煤矿综合自动化智能分析平台的设计与研究

任富强

（平顶山天安煤业股份有限公司八矿，河南平顶山 467012）

煤矿综合自动化智能分析平台的设计与研究

任富强

（平顶山天安煤业股份有限公司八矿，河南平顶山 467012）

目前，我国大多数矿井已经完成了自动化改造，实现了设备的远程控制，但就如何利用好现场获取的大量数据，使得设备运行更加智能高效，真正实现无人值守，成为急需解决的课题。基于此，设计一套煤矿综合自动化智能分析平台，其是集数据通信、处理、采集、控制、协调、综合智能判断和图文显示为一体，并能在各种情况下准确、可靠、迅速地做出反应，及时处理，协调各系统工作的智能化系统，具有一定的推广应用价值。

综合自动化；智能分析；数据分析；智能判断；无人值守

“煤矿综合自动化智能分析平台”集数据通信、处理、采集、控制、协调、综合智能判断和图文显示为一体［1］，能在各种情况下准确、可靠、迅速地做出反应，及时处理，协调各系统工作，达到实时、合理监控的目的。其具有“集中管理、分散控制、全面采集、整合分析”的特点，从技术、设计、开发、维护等各个方面保证系统的先进性，是一套符合现代煤矿生产集中控制的软件系统。

1 综合自动化智能分析平台总体架构

整个综合自动化智能分析系统分为4层架构，从低到高依次是数据转换层、数据集成层、数据接口层、应用层。

数据转换层主要由各种接口适配器组成，负责各个分系统与平台的物理连接；数据集成层通过组态软件或接口程序，采集安全保障、生产主煤流、生产辅助等系统的实时数据，并存入数据库；数据接口层用于隔离应用层和数据集成层，使应用层可以在数据库平台上进行自由移植，方便应用层的开发；应用层主要是通过读取数据集成层中的数据，并对其进行分析、综合，最终以WEB发布方式进行对外发布，为领导提供决策依据。其中，应用层以下是整个综合自动化智能分析平台的基础，应用层是对采集到的数据进行挖掘分析的关键层，其利用ASP. NET、FLASH和WEB等技术，用来显示数据分析后的各种应用。

2 综合自动化智能分析平台各模块功能介绍

综合自动化智能分析平台实现了对矿井生产过程监控、全矿井生产安全环境监测、生产过程采集到信息的综合利用和开发，其通过对信息集成、数据联动分析、WEB浏览、设备管理、数据趋势分析模块、作业优化、能效分析、应急预案与救灾支持等模块的开发和利用，为矿井安全生产和领导的科学决策提供了有效支持。

2.1 信息集成模块

信息集成模块主要由IFIX组态软件、数据库服务器、Web服务器等组成，数据发布系统设计采用了.NET技术。

信息集成模块将实时数据流进行集成，同时针对统一信息平台开发各种综合的应用。所有采集到的数据都存放到同一个数据库，这样方便了数据的综合利用。该模块采用标准功能组件，将各系统的数据采集存储到关系数据库中，通过一组标准接口供其他程序调用，满足矿井井上、井下的需求，具有良好的可靠性、兼容性、扩容性，支持C/S、B/S模式。集中的信息可以根据不同的权限进行访问。

2.2 数据联动分析模块

综合自动化智能分析平台通过联动预案调度系统为矿井建立一个故障预案库。在各个子系统发生报警信号时，根据预先设定好的预案，自动弹出预案提示，指挥调度人员及时正确地进行处置，在矿井允许的情况下还可调用指定子系统，进行联动，及时高效地应对突发事件。在发生重大事件时，监控系统向信息化系统发送报警信号，系统调用视频联动和相关数据显示在监控终端上。在发生报警时，系统的界面上会自动标示出报警设备，并启动应急预案，同时进行声光报警，将报警信息记录到数据库中。为了防止由于误报信号导致的错误操作，在管理人员面对突发事件时，须经确认后再进行相应联动操作。系统允许人为设置联动报警源、配置联动报警预案。整个联动预案调度系统还提供报警信息和联动预案动作的查询，便于管理人员管理。

2.3 Web浏览模块

Web浏览模块主要是对各自动化子系统实时采集的数据动态地显示在Web页面上，以方便各级管理人员通过浏览器在企业内网或外网查看，及时掌握各子系统的运行状况。该模块可以对整个安全生产系统进行集中监控，并以各种报表和图形显示出来，提供在线浏览等，为矿领导及时作出决策提供依据。

2.4 设备管理模块

设备管理模块根据各单位部门的职能，从设备管理部门的日常工作出发，注重设备生命周期的管理，包括设备申请、审批、借用、维修和报废等，以及设备相关的备品备件和易耗品的日常管理。此系统的使用极大地提高了设备管理部门的工作效率，使设备管理人员解脱了繁重的手工劳动，实现了设备整个生命周期的计算机化管理，同时在与使用单位内部网络配合的基础上实现无纸化办公。

2.5 数据趋势分析模块

数据趋势分析模块提供灵活的实时曲线和历史曲线显示功能。通过比较当前和历史趋势数据，特别是结合装备安全运行的多参数模型，及早报告故障隐患，并且通过对事故前后实时记录的历史数据分析，精确定位事故发生的原因，以避免事故的再次发生。可以查询到系统中所有点的历史值，并自动生成趋势图，为数据的深入分析提供了方便。

2.6 作业优化模块

作业优化模块是对整个作业进行效率分析，并对作业流程进行优化，使整个煤矿作业流程大大的简化，提高了作业效率。其包括两部分，一是作业效率分析模块。通过对设备开停时间的统计计算出设备运行时间，然后与产出进行比较，分析时间段内系统的作业效率。二是作业流程优化模块。针对不同的子系统通过找出不同子系统之间的关联，从安全、高效、节能角度进行分析，为职能部门优化作业流程提供数据基础。

2.7 能效分析模块

能效分析模块是将主提升、皮带系统、通风系统、排水系统等各个子系统的能效以时间段为条件生成曲线，进行分析。以排水系统为例，将水泵排水量和用电量以时间为条件进行分析，生成分析曲线。

2.8 应急预案与救灾支持模块

建立矿井应急预案与救灾模块的主要目的是：①万一发生事故，控制危险源，避免事故扩大，在可能的情况下消除事故；②尽可能减少因事故所造成的人员和财产损失。因此，此模块不仅要包括危险源预测、矿井环境状况、关键设施分布情况、应急救援力量等实体空间，而且还应涉及社会经济领域的非实体因素，如人员分布、财产分布等。

根据预案中应急救援机构的不同职能，本模块包括3个子部分，分别为调度室应急救援指挥系统、指挥机构应急救援子系统和相关单位应急救援子系统。

3 结语

该平台在平煤股份八矿实际应用后，实现了对井下四大采区及地面煤楼胶带运输机，井下泵房、变电所，地面压风机房的无人值守；同时提高了设备的有效使用率，节约了电能，延长了设备使用寿命。总之，提高了矿井生产效率和安全系数，具有一定的推广应用价值。

［1］徐静，谭章禄.智慧矿山系统工程与关键技术探讨［J］.煤炭科学技术，2014（4）：79-82.

Design and Research of the Coal Mine Integrated Automation Intelligent Analysis Platform

Ren Fuqiang
（Eight Mine of Pingdingshan Tian’an Coal Mining Co.Ltd.，Pingdingshan Henan 467012）

At present,most of the mines in our country have already completed the automation reform,realized the re⁃mote control of equipment,but it was became an urgent subject to be solved to how to make good use of the large num⁃ber of data obtained in the field to make the device running more intelligent and efficient,truly unattended.Based on this,a set of intelligent mine integrated automation analysis platform was designed,it is an intelligent system to set the data communication,processing,collection,control,coordination,integrated intelligent judgment,graphic display as a whole,and can make the response accurately,reliably and rapidly in all kinds of situations,timely treatment and coordination of the work of the system,which has certain popularization and application value.

integrated automation；intelligent analysis；data analysis；intelligent judgment；unattended

TD67

A

1003-5168（2016）12-0027-02

2016-11-06

任富强（1981-），男，硕士，工程师，研究方向：综合自动化信息化。