浅谈工业以太环网的煤矿综合自动化设计与应用

朱彤　等

摘要：随着科学技术的不断发展，工业以太环网的煤矿综合自动化技术受到了越来越多煤矿企业的关注。工业以太环网的煤矿综合自动化系统能有效保证煤矿的稳定安全生产，在生产过程中能依靠网络技术全面实施监控管理，避免了矿井事故的发生，提高了矿井的工作质量和效率。文章对工业以太环网的煤矿综合自动化设计与应用展开了分析。

关键词：工业以太环网；煤矿企业；综合自动化技术；网络技术；煤炭开采 文献标识码：A

中图分类号：TD665 文章编号：1009-2374（2015）19-0164-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.19.081

由于煤矿行业的快速发展，促使煤矿企业的管理水平不断提高，煤矿的开采难度也不断增大，由此就为煤矿企业稳定安全的生产提出了更高的要求。近年来，工业以太环网的煤矿综合自动化得到了煤矿企业的普遍运用，通过先进的网络计算机技术能实现科学的监控管理，能及时收集到各项井下煤矿生产的信息数据，对所有信息进行判断分析有利于生产的安全稳定。通过建立工业以太环网的煤矿综合自动化系统，结合现场总线和工业以太环网技术，实现各项数据信息能完成传输、共享，把每个不同分系统的作用联系起来，防止出现信息孤岛的现象，充分利用系统的信息数据资源以及设备资源，运用工业以太环网不断提高煤矿企业的监控管理水平，提高煤矿的生产效率，促进煤矿企业安全持续的发展。

1 煤矿综合自动化系统的组成结构与网络架构

1.1 煤矿综合自动化系统的组成结构

煤矿综合自动化系统的通讯平台主要采取用千兆冗余工业以太环网，通过建立三层的网络结构，把各项信息、音视频、通讯于一条线路进行网络传递。利用以太环网的网络技术，合理分配各项资源，保证数据信息能及时共享，让管理人员能了解井下的实时情况，做出正确的判断。要想建立起统一的煤矿综合自动化信息监控管理平台，就要利用光纤通信把各个分系统连接起来，统一调度各系统的功能。这些系统分别为矿井子系统、井上管理控制系统、井下工作人员的定位系统等。

1.2 煤矿综合自动化系统网络架构

工业以太网系统是矿井下监测的重要核心网络，通过运用现场总线传输以及光纤工业以太网的网络架构，普遍设立在区域广阔，便于搭线的主要巷道区域。利用核心交换机的作用把井下的各个自动控制系统和井上管理监控系统相连接。工业以太网的各个接口则于骨干网中获取，整个综合自动化系统能充分地发挥扩展功能，当网络发生故障时，能第一时间自动地回复通信，保持信息传输的不间断，从而有利于控制室的监控管理，为煤矿企业的安全稳定生产提供了有力的保障。煤矿综合自动化系统的网络结构通常由两部分组成，分别是井上的网络以及井下的网络，这两个网络的共同点就是都是环型拓扑结构，它们之间的联系是通过核心交换机完成的。整个煤矿的网络是通过1000M工业以太网建立的，整个煤矿的相关系统都能获取网络接口，无论是井上的管理系统，还是井下的控制系统。井上的管理控制系统主要由两部分构成，分别是以太环网以及核心交换机，通过利用1000M的宽带网络，系统的运转能保持通畅性和稳定性，相关的各个子系统可以通过核心交换机的功能与主系统相连接，统一供井上主网络的调度控制。井下的控制系统则由千兆以太环网构成，直接完成井下的自动化控制工作。

2 煤矿综合自动化系统设计的特点

煤矿综合自动化系统主要有两个功能，分别为监控和管理，通过利用网络计算机界面分别完成对煤矿生产工作的管理和监控。综合自动化系统利用集成结构平台统一管理各个软件系统。它的设计特点主要有以下三种：

2.1 建立统一的网络数据库

煤矿综合自动化系统分为主系统和子系统，每个系统之间都有特定的数据库，每个数据库都与相关的作用一一对应，各项数据相互独立，没有产生联系。因此，煤矿综合自动化系统会建立其统一的数据库，将各个系统数据库中的数据抽取出来，分别进行整理汇总，把不一致的数据清除掉，从而保证每个数据库中的数据信息都是与煤矿企业的全局信息一致的。

2.2 各个子系统信息相互分享、互相联通

煤矿综合自动化系统的数据共享设计，使每个子系统的数据信息都能得到互相利用，完成煤矿综合自动化系统中各个系统的数据共享，联动控制。井上的主管理控制室能统一对井下的工作人员和各种设备进行管理控制，

实现整个矿井工作的互相连通，不让信息成为孤岛。

2.3 提供开放式数据接口

煤矿综合自动化系统的软件可以提供开放式的网络接口，能有效提高各个子系统的安全性、灵活性以及可扩展性，保持信息数据的及时传输分享。

3 煤矿综合自动化系统的应用实现

煤矿综合自动化系统由各个子系统组成，这些子系统包括井下工作人员定位系统、锅炉房子系统、压风机子系统、中央回风井通风机子系统等。通过组态软件能满足每个子系统软件的达成，显示出现场的三维动态图，能第一时间分析数据。比如在井下安装的主排水系统监控软件，通过组态软件能有效完成水泵的实时监测以及自动化控制功能，对水泵在工作过程中的每项参数进行分析处理、显现出来。要想保持水泵稳定安全的持续运行，就要利用智能专家系统的功能，合理分析故障的参数及时报警，避免各种事故的发生，杜绝错误的施工操作，通过预先制定工作程序，自动完成水泵的各种操作启动，通过智能

或者远程控制水泵，实现水泵的自动化高效运行。

4 结语

综上所述，建立工业以太环网的综合自动化系统能有效对煤矿企业生产过程实行全面监控管理，保持各项数据信息的共享，实现煤矿企业生产管理的信息化、数字化、自动化，不断提高煤矿的生产效率，避免生产事故的发生，促进煤矿企业安全稳定的持续发展。

参考文献

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作者简介：朱彤（1984-），河南义马人，郑煤集团杨河煤业初级工程师，工程硕士，研究方向：电气工程；赵娟（1981-），女，河南南阳人，河南工业贸易职业学院助教，研究方向：电子信息；周凯丽（1990-），河南新密人，郑煤集团杨河煤业初级工程师，研究方向：信息管理。

（责任编辑：王 波）