数字化矿山系统及智能化在矿井中的应用

2015-03-27天地常州自动化股份有限公司薛晓炎

电子世界 2015年13期

天地（常州）自动化股份有限公司薛晓炎

数字化矿山系统及智能化在矿井中的应用

天地（常州）自动化股份有限公司薛晓炎

本文介绍数字化矿山的硬件架构与软件架构，并对软件的模块功能作了详细的分析，移动app的应用。该系统在煤矿中的应用，可以对矿井生产、安全、通风、瓦斯、生产调度、煤矿地测防治水、供电、机电设备等二十余个管理子系统进行无缝接入，从而达到减员增效化管理。

数字化；矿山；工业以太环网；智能化

随着当前煤矿对安全生产的日夜重视,煤矿的自动化与智能化越来越高。当前科学技术也是日新月异。煤矿企业对矿井的日常管理和生产管理也提到了一个新的高度。在过去的十几年里,煤矿经过自身的自动化发展,已取得一定发展,自动化程度也上升了一定的高度。现在煤矿井下的人员定位系统、安全监测系统、调度通信系统、皮带控制系统等都实现了一定程度自动化,而且煤矿的基础网络建设也基本形成,那么如何在现有的基础上,更上一层楼,将煤矿的智能化程度上升到新的高度,实现真正意义上的数字化矿山,app的应用,高度融合通信、监测、生产、管理。使之实现一体化生产与管理。这也是今后煤矿数字化矿山的一个发展方向。

1 数字化矿山整体结构

建设数字化矿山的主要目的就是为了在保证煤矿安全生产管理的同时,实现减员增效。这个过程可以通过两个方面来实现,煤矿井下的各个系统已经建设完成。这为我们提供了硬件接入,我们还应该建设一个高速网络平台,平台要求有足够的带宽。能够为现有的的系统提供流畅的通道。并且要预留一定的带宽为今后的未知系统留足带宽。在软件(应用层)方面首先要实现系统的数据采集,将各个系统的数据采集到服务器上,形成数据仓库,通过数据仓库能够实现数据挖掘,有了数据挖掘,进而实现数据分析,为我们日常的生产控制和安全监控提供必要的支持。最后通过数据反馈达到我们对煤矿井下的数据控制。最终实现数据化矿山减员增效的目的。

2 数据化矿山的基本构造

数字化矿山的硬件基本结构有物理层、数据链路层、网络应用层构成。

2.1 物理层

物理层即设备接入层、主要由路由器、交换机(井下防爆型交换机和地面机房核心交换机)、井下输采集设备和设备通道、地面机房服务器组成。目前煤矿该层的建设已基本完成。煤矿井下的基础层建设包括有线和无线两种方式:这两种方式可以单一的选择有线环网作为物理层建设、也可采用无线WIFI的方式建设无线平台部分。还可以通过有线和无线的混合建设实现物理层的建设。同时井下的数据接入方式多种多样、一般常见的数据接入方式为RS485和TCP/IP方式。这些可通过接口的标准化的方式,实现数据的无缝接入,有了物理层的建设就为数字化矿山的实现提供了物质基础。

2.2 数据链路层

数字化矿山的一个重要过程就是数据的接入,要实现数据的接入首先是需要有原始的数据信息,这个过程可以通过已有的煤矿基础建设来完成,就目前来说,煤矿的基础系统已经完成,包括了“六大系统”、视频监控系统等。通过这些系统提供了数据源,当这些数据通过物理层的通道到达服务器之后,就完成了数据链路层实现的数据采集与应用。

2.3 网络应用层

在该层包括了网络层和应用层。网络层为数据化矿山实现的关键在于主要平台的建设,包括有线环网平台和无线网络平台,其传输的方式为建设主干环网在井下大巷和井下作业环境比较好地方,对于井下工作面环境恶劣的情况下,通过无线网络覆盖的方式实现信号的传输。在地面机房采用服务器统一管理,通过硬件防火墙与以后建立的矿企业网隔离。工业环网与企业信息网间采用双网卡信息发布服务器+防火墙技术。同时矿上的数字化应用也是在网络应用层。