煤矿自动化控制系统整合的方式

苏永生

摘要

本文首先简要阐述了煤矿自动化控制系统整合的必要性，再此基础上煤矿自动化控制系统的整合方式进行论述。期望通过本文的研究能够对促进煤矿生产效率的提升有所帮助。

【关键词】煤矿 自动化控制 系统整合

现如今，在煤矿生产中，自动化控制系统的应用越来越广范，其具有不可忽视的作用。但由于自动化控制系统的种类过多，使得系统之间的兼容性较差，无法有效进行数据传输，并且还会导致重复建设的问题。故此，应当对煤矿自动化控制系统进行整合。借此，本文就煤矿自动化控制系统整合的方式展开研究。

1 煤矿自动化控制系统整合的必要性

近年来，随着计算机网络技术、通信技术的不断发展和完善，为自动化控制系统的发展提供了强有力的技术支撑。现阶段，国内大部分煤矿均建立了多种自动化系统，其中较为典型的有井下提升自动化系統、通风自动化系统、排水自动化系统、供电自动化系统、工业电视系统以及安全监测系统等等。由于上述系统都是在煤矿发展的不同时期和不同阶段建成投用的，每个系统在建设时，都需要布置相应的通讯线路，从而造成重复投资的情况，不仅如此，通讯线路之间还存在互相干扰的情况，影响了系统运行的稳定性和可靠性，极不利于煤矿井下生产作业安全的保障。同时，因系统的数量较多，各种系统均自动体系，不但需要专门的人员进行操作和维护，而且系统之间的还无法进行数据信息互通，制约了系统综合效益的发挥，不便于集中管理和统一调度。因此，有必要对自动化控制系统进行整合，以此来发挥出自动化控制系统在煤矿安全生产中的作用，从而推动我国煤矿产业健康、稳定、持续发展。

2 煤矿自动化控制系统的整合方式

在对煤矿自动化控制系统进行整合的过程中，可将重点放在如下两个方面：一方是对通信传输网络进行整合，另一方面则是对系统软件进行整合。下面分别对此进行论述。

2.1 通信传输网络的整合方式

2.1.1 科学确定整合目标

在对通信传输网络进行整合的过程中，应当对整合目标进行科学设定，具体如下：

（1）应当确保通信传输系统具有较高的带宽，这是因为煤矿井下自动化设备的应用越来越广泛，由此使得网络传输的信息发生了改变，不再是单一的数据，各种音视频文件随之增多，这样一来势必会占用越来越多网络带宽，若是宽带不足，则会导致系统的反应速度下降，因此，必须确保传输网络具备较高的带宽，从而满足各种不同的传输需要。

（2）对于自动化控制系统而言，稳定性尤为重要，为避免局部故障导致整个传输网络瘫痪的情况发生，应采取冗余配置，降低影响，由此可使传输网络的安全性获得大幅度提升。

（3）传输网络所处的运行环境相对比较恶劣，所以要确保整合后的传输网络满足防尘、防爆的要求。

（4）自动化控制系统在采用CSMA/CD协议的情况下，会降低传输速率和网络性能。为解决这一问题，可采用全双工通信的交换网络，确保通信节点可同时发送和接收数据信息，实现数据在网络环境中的共享，提高数据传输率。

（5）自动化控制系统同时连接煤矿局域网和工业以太网，在运行过程中易受到外部网络的恶意攻击。为保证系统网络的安全性，应在局域网中设置防火墙，隔离外部网络的非法访问。同时，在局域网上使用身份认证技术，要求任何PC端在访问自动化控制系统时都要进行身份认证，并在授权的范围内进行系统操作。

2.1.2 组网方案

在对通信传输网络进行整合的过程中，应当编制一套合理可行的主干网组网方案，通过调查研究后，工业以太网交换机的应用优势非常明显，该设备采用的是模块化结构，以非专有性的标准进行开发，开放性较强，安全性较高。主干网络为前兆双工，子系统可以采用就近的方式，借助光纤或双绞线直接与主干网络进行连接，网络的结构冗余环网，一旦其中某一个组件发生故障时，均能够进行快速冗余，由此使系统的运行稳定性得到了保障。此外，由于煤矿井下的作业环境中存在较为严重的电磁干扰，为对这部分干扰进行有效屏蔽，主干网全部采用光纤，光缆则在考虑防爆要求的基础上，采用铠装的光缆，由此使得传输网络的运行安全性显著提升。

2.2 软件程序的整合方式

煤矿自动化控制系统中的软件设计应结合PLC的通讯接口程序，利用WinCC工控软件实现组态应用，满足复杂任务的控制需求。该工控软件集成SQL数据库、标准接口以及API程序接口，可在数据库中实现存取功能;煤矿自动化控制系统整合实时监测监控功能，对控制系统中的设备运行状态进行监控，使操作人员能够实时掌握设备运行参数，在操作站上直接查阅图表或画面，全方位监控各子系统的自动化运行情况;自动化控制系统要整合故障自诊断功能，当系统检测到煤矿设备出现运行故障时，可自动判断故障类型，快速定位故障位置，并提供故障位置的图像显示，以及故障排除方法的语音提示，进而实现故障的自动化诊断自动化控制系统要整合事故预案系统，该系统针对可能出现的突发事故编制事故处理方案，一旦发生事故，能够综合调用其他系统实施预案，以便于快速解决事故;自动化控制系统要整合事故分析软件，该软件可自动记录事故发生的前后时间，用图像展现事故前后的数据变化，为总结事故教训提供依据;自动化控制系统整合数据分析软件，通过对历史数据进行系统化分析，为制定设备检修计划提供数据支持，提高检修工作效率，降低故障发生概率，减少运维成本投入。

3 结论

综上所述，在煤矿生产中，自动化控制系统的应用越来越多，因不同系统之间的开发设计及投用时间存在差异，从而使得系统的兼容性较差，尤其是在系统不断增多的情况下，这种问题也随之显现。为此，应当对煤矿的自动化控制系统进行整合，从而使系统的综合作用得到最大限度地发挥，减少重复建设的资金投入，这对于促进煤矿生产效率的提升具有重要的现实意义。

参考文献

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