全矿井自动化平台的合理设计与研究

殷力鹏 李明

【摘要】本文主要针对矿井自动化平台的要求，提出全矿井自动化平台的系统构造。本文的设计基于OPC技术的网络实时数据库，不但给出了OPC数据的实时模型，而且实现各系统之间的资源共享，以实现全矿井自动化。

【关键词】矿井自动化 网络实时数据库 设计

中华人民共和国第十五年计划纲要提出的目标与任务，是完成中国的经济结构和产业结构的调整和升级。利用高新科技和网络技术来改造和提升传统产业，使我国的传统产业更加强大。本文的重点推广内容就是全矿井信息化网络系统。

1全矿井综合自动化平台的提出

综合自动化就是通过我国的高新技术一计算机网络技术、通信技术、自动化技术等，通过数字化、自动化等来管理和生产．并且通过企业管理信息系统等技术进行集成设计，用来完成企业的生产、经营和管理的高度自动化，并提高企业的安全性和高效运行的最新技术，使用了该技术的企业，必将提高生产效率。目前在煤炭这一行业中所实行的高效现代化矿井的建设，是要求我国的矿井由机械化向自动化、智能化不断转变。为了提升我国煤矿的经济效率，建立一个自动化平台是非常有意义的。

2系统结构

全矿井自动化平台是利用各种高端技术。将矿井下现场的信息和地面现场的信息利用光传输系统和局域网传输至数据中心，并由调控人员远程监控；并进行数据处理，最终使各类信息可以在网络终端分类实时显示，在有故障和事故发生前，可以提前报警和预警，并且可以提供预警方案，方便上级的指挥和调度。整个系统监控是由地面和井下两种监控系统组合而成。从硬件设备来看，整个过程监控的硬件有PLC、监控主机等；从软件这一个角度来看，整个过程的监控有各种各样的监控软件以及利用光传输系统的组态软件等。数据中心还有两个主要的作用，首先是通过OPC的客户端访问各种子系统，通过各种子系统收集到的信息，进行管理，并且保证数据的安全。矿井自动化平台是通过采矿和运筹学理论把各类信息在调度中心的监视屏分类实时显示。并实现相互间的数据交换和利用。

3全矿井综合自动化平台的目标

通过多种自动化技术与现代化信息，建立一个系统的矿井监测控制和管理，并且通过大型网络的分布式和开放式控制系统．用来改变传统煤矿运行的生产形式。组成一个全矿井生产环节的控制自动化、业务运转网络化和生产综合调度指挥。对煤矿运营状况和安全达到远程在线控制。达到设备和生产线的监控．让生产经营管理的信息管理，生产过程和产品技术参数的检测一体化。实现三方之间无延迟的信息交换。全方面提高生产经营的效率。

4全矿井自动化平台

（1）全矿井自动化平台在网络方面的位置与综合自动化平台在整个信息化矿井的三层结构中，处在一个中间控制层的位置，利用该系统可以完成各种子系统之间的联系。它是控制层和信息层之间的衔接口，是该层中最关键的一个环节。综合的利用自动化平台对各个系统的各方面信息进行必要的的联合，可以完成对各种工作人员与用户的监视和控制等请求，同时还可以向相关人员提供各种各样图样、表格等各种方式和服务的历史数据。

（2）矿井的自动化改造与全方面的内容。通过对矿井的网络平台构建和网络集成，可以将整个矿井的上、下进行全方面的生产和调度，并可实现与环境等相关管理部门的联网。网络之间既可以完成独立的运行，也可以让它们同步运行。除此之外还可以通过网关、服务器及相关的系统软件，将不同网络协议，不同速率的控制网、设备网和信息网进行网络连接，构成企业管、监、控一体化的完美平台。

（3）在生产过程控制中采用生产实时数据库提高数据采集的准确性和及时性。该应用可以使各个生产部门快速的了解到各个班次的生产产量和质量，并可以了解到日销售量和矿井仓储。通风、安监等系统和施工现场工作可通过网络进行控制，并可以提高可靠性和安全等级，发挥系统的前瞻作用。生产控制的监测与诊断，更会大大提高事故判断的准确性、及时性，从而提高设备维护效率。

枣矿集团高庄煤矿技术能力研究案例分析。根据前面的理论，该企业首先进入创造性模仿阶段，根据本地的特性，对产品进行改进和整调，并结合该系统对产品进行重新设计，以提高其适应新市场需要的能力。然后是自主创新能力阶段，在这一阶段通过建立新的技术平台，形成自己所特有的标准。该企业经过创造性模仿能力的发展，并通过对自动化平台技术的改造，成功完成税后利益达到11157.18万元的目标。

（4）生产环节的控制环节。该环节包括对生产一线工作面，井下集中运输胶带，井下供、配电系统、排水通风系统、提升系统、洗煤厂的一体化控制和综合采矿井环境安全状态进行全方面的监控。1）矿井的安全监控系统可以提供CO的浓度、通风情况和井下瓦斯浓度等各种井下环境的数据。2）利用工作面的生产监控系统将设备接口把采煤机与液压支架的工作数据完整传给主机，并且可以将PROM80系统的监控数据和资料传送给主机，用来完成在调控室进行实时监控采煤机的运输系统的现场情况。3）人员监测子系统人员考勤系统对每天入井人员的姓名、入井时间进行详细的统计，并且可以自动的以表格的形式上传给工资部门，减少管理中的环节，以优化流程。4）排水系统可以采用目前市场上广泛应用的自动化技术，以实现对井下水仓和水位的自动监测，优化排水的各个时段，节约企业的用电量。5）主井和副井的提升监测子系统是通过对计算机的改造，来完成对绞车的状况进行诊断和监控，并将系统数据由主机上传至调度室，提高矿井的安全性和稳定性，最终实现绞车运行参数的提升。6）选煤厂全面并一体化的监控子系统，可以完成选煤厂生产系统的全面控制和检测，包括原煤装、运、储自控系统主洗车间工艺流程，以及对密度的闭环控制。目前大部分选煤厂已经实现全矿井主系统、工业电视以及全矿井管理系统。7）胶带运输系统的监控子系统可以将各条运输胶带纳入集中控制，实现对胶带机的井上控制室集中开车和停车，不用再设定现场指定岗位，从而实现胶带管理的一体化。

参考文献：

[1]韦静.煤矿排水综合自动化系统研究[J].中国高新技术企业，2011（9）.

[2]张一青.煤矿瓦斯泵站水系统改造[J].科技创新导报，2011（12）.