浅谈煤矿综合自动化系统

魏振兴

摘 要：阐述了阳煤集团某煤矿综合自动化监控系统工业以太网设计特点。本系统在煤矿安全监控、生产控制和设备监控等各个层面都有很好的效果。

关键词：煤矿;综合自动化;监控

矿井综合自动化系统主要是实时监测、监控全矿井各主要生产环节，实时采集和分析全矿井数据。矿井综合自动化系统为矿井工作人员提供有效手段，及时处理矿井各种突发事故和自然灾害，为煤矿稳定安全的发展奠定基础。

由于TCP/IP协议组网低成本、易组网，接口方便等优点阳煤集团某煤矿采用千兆环形工业以太网构建矿井综合自动化系统平台。

1 工业以太网平台

以太网是一种开放式的网络，具有良好的系统兼容性和可操作性，特性如下：①资源共享能力强，易于实现数据与信息的资源共享;②数据传输距离长;③在潮湿、高粉尘等恶劣环境下能够稳定工作，且维护量少。

2 综合自动化监控系统

2.1 供配电监控系统

在矿井地面110千伏变电站、10千伏变电所和矿井井下变电站等处安装通信分站。与此同时，保护单元采集到的电压、电流及故障信息等数据上传至地面数据监控中心，地面工程技术人员可以通过以太网对地面及井下主要供配电系统进行远程遥测和遥控从而实现无人值守。

2.2 立井提升监控系统

本煤矿主立井2台提升机电机功率6000千瓦;副立井提升机电机功率3150千瓦;排矸立井提升机电机功率1500千瓦，三个竖井均采用变频拖动。三套电控装置配有上位机，实现对提升机运行的保护和控制等功能。通过接口装置提升机的监控信号可以直接上传到地面调度中心，管理人员实时监控提升设备运转状态。

2.3 综采工作面监控系统

在煤矿生产初期，井下每个综采工作面均配有采煤工作面监控系统。该系统可实时监控工作面采煤机等电器设备。监控系统设有扩音电话、电流、电压显示及报警等诸多实用性功能。地面调度中心管理人员可根据生产管理的需要，通过地面监控系统对井下工作面工作设备进行必要控制。

2.4 矿压监测系统

为了减少或避免井下冒顶和垮塌事故对现场工作人员的损害，本煤矿安装有井下顶板压力监测系统。该系统实时监测液压支架的压力和巷道顶板的变化情况，从而达到早预测、早处理的效果。

2.5 通风机监控系统

通风监控系统主要采用PLC控制装置，通过PLC完成对风机各参数的自动检测及控制。该系统可以实现通风机的远程监测和监控。

3 数字化工业电视监控系统

工业电视系统采用纯数字网络视频监控技术，所有摄像仪均采用网络摄像仪，就近接入工业太环网视频传输设备上传至调度中心。

①井下摄像头均采用符合国家防爆认证的井下本安型防爆网络摄像头。该摄像头可将井下模拟视频信号直接转换成基于IP传输的网络数字信号，利用矿井井下以太环网为传输平台，无须重新布设传输光缆。摄像头通过内置软件把现场实时画面变型后及时通过井下工业以太网传输到地面，在地面计算机可通过B/S方式浏览图像;②地面摄像机可直接通过以太网将信号传至矿井调度监控中心。监控中心调度人员可以将任意一副画面切换到电视墙上，而且所有有权限的客户端通过浏览器浏览各路图像，实时监控现场生产情况。调度人员通过监控画面可以及时发现并避免可能发生的突发性事件，保证生产安全进行。

4 人员定位系统

根据国家安全生产监督管理总局的要求，煤矿井下须配置井下人员管理（定位）系统，以便发生灾害时能及时确定井下工人位置。本矿配置了某型号煤矿专用井下人员管理（定位）系统，我们把该系统的分站和读卡器安装在在巷道出、入口和井口。通过井下定位系统够及时、准确地了解各个区域人员的分布情况，及时了解井下人员的入井、升井时间及运动轨迹，以便于进行更加合理的调度管理。

5 中央调度管理系统

综合自动化调度中心是煤矿自动化管理的核心组织，是人機控制、信息共享和通信的集中调度场所。通过监控系统、视频系统等系统，构建了统一调度管理和统一应急反应的集中控制中心。自动化调度集成平台使用组态软件构建而成，为每个自动化系统构建软件监控平台。每个自动化系统都可以通过平台上的人机界面（HMI）实时监测设备状态，通过数据库存储历史数据，并控制每个系统的I/O。调度中心监控网络平台包括：①核心以太网交换机2台;②6台服务器;③2台磁盘阵列;④2台网络管理终端;⑤各子系统监控、监测工作站等设备。

交换机通过环网构成工业网络的冗余数据汇聚中心。安全监测系统直接接入核心交换机之中，工业电视系统以及大屏幕主机则都可以通过交换机接入工业核心交换机，使各系统的数据都可以切换显示到调度大屏幕之上。

工程师站其中两台用来负责编制和调试人机界面。剩余工作站适用于子系统和网络管理终端。例如：通风机监控、井下水泵监控、安全监测等子系统终端。工业网络通过防火墙与管理网络连接，既保证了管理网络对工业网络现场数据的读取，同时，还可以作为工业和管理网络之间的隔离作用保护工业网络的安全。

6 结束语

阳煤集团某煤矿在矿井综合自动化监控系统建成之后，实现了矿井生产调度的统一管理。该系统为矿井有效预防自然灾害、统一调度和救灾指挥、远程管理监测提供了强有力的支持工具。综合自动化系统在提高生产产量、减少生产事故、提高集团公司核心竞争力有着重要作用。