殷力鵬 李明

【摘要】本文主要針對(duì)礦井自動(dòng)化平臺(tái)的要求，提出全礦井自動(dòng)化平臺(tái)的系統(tǒng)構(gòu)造。本文的設(shè)計(jì)基于OPC技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，不但給出了OPC數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)模型，而且實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)之間的資源共享，以實(shí)現(xiàn)全礦井自動(dòng)化。

【關(guān)鍵詞】礦井自動(dòng)化 網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 設(shè)計(jì)

中華人民共和國(guó)第十五年計(jì)劃綱要提出的目標(biāo)與任務(wù)，是完成中國(guó)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和升級(jí)。利用高新科技和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，使我國(guó)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)更加強(qiáng)大。本文的重點(diǎn)推廣內(nèi)容就是全礦井信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

1全礦井綜合自動(dòng)化平臺(tái)的提出

綜合自動(dòng)化就是通過(guò)我國(guó)的高新技術(shù)一計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等，通過(guò)數(shù)字化、自動(dòng)化等來(lái)管理和生產(chǎn)．并且通過(guò)企業(yè)管理信息系統(tǒng)等技術(shù)進(jìn)行集成設(shè)計(jì)，用來(lái)完成企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和管理的高度自動(dòng)化，并提高企業(yè)的安全性和高效運(yùn)行的最新技術(shù)，使用了該技術(shù)的企業(yè)，必將提高生產(chǎn)效率。目前在煤炭這一行業(yè)中所實(shí)行的高效現(xiàn)代化礦井的建設(shè)，是要求我國(guó)的礦井由機(jī)械化向自動(dòng)化、智能化不斷轉(zhuǎn)變。為了提升我國(guó)煤礦的經(jīng)濟(jì)效率，建立一個(gè)自動(dòng)化平臺(tái)是非常有意義的。

2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

全礦井自動(dòng)化平臺(tái)是利用各種高端技術(shù)。將礦井下現(xiàn)場(chǎng)的信息和地面現(xiàn)場(chǎng)的信息利用光傳輸系統(tǒng)和局域網(wǎng)傳輸至數(shù)據(jù)中心，并由調(diào)控人員遠(yuǎn)程監(jiān)控；并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最終使各類(lèi)信息可以在網(wǎng)絡(luò)終端分類(lèi)實(shí)時(shí)顯示，在有故障和事故發(fā)生前，可以提前報(bào)警和預(yù)警，并且可以提供預(yù)警方案，方便上級(jí)的指揮和調(diào)度。整個(gè)系統(tǒng)監(jiān)控是由地面和井下兩種監(jiān)控系統(tǒng)組合而成。從硬件設(shè)備來(lái)看，整個(gè)過(guò)程監(jiān)控的硬件有PLC、監(jiān)控主機(jī)等；從軟件這一個(gè)角度來(lái)看，整個(gè)過(guò)程的監(jiān)控有各種各樣的監(jiān)控軟件以及利用光傳輸系統(tǒng)的組態(tài)軟件等。數(shù)據(jù)中心還有兩個(gè)主要的作用，首先是通過(guò)OPC的客戶端訪問(wèn)各種子系統(tǒng)，通過(guò)各種子系統(tǒng)收集到的信息，進(jìn)行管理，并且保證數(shù)據(jù)的安全。礦井自動(dòng)化平臺(tái)是通過(guò)采礦和運(yùn)籌學(xué)理論把各類(lèi)信息在調(diào)度中心的監(jiān)視屏分類(lèi)實(shí)時(shí)顯示。并實(shí)現(xiàn)相互間的數(shù)據(jù)交換和利用。

3全礦井綜合自動(dòng)化平臺(tái)的目標(biāo)

通過(guò)多種自動(dòng)化技術(shù)與現(xiàn)代化信息，建立一個(gè)系統(tǒng)的礦井監(jiān)測(cè)控制和管理，并且通過(guò)大型網(wǎng)絡(luò)的分布式和開(kāi)放式控制系統(tǒng)．用來(lái)改變傳統(tǒng)煤礦運(yùn)行的生產(chǎn)形式。組成一個(gè)全礦井生產(chǎn)環(huán)節(jié)的控制自動(dòng)化、業(yè)務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)網(wǎng)絡(luò)化和生產(chǎn)綜合調(diào)度指揮。對(duì)煤礦運(yùn)營(yíng)狀況和安全達(dá)到遠(yuǎn)程在線控制。達(dá)到設(shè)備和生產(chǎn)線的監(jiān)控．讓生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的信息管理，生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)的檢測(cè)一體化。實(shí)現(xiàn)三方之間無(wú)延遲的信息交換。全方面提高生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的效率。

4全礦井自動(dòng)化平臺(tái)

（1）全礦井自動(dòng)化平臺(tái)在網(wǎng)絡(luò)方面的位置與綜合自動(dòng)化平臺(tái)在整個(gè)信息化礦井的三層結(jié)構(gòu)中，處在一個(gè)中間控制層的位置，利用該系統(tǒng)可以完成各種子系統(tǒng)之間的聯(lián)系。它是控制層和信息層之間的銜接口，是該層中最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。綜合的利用自動(dòng)化平臺(tái)對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的各方面信息進(jìn)行必要的的聯(lián)合，可以完成對(duì)各種工作人員與用戶的監(jiān)視和控制等請(qǐng)求，同時(shí)還可以向相關(guān)人員提供各種各樣圖樣、表格等各種方式和服務(wù)的歷史數(shù)據(jù)。

（2）礦井的自動(dòng)化改造與全方面的內(nèi)容。通過(guò)對(duì)礦井的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)構(gòu)建和網(wǎng)絡(luò)集成，可以將整個(gè)礦井的上、下進(jìn)行全方面的生產(chǎn)和調(diào)度，并可實(shí)現(xiàn)與環(huán)境等相關(guān)管理部門(mén)的聯(lián)網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)之間既可以完成獨(dú)立的運(yùn)行，也可以讓它們同步運(yùn)行。除此之外還可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器及相關(guān)的系統(tǒng)軟件，將不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，不同速率的控制網(wǎng)、設(shè)備網(wǎng)和信息網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，構(gòu)成企業(yè)管、監(jiān)、控一體化的完美平臺(tái)。

（3）在生產(chǎn)過(guò)程控制中采用生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)提高數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。該應(yīng)用可以使各個(gè)生產(chǎn)部門(mén)快速的了解到各個(gè)班次的生產(chǎn)產(chǎn)量和質(zhì)量，并可以了解到日銷(xiāo)售量和礦井倉(cāng)儲(chǔ)。通風(fēng)、安監(jiān)等系統(tǒng)和施工現(xiàn)場(chǎng)工作可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制，并可以提高可靠性和安全等級(jí)，發(fā)揮系統(tǒng)的前瞻作用。生產(chǎn)控制的監(jiān)測(cè)與診斷，更會(huì)大大提高事故判斷的準(zhǔn)確性、及時(shí)性，從而提高設(shè)備維護(hù)效率。

棗礦集團(tuán)高莊煤礦技術(shù)能力研究案例分析。根據(jù)前面的理論，該企業(yè)首先進(jìn)入創(chuàng)造性模仿階段，根據(jù)本地的特性，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)和整調(diào)，并結(jié)合該系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，以提高其適應(yīng)新市場(chǎng)需要的能力。然后是自主創(chuàng)新能力階段，在這一階段通過(guò)建立新的技術(shù)平臺(tái)，形成自己所特有的標(biāo)準(zhǔn)。該企業(yè)經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性模仿能力的發(fā)展，并通過(guò)對(duì)自動(dòng)化平臺(tái)技術(shù)的改造，成功完成稅后利益達(dá)到11157.18萬(wàn)元的目標(biāo)。

（4）生產(chǎn)環(huán)節(jié)的控制環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)包括對(duì)生產(chǎn)一線工作面，井下集中運(yùn)輸膠帶，井下供、配電系統(tǒng)、排水通風(fēng)系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、洗煤廠的一體化控制和綜合采礦井環(huán)境安全狀態(tài)進(jìn)行全方面的監(jiān)控。1）礦井的安全監(jiān)控系統(tǒng)可以提供CO的濃度、通風(fēng)情況和井下瓦斯?jié)舛鹊雀鞣N井下環(huán)境的數(shù)據(jù)。2）利用工作面的生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)將設(shè)備接口把采煤機(jī)與液壓支架的工作數(shù)據(jù)完整傳給主機(jī)，并且可以將PROM80系統(tǒng)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和資料傳送給主機(jī)，用來(lái)完成在調(diào)控室進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控采煤機(jī)的運(yùn)輸系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)情況。3）人員監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)人員考勤系統(tǒng)對(duì)每天入井人員的姓名、入井時(shí)間進(jìn)行詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)，并且可以自動(dòng)的以表格的形式上傳給工資部門(mén)，減少管理中的環(huán)節(jié)，以優(yōu)化流程。4）排水系統(tǒng)可以采用目前市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用的自動(dòng)化技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)井下水倉(cāng)和水位的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，優(yōu)化排水的各個(gè)時(shí)段，節(jié)約企業(yè)的用電量。5）主井和副井的提升監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)是通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)的改造，來(lái)完成對(duì)絞車(chē)的狀況進(jìn)行診斷和監(jiān)控，并將系統(tǒng)數(shù)據(jù)由主機(jī)上傳至調(diào)度室，提高礦井的安全性和穩(wěn)定性，最終實(shí)現(xiàn)絞車(chē)運(yùn)行參數(shù)的提升。6）選煤廠全面并一體化的監(jiān)控子系統(tǒng)，可以完成選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)的全面控制和檢測(cè)，包括原煤裝、運(yùn)、儲(chǔ)自控系統(tǒng)主洗車(chē)間工藝流程，以及對(duì)密度的閉環(huán)控制。目前大部分選煤廠已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全礦井主系統(tǒng)、工業(yè)電視以及全礦井管理系統(tǒng)。7）膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的監(jiān)控子系統(tǒng)可以將各條運(yùn)輸膠帶納入集中控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)膠帶機(jī)的井上控制室集中開(kāi)車(chē)和停車(chē)，不用再設(shè)定現(xiàn)場(chǎng)指定崗位，從而實(shí)現(xiàn)膠帶管理的一體化。

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