信息化背景下煤矿自动化技术的突破和发展

唐攻坚

（煤炭工业合肥设计研究院有限责任公司，安徽 合肥 230041）

0 引 言

随着社会信息化发展程度的不断加深，煤炭作为我国重要的战略资源，必须提高其信息化的应用。煤矿自动化技术作为煤炭生产中的关键技术，对其相关方面的研究是学术界相关领域的重点内容[1]。基于信息化背景，煤矿自动化技术的优化设计应运而生。

当前，煤矿的自动化技术已经取得了突破性进展，但在实际的自动化设备控制中仍旧局限于数据传输速率低下的问题，导致煤炭生产工作效率难以提升[2]。为此，在本文的研究中，考虑到煤矿工程的生产环境较为复杂，自动化系统的数据采集和数据传输技术在其中的应用存在局限，通过将PLC通信设备应用于煤矿自动化系统，展开对自动化数据采集和传输等方面的研究，以此为煤矿产业的信息化高速发展提供保障。

1 信息化背景下煤矿自动化技术的发展趋势

信息化背景下，煤矿自动化技术的更新换代是为了满足工作效率的提高，减少现场工作人员，提高安全生产。因此，在未来煤矿自动化技术的创新途中，其应用更趋向于实际，符合国家的煤矿生产前景，与国内可持续发展战略相结合。从基础的步骤开始做起，逐步建立符合国内发展的合理煤矿自动化技术。在实施建立过程中，为追求更高标准的信息化质量，所以其设计更注重实用性。煤矿自动化的智能性、灵活性及可塑性为其未来的发展提供了良好的基础，煤矿智能化是信息化背景下发展的前进方向，通过信息化技术对煤矿自动化数据进行讨论和分析，以满足煤矿生产的实际需要。

2 基于信息化背景下煤矿自动化技术设计

通过合理化应用信息化技术，不仅可以缓解煤矿产业可持续发展成本方面的压力，同时在某种层面上也可实现煤矿产业生产效率的提升[3]。为了进一步感知煤矿行业在我国经济市场的发展趋向，本文将结合信息化社会的特点与显著优势，展开自动化技术的应用研究，分析自动化技术在使用中存在的突破，并以此为研究的核心，对煤矿产业未来的社会发展趋向进行预测，并希望通过本文的研究提供解决煤矿自动化系统数据采集及数据传输的方法。本文针对煤矿自动化技术，结合信息化背景进行优化设计。主要通过PLC的操控，采集并传输煤矿自动化控制数据，提高煤矿信息采集传输处理的速度，完善基于信息化背景的煤矿自动化技术设计。

2.1 采集煤矿自动化控制数据

在煤矿生产过程中，结合信息化背景，可以通过采集煤矿自动化控制数据的方式提高煤矿自动化技术的信息化程度[4]。采集煤矿自动化控制数据的具体流程如下，将信息化技术下PLC通信端口作为煤矿自动化控制的信号数据通信路径，对煤矿自动化控制的信号数据进行实时地抗干扰采集。将通信端口分为主要通信路径、次要通信路径以及附属通信路径，通过增加PLC以太网模块，连接附近的交换机，实现对通信路径数据的输出及读取处理，完成煤矿自动化控制信号数据的采集。此外，PLC系统须具有支持PROFINET的以太网模块，且使用工业标准通信协议，以实现具有良好兼容性、可靠性以及扩展性的煤矿自动化数据采集模块的设计。

2.2 煤矿自动化数据传输

在信息化的应用背景下，传输上文采集到的煤矿自动化控制数据，根据传输地址，通过时序控制器脉冲控制预先采集的状态字节、数据字节以及数据长度。影响数据传输的因素主要包括速度和时间，可以通过控制两个变量不变，控制其他因素变化来实现对煤矿数据传输的控制。本文运用PLC系统的可编程性，为设计煤矿自动化技术提供多信道协作功能，避免单信道机制运行过程中存在的风险，从而提高煤矿自动化技术的可靠度[5]。煤矿自动化数据传输与处理的具体实现流程如图1所示。

图1 煤矿自动化数据传输实现流程图

煤矿自动化数据传输的实现意味着能够确保煤矿自动化控制功能的实现，利用信息化背景，使煤矿自动化采集数据与数据传输挂钩，对控制到的煤矿自动化情况进行对应处理。

2.3 完成基于信息化背景下煤矿自动化技术设计

在完成煤矿自动化数据传输后，基于信息化背景的自动化控制功能进行煤矿自动化PLC程序编写，在编程完毕后使用仿真器进行模拟运行。当煤矿工作方式存在连续或单周期时，选择手动/自动（连续或单周期）工作方式。在不占用CPU资源情况下，通过控制煤矿机械设备实现对煤矿的自动化控制，以此完成信息化背景下煤矿自动化技术设计。

3 实例分析

3.1 实验准备

为构建实例分析，实验对象选取某煤矿。使用本文基于信息化背景设计煤矿自动化技术处理煤矿自动化生产系统信息，将端口连接至计算机，通过MATALB软件测得其煤矿信息处理速率，记为实验组，再使用传统煤矿自动化技术处理煤矿生产系统信息，同样将采集端口连接至计算机，通过MATALB软件测得其煤矿信息处理速率，记为对照组。煤矿信息处理速率越高代表同时段内对于煤矿自动化技术的应用效果越好。本次实例分析中，目标煤矿数据采集个数为2 000个，设定区域范围为（0,10 000），记录实验数据。

3.2 实验结果分析与结论

整理实验结果如表1所示。

表1 煤矿信息处理速率对比

通过表1可知，本文设计技术煤矿信息处理速率明显高于对照组，具有实际应用价值，值得被大力推广。

4 结 论

本文通过实例分析的方式证明了设计的自动化数据采集和传输技术在实际应用中的适用性，以此为依据证明此次优化设计的可行性。通过本文设计能够解决传统煤矿自动化技术存在的缺陷，但同样存在不足之处，主要表现为未对本次煤矿信息处理速率测定结果的精密度与准确度进行检验，以进一步提高煤矿信息处理速率测定结果的可信度。这一点在未来针对此方面的研究中可以加以补足。