受干扰概率小,数据出错率极低。

8)对未成功发送的报文,硬件有自动发功能,传输可靠性很高。

9)具有硬件地址滤波功能,可简化软件的协议编制。

10)通信介质可用普通的双绞线、同轴电缆或光纤等。

11)CAN-bus 总线系统结构简单,性价比极高。

CAN-bus总线在网络开放性、网络通信距离、通信可靠性、数据传输实时性、网络节点数目以及系统设计成本等各个方面都将具有强大的优势,所以当CAN-bus总线在煤矿通信系统中开始应用时就得到了广大用户的认可,目前已经成为煤矿行业首选的通信网络设备。由CAN-bus所构建的现场煤矿设备网络,将能够使得管理者和主控设备及时的了解和处理当前的矿井情况,能够第一时间的发现事故隐患,及时的对其进行处理从而避免危机的发生。而且目前基于CAN-bus现场总线技术已经完全成熟,用其来构建煤矿行业的通信网络或者开发某一特定的通信设备从技术上来说已经不存在任何的门槛,其CAN-bus现场总线本身也符合安全要求,所以其与通常煤矿行业所应用的RS-485标准相比较,CAN-bus现场总线具有更大优势,目前完全可以取代RS-485网络。采用CAN-bus现场总线技术可以组建出一个具有高可靠性、远距离、多主方式和多节点的通信网络设备,并且CAN-bus现场总线技术还可以直接使用RS-485的标准传输光缆和拓扑结构方便快捷的在原有设计资源上进行系统升级。

三 煤矿通信网络中的CAN-bus的发展趋势

CAN-bus现场总线是一个开放的标准,几乎所有的国际半导体公司都为其提供了开发CAN-bus 产品的支持。只需简单地约定网络应用层的通信协议,就能够将设备阶段进行互连互通,从而形成多种设备相互通信的数据网络。利用CAN-bus现场总线可以方便地构建煤矿行业的井下通信主干网络。而作为现场总线CAN-bus 网络的一个设备节点,CANET-E 网关可以与以太网Ethernet 实现互连互通这样就可以将现场总线CAN-bus 接入无处不在的Internet 网络,实现数十公里以外或者整个地区的运行数据采集、管理,来满足煤矿行业现场数据的现代化管理要求。所以对于井下的CAN-bus 设备节点也可以与Wireless 网络实现互连互通来构成小范围的无线数据采集网络。所以由此看来,煤矿行业的CAN-bus 网络正朝着三层网络的方向发展。

采用光纤通信的CAN-bus 网络也是煤矿行业通信网络的一个发展趋势,它与传统的双绞线传输方式相比,光纤的低传输损耗使传输距离大为增加,更适应煤矿行业中远距离传输的需求。在未来发展中光纤通信方式、双绞线通信方式的两种CAN-bus 网络将并存于煤矿行业中。

四 结束语

计算机综合煤矿自动化系统的通信网络与现场总线的应用,使得煤矿自动化技术有了很大的提高,提升了煤矿企业的管理水平。随着科技的进步,社会的发展还应不断的对计算机综合煤矿自动化系统的通信网络与现场总线进行改进,使其能够更好的服务于煤矿企业。

煤矿综合自动化论文:CE智能平台在煤矿综合自动化中的应用措施

[摘 要] 煤炭资源是我国最主要的石化资源以及能源之一,对经济建设起到极为重要作用,但随着经济的快速发展和人民生产生活水平的不断提高,煤矿企业中煤炭的开采效率成为煤矿生产的重要研究课题,因而怎样合理利用CE智能平台在煤矿综合自动化所产生的经济效益,对煤炭企业以及我国经济建设发展都有比较重要意义。本文将对CE智能平台、煤矿综合自动化进行介绍。

[关键词] 煤矿; CE智能平台; 煤矿综合自动化

随着我国国民经济的不断发展,对煤炭行业也要求越来越高, 建设以煤矿综合自动化、信息化为标志的新型现代化煤矿已成为煤炭企业提高矿井安全程度、 实现高产高效、增强优秀竞争力的有效途径。但是,井下开采条件的特殊性、复杂性以及多变性制约了煤矿企业有效、实时及可靠的监管。

1 CE智能平台

1.1 CE智能平台简介

CE 操作系统是Windows旗下的一款产品,为专门设计给掌上电脑和嵌入式设备所使用的系统。这个操作系统可使完整的可移动技术与现有的Windows 技术整合工作。 它是将条码扫描装置与数据终端一体化,带有电池可离线操作的终端电脑设备。具备实时采集、自动存储、即时显示、即时反馈、自动处理、自动传输等功能。为现场数据的真实性、有效性、实时性、可用性提供了保证。其具有一体性、机动性、体积小、重量轻、高性能,并适于手持等特点。它主要应用于工业数据采集中。

1.2 WinCE组成

WinCE主要由两大部分组成,一是WinCE硬件设备,另一个是WinCE中运行的采集端软件。

1.2.1 硬件部分

在生产现场,由于空间的限制,一般情况下不方便放置常规的工控主机,同时也基于成本的考虑,所以采用工业级的嵌入式主机是一个比较好的解决方案,如广州太友科技的数据采集仪,此数据采集仪上配备有两个串口,仪器或设备可直接通过串口线与之相连,同时用户可在数据采集仪中设置产品相关的信息。

1.2.2 软件部分

采集软件安装在数据采集仪中,用户通过采集软件进行数据的自动采集,并进行相关的处理, 对于生产线的实时数据,由于一般只是输出数据,没有输出相应的参数值,规格值等,所以此时可在软件中设置相应的产品信息参数,然后由用户选择相应的产品信息,班次信息,批次信息等。

2 综合自动化概述

2.1 煤矿综合自动化系统概述

为保证煤矿安全和正常生产进行的有关煤矿的各种参数或是状态的集中检测称为煤矿综合自动化,还能对对有关环节加以监控,是保证采掘、运输、通风、排水等主要检测的重要设备。该系统包括矿井环境安全监测和矿井生产监控,矿井环境监测的目的是为了监测影响安全生产以及矿工人身安全的井下环境因素,监控煤炭生产的主要设备的工况是由矿井生产监控系统起到的作用。工业以太网的组成包括传感器、数据采集站、控制站、信号传输以及地面中心站组成。

2.2 系统组成

系统主要由地面调度中心大屏幕、控制器、各类监控主机、数据服务器、优秀交换机、防火墙、接入网关、自动化平台软件、防爆工业以太网交换机、工业以太网交换机、井下各种监控分站、井下光缆配线器、光缆接线分线器、传输光缆及通讯线等组成。

2.3 综合自动化功能

2.3.1 高效可靠的计算机网络平台

用于传输和管理矿山安全生产的多源异质的海量信息系统,能实时采集存储生产过程的重要信息,以实现设备的数据管理和分析,提供毫秒级的数据采集检测速度,采用高效的数据压缩算法可以大大节约存储空间。

2.3.2 综合自动化控制

可靠的工业自动化控制系统,可对相应控制系统发送控制命令,主要包括采掘、运输、提升、供排水、压风、注浆、通风防尘等自动化系统。集中控制煤矿生产设备,实现对采煤机、破碎机、刮板输送机、转载机、可伸缩式皮带机的顺序启停控制,能实现手动、就地集控的切换。能实现对各电机包括电流、电压、温度、绝缘等的监测(根据实际情况安装)。能实现采煤机运行、停止状态的监测。在具备条件的情况下可完全实现无人值守。

2.3.3 供电系统可视化实时监控

能实现变电所主变运行方式及各参数的监测,能实现变电所各高压开关柜运行、停止状态的监测,能实现各种矿井用电量、电气参数及故障情况的报表生成、存储、打印及显示。能实现变电所视频监视,系统模拟现场设备实际情况,实时、动态显示现场设备的真实运行状态。

2.3.4 集中显示功能

从全矿整体的角度浏览矿井运输,提升,通风,人员分布,供电情况的总体展示,能建 立矿井的三维模型,将井下人员的定位实时信息以三维动态可视的方式进行显示和记录,便于总调度人员使用。

2.3.5 事件记录

系统对所有涉及系统配置的操作,对子系统实施控制的操作及一些重要的操作,系统可自动进行完整的记录,为系统的事故调查及重演提供重要的信息。

2.3.6 灾害预防及管理功能

通过对矿井瓦斯监测的历史数据及实时数据值进行分析处理,根据相关理论及数学模型,实时判断采掘工作面的突出危险性,瓦斯爆炸危险性和瓦斯灾变动态演变。根据煤矿井下水源分布位置及采空区分布状况,通过监测环境变化及指标气体的变化,动态分析井下水灾及采空区自燃发火的可能性。实现实时预警,预测灾害动态波及范围,灾害发展趋势及范围,规划避灾路线等。

2.3.7 实时报警显示

系统自动按时间或者时间段统计查询报警个数,并按类别,等级等条件查询打印,还可以定制短信报警,将可能出现的原因发送给责任人并提示报警信息,给出可能出现问题的原因。

2.3.8 产能管理功能

通过煤流系统实现从综采到最后装车计量的所有涉及的系统的控制,并利用在煤流系统中各节点煤仓作为控制依据,实现产量、库存及售出情况的实时监测,为生产管理决策提供依据。

3 CE智能平台在煤矿监控系统中的应用

随着嵌入式技术迅速发展,小型化、网络化、以及实时化的嵌入式软硬件随之增多,开发数字化采煤监控系统已经成为必然趋势。

3.1 总体系统设计

3.1.1 现场数据采集与控制系统

主要采集煤矿监测点数据,并以串行通信的方式将数据发送给中央监控系统,同时可接收中央控制系统发送的控制命令,启动相关安防设备。

3.1.2 通信系统

通信系统分为两部分:串行通信和网络通信。通信系统对整个系统而言至关重要,只有当通信系统运行正常时,用户才能及时了解井下监测点的实时数据。

3.1.3 中央监控系统

中央监控系统的硬件平台为基于ARM9的嵌入式系统,是整个煤矿监控系统的优秀,实现监测数据的接收,数据帧的发送,测点实时数据曲线的显示以及向安防设备发送控制命令等功能。监控软件采用EVc++编程并在windows cE环境下运行。数据库服务系统:存储系统实时数据、历史数据、行政数据以及用户权限与密码等。

3.2 通信系统

通信系统主要包括数据采集系统与中央控制系统间的串行通信和中央控制系统与数据库服务器间的socket通信。井下监测数据通过Rs一232接口传送到中央控制系统,经过扣’包处理,然后以socket通信方式通过网络发送到数据库服务器,并存人sQL sener2000数据库,随后方便用户浏览。

4 结语

煤矿综合自动化系统在地面远程控制井下设备,实现现场无人值守,不仅减人提效,安全生产体现,对煤矿安全生产的发展具有重大意义。和传统的生产相比,煤矿综合自动化技术使得原有设备故障人工修复转为系统自动修复,不及缩短了恢复时间而且节省了人力。通过分析得出,煤矿综合自动化技术将成为煤矿企业必备技术。

煤矿综合自动化论文:浅谈我国煤矿综合自动化的进程

摘要:煤矿综合自动化是指利用先进的网络技术、自动控制技术、通信技术、计算机技术、视频技术,将煤矿生产全过程建设成一个以工业以太网+现场总线为网络平台的矿井综合自动化系统,实现信息、数据的连通与共享,将功能集成为不同的应用系统联系起来协调有序运行,从而避免信息孤岛的出现,使得信息资源和设备资源得以充分发挥,提高矿井安全生产管理水平,实现矿井高效运行。

关键词:煤矿 综合自动化 技术

1、引言

煤矿监控系统的应用,在国外始于70年代中期,最具代表性的系统是英国的MINOS系统。最初它被应用于胶带运输线的集中控制,进一步发展到井下环境监测。我国的煤矿监控系统是在1973年开始立项研究。上世纪80年代初,煤炭部决定引进国外的煤矿监控系统。并成立了煤炭部监控技术专家引进设备工作组,负责收集分析国外技术资料并向煤炭部领导汇报,与国外厂商进行技术谈判、考察并写出技术总结报告,参加引进系统的贸易谈判。这是我国改革开放后的首次煤矿监控引进工作,分别从英国、德国、美国引进三种共五套煤矿监控系统。这次引进国外煤矿监控系统的工作,不仅仅是用国外先进设备装备了我国部分重点矿井,更重要的是开阔了我们的眼界,有力地推动了我国煤矿监控技术的发展。在开始引进先进装备的同时,煤炭部启动了自主开发煤矿监控系统的项目。进入上世纪90年代后期,研发出KJ12A型煤矿监控,在PC机的DOS系统上实现了实时控制。同时,随着煤矿监控系统的不断推广应用,迫切需要统一的技术标准。1987年煤炭部委托常州自动化研究所,负责起草并于1990年正式了《煤矿监控系统总体设计规范》,该规范统一了煤矿监控系统的信号制式、系统结构、基本功能要求和性能考核项目,是我国煤矿监控系统发展进程中具有里程碑意义的技术文件。进入21世纪以来,随着我国经济的不断发展,各行各业都取得了长足的进步,在关键技术领域内取得了令世人瞩目的好成绩。煤矿产业是我国能源产业的重要组成部分,将当下最先进的技术应用到煤矿工业具有重大的现实意义,也是当前我国煤矿工业迅速发展的必然要求。另外一方面,随着我国计算机技术、自动化技术的不断发展,我国煤炭产业中自动化设备越来越多,当下最先进的自动化技术也被不断应用到煤矿产业中。本文中,将结合实际,就我国煤矿综合自动化发展现状这一重要议题展开讨论,重点分析煤矿综合自动化进程。

2、煤矿综合自动化应用实践

(1)国外率先研制出分布式微处理机为基础的煤矿综合监控系统,其中最有代表性的产品是美国MSA公司的DSA~30系统。国内最早实施煤矿综合自动化系统是基于Con2trolNet工业总线的平台,神华集团大柳塔没矿和兖矿集团三号井分别是平硐和井工开采的例子。系统能较好地实现各种监测监控系统的接入,但由于速率和传输机制的原因,不能实现三网合一。我国从70年代开始引进安全生产监控系统,同时也引进了其制造技术,经过几十年的发展目前已有几十个单位生产煤矿监控系统。其中绝大多数采用多级分布式系统,就其系统结构与计算机管理方面而言已达到了80年代中期世界先进水平。目前,全国绝大多数煤矿装备了监测监控系统。此外瓦斯遥测、断电仪、风电闭锁装置及瓦斯报警矿灯得到迅速推广,安全监控得到了很好的普及。进入21世纪初,以神东公司大柳塔为代表的矿井综合子自动化装备开始投入运营。矿井分别于2000年11月,2001年6月完成大柳塔井和活鸡兔井综合自动化改造,通过采用网络化的现场工业总线,在全矿建立起工业控制系统和和管理信息系统,将高科技、信息技术首次引入煤炭生产系统。实现收据采集离散化、设备控制分布式智能化、生产管理信息化、办公管理自动化。具体的说,通过自动化改造,大柳塔煤矿生产系统当中的主运输、供水、排水、通风、供电均实现无人值守,生产数据以及各系统的设备运行状态、工况参数实现数字化传送,在调度集控室以及矿领导和部门的计算机上可以直观的了解到所有数据。调度集控室只有一名操作员便可对全矿进行生产协调指挥,对供电、主运输等系统进行操作控制。随着矿井综合自动化装备在特大型矿井投入运营使用,2004年,以龙口矿业集团北皂矿为代表的基于防爆工业以太网的煤矿综合自动化与信息化系统开始在煤矿应用。龙口矿业700万元建立煤矿综合自动化系统,该系统在国内煤矿井下首次采用了环形的光纤工业以太网技术,故障后系统能自动复位,恢复时间小于300ms,而以前采用的非环形工业以太网技术或现场总线技术,系统故障后需人工维修,回复时间一般在半小时以上,因此,该系统可靠性提高了100倍以上;首次在国内煤矿井下应用防爆工业以太环网+现场总线的集成模式,可扩展性及灵活性强;首次在国内防爆工业以太网中采用了QOS传输机制,确保了重要等级数据的实时通信和宽带保证。这些新技术、新工艺、新设备在煤炭行业的应用,带来煤矿全新管理模式,为煤炭工业跨越式发展奠定了坚实的基础。

(2)矿山固定设备时较好实现综合自动化的矿山大型固定设备,国外从60年代起开始发展SCR-D直流提升机。瑞典、德国等先进国家90%上的提升机采用SCR-D系统。80年代以来,交-交变频同步拖动调速系统得到迅速发展。专家认为他是提升机拖动的方向。先进采煤国提升机电控系统已普遍采用(PLC),有PLC实现工艺控制、安全回路、监视回路、行程控制、刹车控制和井筒信号系统等等,实现了数字控制,并已形成标准产品在提升机安全保护方面已实现微机控制的保护系统,所有安全部件都采用双线线路,安全监视回路采用冗余技术,确保提升机的安全运行全数字化控制调节和监视系统的提升机已成为发展的必然趋势。风机、水泵、压风机的自动控制在我国起步较晚,但进入21世纪,随着科学技术的巨大发展,煤炭工业出现前所未有的发展潜力,矿山大型固定设备综合自动化开始尝试推广与应用;特别井下供电系统及主排水泵自动化在国有大型煤炭企业得到较好地实施与运用,也印证了矿井综合自动化成为今后一个发展的方向。

(3)机电一体化目前世界发达国家已综合利用先进的机电一体化技术使产品实现自动化、数字化、智能化、实现产品更新换代,在性能和功能方面达到质的飞跃,对提高企业的经济,社会效益产生巨大影响。在这方面的典型产品有:高产高效自动化综合采煤设备、内装式交―交变频同步绞车、煤矿机器人等等。煤矿机电一体化的发展战略应贯彻科技先导、优化组合、以用重点的方针、以检测传感技术、信息处理技术、自动控制技术、系统总体技术为先导,进行技术优化和组织优化,当前应抓好煤矿急需解决的安全及提高产量为出发点和归宿;例如抓好综采设备、矿井提升机、矿用机器人等机电一体化产品的研究和开发。

3、结语

随着科学技术的进步,煤炭工业的快速发展,建设现代化矿区,构建数字化矿山,已成为煤矿综合自动化系统在煤矿应用又一制高点。构建数字矿山需要在企业高速网络环境下建立一套集矿井基础数据(空间、属性)实时有效采集、准确传输、存储管理、科学分析、可视化表现、自动化控制、智能化预警和信息反馈的矿井综合自动化安全生产系统。需要建立以矿山监控数据、空间数据为基础,以矿用对象库为优秀的统一的数字矿山基础信息平台,构建煤矿按生产系统划分主题的具有完整内涵的煤矿数据仓库。

我国的煤矿综合自动化和信息化建设起步虽然较晚,但近几年来,得到了国家行业主管部门、相关高校院所和煤炭企业的高度重视,在研究和应用方面取得了一定成效,与世界先进采煤国家的差距正在缩小。但总体上来看,目前在矿井综合自动化建设方面,任然存在以下问题:(1)缺乏成熟、规范化矿井综合自动化及信息化建设实施理论、模式及标准,缺乏科学、规范的指导意见,存在着统筹规划不到位、程序不够规范、重复投资等问题;(2)国产的自动化监控系统和国外先进技术相比,最大的差距在于缺少故障诊断功能和技术,综合预警功能弱;(3)现有的煤矿井下信息传输基本以有线为主,存在监控盲区,无线网络应用还存在一些问题,不能实现矿井全覆盖监控;为全面推动、指导和规范煤矿矿井综合自动化建设,实现科学定位,合理确定需求,建设规范有序,确保矿井综合自动化建设质量和水平,制定煤矿综合自动化系统指导意见,建设煤矿综合自动化系统示范工程,对于煤矿综合自动化、信息化的发展具有重要意义。

煤矿综合自动化论文:煤矿综合自动化信息化的建设

在我国国民经济中,煤炭工业作为基础性能源工业起着支撑性的作用。煤炭产业由于其产业特性,具有着一些明显的特点,煤炭工业是一个劳动密集型的产业,具有复杂的生产环节,从业人员的素质不高,工作强度大等特征。而在当今的社会环境下,煤矿工业面临着新的挑战,计算机信息网络技术在煤矿企业中已经实现了普遍的应用。因此,煤矿企业必将进入到综合自动化信息化建设中,从而使煤矿企业能够实现进一步的发展。

【关键词】煤矿企业 自动化 信息化 建设

最近几年中,计算机信息网络技术已经得到了很大程度提升,在煤矿工业中也已经有了较高的应用,这就为煤矿工业实现质变具备了必要的可能性。在计算机网络信息管理平台的帮助下,煤矿有了综合自动化信息化变革的可能,最大程度地实现煤矿工业安全、高产、高效的生产。

1 综合自动化信息化的含义

对于煤矿工业的综合自动化信息化建设来说,主要可以分为两部分,一部分指的是煤矿工业的各个管控子系统,另一个则是起着统帅作用的综合自动化信息平台。在这两部分之中,各个管控子系统主要包括各类电气管理子系统以及机械设备管理监控子系统等,各个子系统之间是分散的,自行进行运转以及管控,从而达到数据的采集以及传输的目的。而对于综合自动化信息化平台来说,主要功能在于系统高效的将各个子系统所传输上来的信息进行处理,两者之间的关系属于大脑与肢体的关系,两者谁也离不开谁,只有两者结合在一起才能发挥出完美的作用。信息管理平台需要子系统为其提供信息,而各个子系统需要利用平台所处理的数据实现各个子系统之间的联动。

目前来说,对于综合自动化信息化建设的应用在认识上存在着一些明显的不足,没有深刻的认识到它所起到的作用,是对传统粗放型管理模式的一种颠覆,实现了根本性的变革。从表面来看,综合自动化信息化管理系统只是一种先进的管理手段,但是要从根本上对其进行把握,就像小农经济与机械化生产的不同一样,它是一种全新的管理模式,代表着先进的生产力。只有进行综合自动化信息化建设,才能真正的实现煤矿企业管理的现代化。所以说,进行综合自动化信息化系统建设的本质就是要建立起现代化的管理体系,这样才能更好的发挥出综合自动化信息化系统的作用。计算机网络技术总体来说只是实行综合自动化信息化系统的一种手段,只有真正的变革管理模式,才能充分的发挥出该系统的作用。

2 全民参与综合自动化信息化建设

在综合自动化信息化建设的过程中,一定要实现全民的参与,这样才能更好的进行建设工作。许多的煤矿企业对此的认识不够深刻,没有认识到人民群众在综合自动化信息化建设中发挥的作用,因此一定要改变煤矿企业领导人的这种错误观念,重视人民群众的力量。除此之外,还应该搞好基础设施的建设工作,没有良好地基础设施建设就无法进行综合自动化信息化的建设工作。虽然这方面的工作很简单,只需要安装并调试各种设施设备就可以,然而正是由于它的简单,造成了有些煤矿企业对此不够重视的现象。因此,一定要促使煤矿企业加强基础设施的建设工作,为综合自动化信息化建设铺平道路。

此外,还应该变革管理的模式,许多的煤矿企业仍然停留在老的旧的管理理念上,跟不上时代的步伐,这就造成了一些煤矿企业管理模式落后的现象,这就给综合自动化信息化建设造成了一些阻碍。因此,就一定要改变旧的指挥模式,实行现代化的现场型、实时型智能化的调度指挥模式。企业的决策层一定要下决心改变落后的指挥管理模式的弊端,积极的引进新的管理模式,实现管理模式与管理系统的有机结合。还应该对指挥中心的人员进行必要的专业技能的培训,如果指挥中心的工作人员对于综合自动化信息化的管理系统没有深刻的认识,就无法熟练的指挥工作。因此,对于指挥人员对系统缺乏必要认识的问题,必须尽快的解决。除此之外,还应该实行新的调度指挥系统,编制新的工作流程,制定新的管理制度,从而达到综合自动化信息化系统与调度管理系统的完美结合。

3 综合自动化信息化的创新管理工作

新事物的出现,总是要遵循一个循序渐进的步骤,这就会造成在发展的过程中出现各种各样的问题。而这些问题必须通过实践来进行检验,并且在实践中找出解决问题的办法。这就要求企业必须进行管理工作的创新,从而实现各个系统在相应的方面切实落实的目的。而在实施综合自动化信息化的系统时,对于综合自动化信息化的平台的含义,一定要有一个深刻而科学的认识。同时还应该加强管理决策的意识,及时的调整相关系统领导以及人员的位置,培养员工对于系统的掌握能力,这样才能充分的发挥出综合自动化信息化系统的作用,为企业创造出更多的经济效益。

在管理的过程中,一定要充分发挥信息平台以及各个子系统的作用,将两者结合起来,才能发挥出更大的作用。如果仅仅使用管控子系统,不根据综合自动化信息化平台反馈上来的信息进行调整,就无法发挥出综合自动化信息化平台的作用。这在一定程度上发映出了企业对于系统的主要作用认识不深刻的问题,依然用旧的管理方法进行新系统的运行,造成了舍本逐末的现象。这就要求企业必须进行管理工作的创新,从而适应新系统的运行,使其发挥出最大的作用。

4 结语

煤矿综合信息化自动化技术的广泛应用,使得煤矿企业的管理工作发生了巨大的变化,彻底地改变了企业的管理模式,推翻了传统的管理理念,综合自动化信息化系统建设得到了大范围的开展。传统的煤矿产业所存在的工作效率低下、生产环境恶劣以及管理水平低下的现象,在综合自动化信息化系统应用以后,得到了大幅度的改善。因此,想要突破旧的煤矿产业的生产瓶颈,就必须要有所改变,积极的应用综合自动化信息化系统,为煤矿工业注入新的活力。

作者单位

开滦(集团)有限公司唐山矿业分公司 河北省唐山市 063000

煤矿综合自动化论文:煤矿综合信息自动化系统集成解决方案探讨

【摘 要】随着信息化在全球的发展,煤矿安全领域在信息化建设中也越来越受到重视。如今我国煤矿事业正朝着高产、高效的方向发展,因此对于煤矿生产过程中进行综合生产信息的利用、矿内环境的监测、矿井开采的安全监控等方面的智能化系统、网络化系统和自动化系统就提出了更高的要求水平,在这样的情形下渐渐出现了煤矿综合信息自动化系统。随之而来的就是如何实现综合信息自动化系统的集成和如何完善综合信息自动化系统的集成,这篇论文正是对这两方面进行探讨。

【关键词】信息化;自动化;煤矿

1 综合信息自动化系统集成的定义

所谓的煤矿企业信息化是指利用现代企业先进的计算机网络技术、管理理论及微电子技术来对企业的管理水平和生产水平进行改造和提升的过程;煤矿企业自动化是指将自动控、电力电子接口、微电子、信号变换、信息处理、制机械、传感测试、和软件编程等技术进行综合运用的过程;系统集成是指生产管理系统和生产控制监测系统的集合。而煤矿信息自动化系统集合就是建立在以上三个系统之上的新型系统集合。煤矿综合信息自动化系统是由系统软硬件、子系统和其他各种信息设备组合而成,是属于生产过程自动化的范畴。它借用了现代网络技术、电子技术、计算机技术、以及自动化技术来对矿井生产过程实现全面监控。该系统一共分为三个层次:业务应用层、数据处理层、基础自动化层。煤矿信息自动化主要目的是为了实现生产自动化、管理自动化以及在各种分散的控制系统和管理信息系统之间充当桥梁。

2 综合信息自动化系统集成存在的必要性

2.1 解决“信息孤岛”现象

目前我国的煤矿企业的自动化监测监控系统均处在相互独立的状态,这些相对独立的状态造成了信息之间无法进行信息沟通交流或是信息传达转换不及时,造成在进行开矿操作时无法达成统一。由于监测监控系统相对独立,如果在这种情况下煤矿工人或是矿井中发生了什么紧急事件,那么将无法及时传达到每位相关人员的地方,也就无法对紧急事件拿出及时的解决方案,从而造成人力物力的损失。为了减少这类现象出现的频率,就应该采用集成的方式,使信息之间的传达能够及时有效。

2.2 重复投资现象的存在

由于原先采用的是分散式,因此造成了许多不必要的重复投资,列如,每个子系统都需要有传输通道、服务器等,但是因为这些子系统之间都是相互独立的,因而每个子系统都需要配备自己的传输通道和服务器,这不仅造成了资源的浪费,时间的浪费,也带了金钱上的浪费与此同时,由于太过分散引起管理不力,存在贪污腐败等现象,而这些现象不仅会打击员工的积极性,同时也使矿井建设工作存在极大的风险。由此观之集成的出现是必要的。

2.3 维修维护困难

矿井建设工程是繁琐的,其各子系统也是复杂多样,在这种情况下如果说其中有系统出现了故障,那么对于系统的维修维护也是很困难的,因为多数系统之间都是相互独立的,而这些相互独立的系统错综复杂,很难理清问题到底是出在那一块区域的哪一个系统之上。如果对系统进行集成那么这类现象就会得到改善,今后的维修维护工作也会变得更加简便。

2.4 综合信息自动化系统集成是煤矿工作顺利进行的保障

这是对于以上几点的一个综合,从以上的几点中不难看出综合信息自动化系统集成在煤矿企业中的不可缺少性,毫无疑问它是煤矿企业得以顺利运行的重要保障。

2 解决方案

2.1 对系统功能进行测定

在对综合信息自动化系统集成,我们不需要对各个系统的功能进行测定。对于子系统,要采用并联的方式,这样当其中一个子系统出现故障时它不会影响到整个系统的通讯和传输性能;井下的系统装置必须具有防爆、防尘、抗高温和抗潮湿的功能,这样才能进行正常而持久的工作;系统需要具备高可靠性、高稳定性和简单操作性的特征,当集成系统开始工作时,必须确保它能够及时、准确地采集到子系统的工作情况,并对整个操作系统进行统筹。

2.2 建立集成监控平台与系统接入平台

集成监控平台包括:系统容量、高可用性、显示功能、打印功能、实时数据管理界面功能、报表曲线功能、历史事件记录功能、控制功能、故障自诊断功能以及系统维护和可拓展性功能,这些功能的存在使监控平台更加的完善,同时也加深了监控的力度及效果。系统接入平台主要就是指的软硬件接入,通过这些接入才能实现信息自动化系统的集成。

2.3 具体实施

2.3.1 大型煤矿企业

一般在大型煤矿企业中都拥有属于自己的一个特定的数据中心,该数据中心往往具备规模较大、业务模块较多、资料信息复杂等特点,这些特点决定了网络必须具备拥有大型的数据储存库、含有一定的视频、音频承载能力等特性,与此同时还必须确保优秀数据在储存和备份过程中的安全,因此对于网络的整体要求相对较高。针对这种情况,我们可以采用层次化的结构,通过网络链接,建立一个包含了多种业务的网络系统,该系统将上诉所提及的业务都融入在了其中,与此同时安全问题也渗透在整个网络系统中。

2.3.2 煤业集团(矿务局)

该类煤矿集团往往拥有许多小型的煤矿,这些小型的煤矿可能分散在世界的不同区域,要实现对其的集成化管理,难度相对于前类企业来说更大,针对这种情况我们要进行分类讨论。

(1)如果说公司遍布全国各地,那么可以采用RPR园区网方案,该方案光纤资源丰富,可以覆盖到每个地区的矿区企业,将10G的PRP弹性分组环技术,与SDH光纤技术相结合,针对不同业务对时延和宽带的要求不同,来保证煤矿各监测监控系统数据的快速和准确。视频、语言等业务的高质量的传输。

(2)当矿井距离局机关或煤业集团公司较远时,为了防止RPR单板和光传输设备被同时采用,这时候比较明智的做法就是,借助MSTP技术互联,直接将千兆以太网通过光传输设备接口传输进入,使各与集团总部优秀与矿区优秀设备之间能够享用到千兆互联网。

(3)当矿井距离局机关或是煤矿集团公司比较近的时候,可以采用少局点裸光纤方案,将裸光纤直接互联,裸光纤的传输距离最远可达到80千米,当然在此过程中还要采取双星型拓扑结构,这种结构具有高可靠性,能够避免者链路故障、单优秀设备故障或多设备故障而导致的整个网络的瘫痪,不过有利也有弊,由于网速快,采用该方案的企业需要为其优秀交换机配置一个万兆接口,这就加大了生产成本与此同时将这种组网模式与RPR组网进行对比,这种组网模式需要的光纤资源更多。

4 总结

响应国家的号召,越来越多的企业单位实行了自动化、集中化的运营模式,这其中当然也包括煤矿企业,煤矿企业将信息自动化技术与计算机及网络系统相结合,这不仅使矿井生产的效率提高,增产加了产量还降低了矿开采的风险和使企业单位得经济效益得到提高,给企业带来了一笔可观的利润,煤矿综合信息自动化系统集成的出现还将使我国的煤矿事业变得更加机械化、规模化、信息化,让煤矿事业走上了节约、清洁、安全、高效的发展道路,由此可见综合信息自动化系统集成的出现是必然的,这种方案应该在全国上下进行推行,让更多的煤矿开采单位采用该方法,将我国的煤矿事业推向综合信息自动化系统集成的新征程

煤矿综合自动化论文:综合自动化系统在煤矿中的应用

【摘要】针对国内煤矿自动化系统建设现状,讨论综合自动化技术在煤矿中的应用,并提出利用工业以太网加现场总现方式构建煤矿综合自动化系统的实施方案。

【关键词】煤矿;工业以太网;综合自动化

引言

众所周知,各行各业的信息化已成为发展趋势,尽管较其它行业滞后,但近几年煤矿信息化、自动化技术在一些煤炭企业已得到了很好的应用,行业信息化水平正在不断提高。甚至在煤炭行业近年来也不时提出了“数字矿山”、“数字化矿井”等概念。许多煤炭企业根据实际需要也不同程度建设了各种信息化应用项目,但整体信息化水平不高。当前将煤矿安全、生产、管理所涉及的采、掘、运、供电、给排水、洗选、通风、环境安全、抽采、提升、业务管理、调度指挥、日常办公等环节,全面实现信息化、自动化,已成为必然趋势。本文主要讨论利用工业以太网和现场总线技术将不同系统的数据信息在传输链路层和管理层信息统一起来,实现全矿井的综合自动化。

1煤矿综合自动化建设目标

系统建设按照“统一规划、分步实施、横纵兼顾、共享使用”,重要系统数据按集团要求进行上传为指导,做到国内领先,稳定可靠。

系统建成后,能把各个子系统有机整合在一起,能使生产矿井各生产环节工况信息和环境信息在统一集中显示,自动控制,能实现各业务管理系统信息共享及关联数据的深入挖掘、分析,从而达到“管控一体化”和减员增效的目标。

2全矿井综合自动化建设技术方案

全矿井综合自动化系统是对整个矿井各生产环节监测监控及自动控制系统信息的综合集成,它需要一个快速、安全、可靠的综合信息传输硬件平台及功能全面强大的应用系统软件平台作支撑,各类子系统为基础。采用工业以太环网+现场总线技术构建综合自动化系统平台,将煤矿生产过程所涉及的采、掘、运、供电、给排水、洗选、通风、环境安全、抽采、提升、安全生产管理、设备管理等各环节信息进行集成监视和集中控制,提升煤矿安全生产现代化水平,实现减员提效是煤炭行业信息化与自动化发展的必然趋势。目前国内许多矿井已基本实现了生产自动化、管理信息化的水平。

2.1硬件平台

根据煤矿建设和生产的特点,此网络系统满足:

(1)硬件设备选型符合有关国家标准和行业标准,并通过国家技术监督局认定的检测机构的型式检验。用于爆炸环境的设备,还通过国家技术监督局认定的检测机构的防爆检验,并取得“防爆合格证”。下井设备取得国家煤矿安全局的“煤矿安全标志”,充分考虑满足防爆、防尘、抗高温潮湿和电磁干扰的要求。地面系统充分考虑防雷和抗电磁干扰的设置。

(2)在物理上和逻辑上考虑到网络信道的冗余,确保网络通路的安全。当系统某一子系统的通讯或元器件出现故障时,不能影响其他子系统的通讯和整个网络的传输性能。

(3)系统随着矿井建设进程做到整体规划分步实施,并能随着技术的发展方便升级。

(4)系统应可靠性高、稳定性强、人机界面友好、操作简单、维护方便。

(5)充分考虑系统平台和数据的安全性。具有可靠的身份认证机制、数据备份和病毒防护功能,应具有防止黑客侵扰的有效措施。

2.2软件平台

目前国内煤炭行业在综合自动化建设项目中,有多种技术途径,但主要采用大型成熟组态软件、定制集成软件和组态加定制集成软件三种方式做煤矿综合自动化系统平台软件。

综合自动化系统集成软件可采用C/S和B/S相结合的模式,利用先进的组件化技术,在统一的框架下以大型组态软件结合自主开发的功能模块组成信息集成平台软件。

平台软件主要功能:实时数据采集与存储、平台集中自动化控制、实时监控功能、事件记录、趋势显示、报警显示、系统的联动控制功能、数据综合分析功能、生产效能评估功能、设备检修管理功能等。

2.3网络平台构架

网络平台是企业信息化的基础设施,并根据企业信息化模型的分层架构呈现出相应的层次结构。对于煤矿系统整个信息化网络模型可分为三层,即:现场设备层、生产监控层、信息管理层。

现场设备层:通过现场实施的现场总线、工业以太环网等形式连接现场监控设备实现的局部、独立的监控子系统,如本工程中涉及的采煤工作面系统、井下胶带运输机系统、主井提升系统、副井提升系统、选煤厂集控系统、电力调度系统等。

生产监控层:监控层在现场设备层的基础上采集现场设备监测监控信息(包括视频信息),实现调度指挥中心对全矿井安全生产全过程的集中监控。在生产监控层,除了实现对生产过程和设备系统的监控功能外,还可以基于翔实、准确、全面的生产实时数据和历史信息,通过有效衔接上层管理信息系统,实现MES(生产执行系统)层面的各项功能。最终,在纵向上贯通了从经营管理到生产管理直到生产过程的信息通道,在横向上通过信息的整合、处理、分析、挖掘和利用消除了信息孤岛、自动化孤岛,并提升了生产监控水平和生产管理能力。生产监控层是矿井管控一体化的优秀环节,是矿井综合自动化的具体体现。

信息管理层:通过信息反馈和信息共享,实现目标管理和考核。

煤矿综合自动化论文:浅析综合自动化系统在双马煤矿中的规划

摘 要:结合双马煤矿的现状,对综合自动化系统建设提出了一些设计和规划以及所实现的目标和管理理念

关键词:企业管理网;综合信息;控制平台

中图分类号:TD67

双马煤矿为设计生产能力为6.0Mt/a的矿井,在目前煤炭行业大力发展的历史机遇期,对于双马煤矿而言,面临着严峻的考验和来自同行业的强大的挑战,随着煤炭生产技术的逐步升级,煤矿也迎来了从矿井自动化向信息化、智能化矿山过渡的新局面。通过运用各种感知技术,全面、准确、实时的了解人、物和环境的信息;运用网络、通信、交互、集成等技术,实现人与人、人与物、物与物的信息交互,系统间的横向集成和纵向互通。双马煤矿通过吸收成熟的、先进的信息技术,实现矿山生产管控一体化,建设“安全、高效、绿色、智能”的数字化矿山。

1 自动化系统的构架

1.1 传输网络系统的建设

管理网络系统由优秀交换机、接入交换机、防火墙、服务器组。本矿计算机管理网分为两层,优秀交换机是矿井办公局域网中的一级交换机,它连接局域网络的二级交换机,通过防火墙与宁煤集团的局域网络连通,并实现与INTERNET公网的连接。在控制层工业网与信息层办公网之间设置一个防火墙,确保控制网的安全。

工业以太环网采用环间耦合冗余两级网络结构,在地面、井下分别建立1个环网平台,地面、井下环网分别由各自的环网交换机与主机房优秀交换机连接,形成一个冗余工业千兆主干环形网、百兆接入的技术策略。

图1-1 管理网网络拓扑图

1.2 生产综合监控系统的建设

1.2.1 生产综合系统平台的主要功能及架构

生产综合监控平台做为生产综合监控系统的优秀,平台选用国际知名品牌,主要完成对现场监控系统与监测系统的数据和控制的集成,对采集的有关安全、生产等数据进行综合的分析、提取,生成相应的图表、趋势分析曲线等,为领导的决策分析提供依据。

系统采用基于.NET等主流通用技术作为支撑平台,实现安全生产控制信息的有效集成。采用标准、开放的接口协议,实现基于以太网的系统互联。系统采用B/S模式,实现生产综合监控系统的远程实时浏览,将实时监测状态与统计分析相结合,为企业安全生产和防灾救灾、调度指挥提供决策依据。实现安全、生产各环节参数的自动接入与汇总处理。系统具有强大的容错功能,应用服务器和数据库服务器按照冗余设计,当系统出现故障时能自动切换,保证系统安全可靠运行。

平台一方面实现各子系统在统一界面下的监测监控,另一方面将归档数据完整的传递到矿井综合信息平台,为安全生产智能分析平台提供设备动态信息。通过对现场监控系统与监测系统的数据和控制的集成,对采集的有关安全、生产等数据进行综合的分析、提取,生成相应的图表、趋势分析曲线等,为领导层的决策分析提供依据。

生产综合监控平台共接入22个子系统,其中8个子系统实现远程控制功能,14个子系统实现远程监测功能。依据各子系统的控制特点,建立分级别报警机制、实现相关系统之间的联锁功能。各子系统之间实现数据共享,消除“信息孤岛”现象,将矿井生产调度指挥中心建设成为一个集生产组织、调度指挥、应急救援功能于一体的3D可视化、管控一体化调度指挥中心。

生产综合监控平台的内容涵盖矿井的主要生产流程,以及供电、供排水、通信、安全保障等方面内容,在更高层次实现信息的综合利用。

1.2.2 平台控制功能

针对采集的各监控子系统的生产工况参数进行综合分析,在权限允许时,自动完成过程控制,由生产综合监控平台操作员实现对现场设备的远程遥控,并可对设备参数进行远程调整。

各监控子系统具有集中联锁/解锁、就地解锁的控制方式,且可实现无扰动转换。

依据各子系统的生产工艺流程、控制逻辑,进行程序的开发。

主运输集控程序设计按逆煤流起车和顺煤流停车的原则,保证最短的启、停车时间,并具有跳转功能。

1.2.3 生产综合监控平台联动功能

1.2.3.1 建立预警、报警机制

建立各系统之间的预警、报警机制,统一数据库(实时数据库、历史数据库),把各个系统所采集到的数据进行统一管理。各种预警信息应提供死区、延时、报警抑制选项,防止在一定时间内的重复报警,并可在通信中断、维护和测试时抑制不必要的报警。对设备的启停和各项参数提供常规的文字和语音报警外,对系统由低到高采取分级预警方式实现生产调度辅助决策。

1.2.3.2 实现系统联动功能

在环境数据超限或机电设备异常报警时,可触发报警地点或就近范围内的视频图像及时弹出并报警,便于操作员对事故现场情况的了解;也可实现报警来源相关系统的联动,操作员可依据系统数据所反映的情况,进行人为的控制干预(即手动控制)等。

2 自动化系统实现的目标

在生产调度指挥中心设置调度和监控两个指挥区,按岗位职责设置相应的集控员,对风、水、电、采、掘、运、环境等要素进行分类管理。通过集控员、调度员、巡检员间的无障碍沟通,确保在正确的时间将正确的信息以正确的方式传给正确的人,以便及时作出正确的决策,实现安全生产保持了原有自动化子系统工艺流程,将单一的就地控制转变为就地、集中、自动三合一控制,最终实现机电设备管理的少人或无人值守通过子系统自身的闭锁联动,建立跨系统的互联,实现集自动化控制数据、语音、视频于一体的生产综合监控平台,实现对井下机电设备的视频检测、故障报警、行为管理,及机电设备所处区域内的其他设备数据的联动、事件检测与跟踪

利用本安型LED、应急广播、安全监测监控、工业电视监控、通信联络、人员定位系统,对井下设备状态、环境、人的行为等进行监测、监控通过3G网络技术传输故障信息,开展跨地域的专家“会诊”,在最短时间内解决疑难故障通过高性能、高可靠性设备、优秀设备及网络冗余、光环网传输、设备双电源及不间断UPS接入、系统自动备份等保障生产综合监控系统的运转。

3 结语

双马煤矿由机电设备构成的各自动化子系统信息通过矿井网络、软硬件接口上传到生产综合监控平台,供集控员、调度员实时掌握子系统运行状态,因而生产综合监控平台不仅成为远程控制子系统的优秀平台,而且成为集控员、调度员日常工作的信息平台。

软硬件平台搭建完成后,将以生产调度指挥中心为“龙头”,突出生产综合监控和协同安全生产管理的应用,从而实现建设现代化集中监控的生产调度指挥中心的目标。

作者简介:陈超(1986.11.08-),男,江苏人,大学本科,助理工程师,研究方向:矿井综合自动化。

作者单位:神华宁夏煤业集团信息技术中心,银川 750000

煤矿综合自动化论文:煤矿中综合机械自动化的应用探析

摘要:随着我国科学技术的快速发展,机械自动化技术也达到了很大的发展。在煤矿中,利用机械自动化技术,大大提高了煤矿工作的效率,为煤矿企业的经济利益提升做出了巨大的贡献。文章先对机械自动化在煤矿中应用的意义进行分析,再简要说明煤矿中机械自动化技术的应用,并提出优化煤矿中机械自动化技术的建议。

关键词:煤矿机械;综合机械;机械自动化

我国是煤炭资源储备大国,其中煤矿产业对我国经济的发展有着重要的作用,提高煤矿的经济效益是煤矿需要解决的一大问题。机械自动化的出现,促使煤矿工作的效率大大提高,从而提升了煤矿的经济效益,目前机械自动化已经成为衡量一个煤矿现代化综合实力的标准。相对于石油企业、电力以及钢铁等行业来说,煤矿的机械自动化技术相对落后,这对煤矿的进一步发展有很大的阻碍,所以通过分析机械自动化在煤矿中的应用,力求寻找出一个改进煤矿中机械自动化的方案。

1 机械自动化在煤矿中应用的意义

煤矿中的机械自动化技术应用,大大减少了对人力的使用,提高了煤矿工作的效率,保证了煤矿工作的可连续性,这也是煤矿应用技术上的一大进步;另外,煤矿中对于机械自动化技术的应用,不仅仅促进了煤矿企业的发展,也对我国国民经济以及社会的发展有巨大的推动作用。但是目前我国的煤矿中,机械自动化的技术还相对落后,这也导致了我国煤炭生产处在一个较低的水平上。这也让我国煤矿企业对机械自动化技术的改进显得尤为迫切。

2 煤矿中综合机械自动化的应用

煤矿中对于机械自动化的应用,主要体现在煤矿进行掘进、煤矿采煤、对矿井的提升一级煤炭的运输方面上,其具体的应用如下:

2.1 机械自动化技术在煤矿掘进过程中的应用

煤矿中进行煤炭的开采,其中重要的部分就是煤矿掘进,进行煤矿掘进中利用机械自动化技术,可以获得更好的收益。保证煤矿掘进的质量,对以后煤矿工作的进行都有重要的影响,这是由于煤矿掘进工作是整个煤矿工作中的基础性工作,如果煤矿掘进工作没有落实到位,那么会对煤炭的开采以及煤矿矿井的提升等产生较大的负面影响。

在煤矿掘进工作中,应用机械自动化技术主要体现在掘进机的利用上面,通过掘进机上面的自动化系统,促进了掘进机进行作业的效率,掘进机上面的自动化系统包括操作箱系统、照明系统、开关系统、压扣控制按钮系统等。另外,这些自动化系统与液压系统相互协调使用,更加发挥了掘进机的作用,提高掘进机的工作效率,也能为后面煤炭的采集以及煤矿矿井提升奠定良好的基础。总的来说,在煤矿掘进作业中应用机械自动化技术,大大节省了掘进的时间,增加了掘进效率,为企业获取了更大的经济效益,对整个煤矿企业发展都有很大的影响。

2.2 机械自动化技术在煤矿采煤中的应用

采煤是煤矿企业工作的优秀。进行采煤作业中,应用机械自动化技术,可以大大缩短工作的时间,提高工作效率,更能起到减少煤矿采煤事故发生的作用,保证了采煤人员的安全。在煤矿采煤中对机械自动化技术的应用,最为典型的是对电力牵引采煤机的使用,其中,用到的自动化系统有电力变频器系统、计算机系统、遥控器系统以及传感器系统等,通过提前设置相应的采煤程序,可以实现无人驾驶的情况下进行自动采煤。

电牵引采煤机的操作非常简单,工作性能好,结构上也较为合理,所以在煤矿企业中得到了广泛的应用。利用自动化系统,进行事先的程序设定,就能让电牵引采煤机按照系统发出的指令进行相应的工作。另外,这种自动化机械对工作环境的适应能力较强,能够在各类煤层中进行采煤操作。

2.3 机械自动化技术在煤矿矿井提升中的应用

在矿井中进行采煤后,要将采集到的煤炭从地下运到地面上,这个过程就叫做矿井的提升。传统的矿井提升操作,主要是靠人工进行,这样工作量多,难度大,耗费时间长。另一方面,利用人力进行矿井提升作业,很难保证操作过程中的安全,很容易发生安全事故。

在煤矿矿井提升操作中利用机械自动化技术,可以解决上述两种隐患。利用机械自动化技术,可以减少对人力的使用,减小了工作的难度,不但提高矿井提升的工作效率,而且还可以保证矿井提升中的人员及操作安全,所以在矿井提升操作中,机械自动化技术得到了很大的推广。

2.4 机械自动化技术在煤炭运输中的应用

对于煤矿煤炭的运输方面,机械自动化技术也得到了很大的应,这主要体现在皮带式传送带的应用。我们知道煤炭的采集点与储存点之间都会有一定的距离,以往进行煤炭的运输都是通过人力将煤炭装入矿车中,由矿车将煤炭运送到煤炭的储存点,这种工作方式对人力要求很高,工作强度高,所以工作效率低下,且不能保证运输过程中的安全。

利用皮带式传送带进行煤炭的运输,大大节约了运输的时间,提升了运输工作的效率,降低了煤矿企业进行煤炭运输的成本,并且这种自动化机械可以昼夜施工,效率极高,目前已经在煤矿煤炭运输中广泛应用。

3 对煤矿中机械自动化技术上的优化措施

随着机械自动化的发展和在各行各业的普及,特别是在煤矿行业中的应用,加剧了煤矿行业的竞争力度。相对电力、石油、钢铁、金属加工等行业的机械自动化来说,煤矿中机械自动化技术较为薄弱,所以必须对其技术进行相应的改进,以增强其工作的效率,保证煤矿在激烈的竞争中生存发展。

3.1 加大机械自动化技术的创新

为了提高煤矿工作中机械自动化的技术,除了引进国外先进的技术外,还要加强煤矿自动化技术的研发,重视各个煤矿企业之间的技术交流,引用专业技术的创新型人才,加大对技术创新的投资力度。目前我国对于机械自动化也开始了自主研发项目,但是遇到了许多的难题,所以就要求企业加大技术革新力度,坚决攻克电液控制以及密封件等控制中关键技术难题,推动煤矿自动化的快速发展,为煤矿的发展提供更好的基础。

3.2 提高机械设备的利用率

目前,机械自动化技术在煤矿工作中得到了广泛的应用,但是在一些环节上,对于自动化机械的利用效率并不是很高,这样使得煤矿机械自动化发展受到限制。利用自动化机械,就会面临机械的安装、拆卸以及维修。在提高煤矿对机械设备利用率的措施中,我们可以加强设备的更新、加大机械作业的空间、做好机械设备的保养以及检修工作等。

4 结语

机械自动化在煤矿中得到了广泛的应用,主要是由于在煤矿中利用机械自动化技术,大大提高了煤矿工作的效率,节约了大量的煤矿生产成本,为煤矿企业的经济效益做出了较大的贡献。在煤矿中的掘进、采煤、矿井提升以及运输中,机械自动化得到了很大的应用空间,但是由于现在煤矿竞争力过于激烈,所以必须加强煤矿自动化技术创新,提升煤矿机械设备的利用率,提升煤矿的经济利益。

作者简介:周杰,男,湖南浏阳人,神华神东煤炭集团乌兰木伦煤矿综采二队书记,企业内部培训师。

煤矿综合自动化论文:浅谈煤矿安全综合自动化系统

[摘 要]本文主要介绍了目前煤矿安全综合自动化系统的发展趋势、项目背景,着重阐述了利用工业以太网环网技术形成的煤矿安全综合自动化系统的技术原则、系统结构、系统性能、系统要求等。

[关键词]煤矿;工业以太网;自动化;

一、项目背景

煤炭是国民经济和社会发展的基础。当前,快速增长的经济,对煤炭工业提出了更高的要求,为此,必须确保煤炭工业持续、稳定、健康的发展。

我国的煤矿安全形势十分严峻,安全生产是目前制约煤矿综合效益进一步提升的瓶颈,为扭转这一局面,按照国务院关于加强煤矿安全生产的要求,以煤矿安全生产作为总体规划原则,从技术装备、管理模式、信息技术等角度,加大对矿井生产安全的投入,是对煤矿职工人格尊严的维护,是煤炭工业健康发展的必然要求。

此外,煤炭企业要想在激烈的市场竞争中取胜,实现企业现代化以及管理体制和运行机制的创新,提高企业综合竞争能力,就必须运用信息技术增强企业的技术创新和管理创新能力,实现信息系统现代化,实现企业信息化,使“以信息化带动工业化”的战略得以有效实施,发挥后发优势,实现跨越式发展。

近年,大型煤炭企业“矿井信息系统”发展水平突飞猛进,成为提高煤矿安全和生产管理水平的重要工具。矿井信息系统通过一体化的数字传输网络,集成生产安全综合自动化系统、工业电视系统及语音通讯系统,在信息处理软件的平台上,实现企业生产和管理数据、视频、音频等信息的自动化、智能化处理。

生产安全综合自动化系统综合运用了自动化技术、通信技术、计算机及软件技术、以及电气与电子技术等。采用先进的工业以太网技术替代传统的现场总线技术连接矿井井上、井下各控制系统,形成环型冗余百兆(或千兆)拓扑结构,已成为自动化控制传输系统发展的趋势。

二、技术原则

1、系统所有设备符合煤矿安全规程。

2、遵循“五高”建设方针,即高起点、高技术、高质量、高效率、高效益,突出效益优先;

3、技术先进,可靠性高,扩展与升级容易,具有故障自诊断功能,做到适用、好用、够用、易扩展;

4、充分利用现有资源,在技术先进的基础上,做到经济实用;

5、坚持控制与管理一体化,实现设备、监控与管理之间无缝隙的数据共享与一体化集成;

6、网络通讯功能强大,易于与其它系统集成。

三、系统结构

1、系统概述

矿井信息系统设计总体上可分为三层:信息管理层、综合自动化层、设备控制层,本文论述主要针对综合自动化层。

矿井生产安全综合自动化系统是通过工业以太网和信息化管理软件对生产和安全数据信息的集成。系统主要由控制中心、控制分站及综合自动化网络平台构成。

综合自动化平台采用工业以太网方式,将井下各个子系统进行系统集成。各子系统采集的数据通过网络方式与现有的企业内部局域网相接,达到数据共享,统一集中调度管理和控制为目的。传输介质采用光纤。

各子系统自成体系,但其功能集成于信息化管理软件平台,纳入整个矿井的监控网络。

2、综合自动化网络平台

随着工业以太网技术的不断发展,可靠性不断的提高,在能源的很多行业已采用工业以太网技术进行控制系统的连接。工业以太网技术优点非常突出,与企业网具有相同的灵活的组网结构,倾向于环网连接,网络结构保护性很好,设备抗强干扰、高温、高电磁能力非常强,设备端口密度高,传输实时性是企业网的100倍。满足工业环境传输数据包流量小、传输实时、可靠、传输不间断的特点和要求。

综合自动化网络系统把矿井的设备控制层各子系统连接到此系统平台上,通过此系统向下能对矿井内各控制子系统控制命令,并能监视各子系统内设备的运行状态,收集所需的生产和安全参数;向上能够联接信息网,实现生产与管理信息交换。

综合自动化系统采用实时监控网络结构,具备有完善的生产监控管理功能,对全矿生产主要环节及相关的辅助环节的生产过程进行实时数据采集、传输、处理、显示、记录、打印。

综合自动化网络系统满足以下性能:

1)硬件设备符合有关国家标准和行业标准,满足防爆、防尘、抗高温潮湿和电磁干扰的要求。用于爆炸环境的设备,通过国家指定的检测机构的防爆检验。

2)在物理上和逻辑上考虑网络信道的冗余,确保网络通路的安全。当某一子系统的通讯或元器件出现故障时,不能影响其他子系统的通讯和整个网络的传输性能。

3)系统应随着矿井建设和发展进程做到整体规划分步实施,留有充分的扩展余地,并能随着技术的发展方便升级。

4)系统可靠性高、稳定性强、人机界面友好、操作简单、维护方便。

5)充分考虑系统平台和数据的安全性。应具有可靠的身份认证机制、数据备份和病毒防护功能。

通过三层网络对全矿的各个子系统进行实时监控,实现整个矿井监控的自动化。同时,将必要的生产管理数据传至数据服务器,上传管理信息系统进行综合管理,在第一时间内让调度人员及各层领导获得需要的信息。为适应控制与管理一体化的技术发展趋势,系统实现设备、监控和管理的无缝隙数据共享和一体化集成。

3、控制中心

控制中心设立调度工作站、工程师站和数据服务器。

调度工作站的功能:

1) 根据操作人员不同,设定不同的使用权限,各司其职;

2) 提供交互式全中文界面的操作平台,各子系统设备运行状态及参数直观动态显示;

3) 根据工艺流程及联锁关系实现各子系统的自动/手动控制;

4) 实时设定各种运行、生产工艺参数;

5) 实时监视各子系统设备的运行参数及状态,同时将各参数数据贮存在硬盘上,将必要的数据上传至数据服务器;

调度监控网络实施后,调度员可在调度室终端上监视控制矿井生产过程,完成对全矿生产相关环节的“遥测、遥信和遥控”,实现矿井的综合自动化。

1) 实时运行参数监测。各监控系统实时采集生产工况参数,可以采用图形、报表的形式显示系统的实时工况及目前产量、仓储等。

2) 实时过程控制。分析采集的参数,系统自动完成过程控制,或由调度员集中操作控制。

3) 历史数据查询。以上生产实时监测数据均可存贮于生产实时数据历史数据库中,可实现历史回显、历史趋势分析,及运用直方图、饼图等进行综合分析。

4) 设备故障及模拟量超限报警。当设备故障或模拟量超限时,生产监测及管理网络同步显示故障设备名称,并可实现语音报警、实时打印故障功能。服务器将该故障信息存入故障信息数据库,供以后统计分析。

4、控制分站

综合考虑监控点的分布及工艺要求,设置若干控制分站,各分站通过工业以太网与控制中心联接,实现资源共享,进行全矿信息的统一管理。

这些分站分别与以太网节点(交换机)联接。

新增站点可以与综合自动化系统建立统一的自动化采集和控制系统,采用统一的硬件和软件协议,以降低投资。系统网络图:

四、系统达到总体要求如下:

1、充分考虑企业的行业特点,即生产过程兼有离散和连续的特点,而且安全要求高,生产过程综合自动化主要表现为生产环境的安全监测、大型设备监控、生产过程监测、井下人员管理以及重要环节的自动化,并在此基础上实现系统的集成。

2、系统全面考虑生产过程中的任一环节的监测、自动化,要将矿井的安全生产过程作为一个整体来考虑,以达到各环节间的“无缝连接”。

3、提前考虑,充分利用先进的自动化技术、网络技术、信息技术、视频技术为矿井的生产管理提供语音、数据、图像三种类型的信息,使生产过程自动化与生产调度管理的信息化走向一体化,实现管控一体化。

4、系统能够实现对远程监控、远程诊断以及优化调度,有关人员可在任何时间和地点通过网络用标准化的、统一的图形界面了解企业的安全生产情况。