天地科技股份有限公司上海分公司 陳 陽

從目前的具體分析來看，井下作業(yè)是煤礦生產(chǎn)的常態(tài)，所以井下作業(yè)效率對(duì)于煤礦的具體生產(chǎn)效率有著顯著的影響。從現(xiàn)階段的資料研究分析來看，傳統(tǒng)的井下作業(yè)利用的是半機(jī)械半人工的方式，即利用人力操作實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的控制，從而實(shí)現(xiàn)采煤的目的，就這種方式的具體分析來看，其在安全性和效率性方面存在著顯著的問題，所以從現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展和質(zhì)量化工業(yè)發(fā)展的角度來考慮，此種生產(chǎn)方式需要進(jìn)行改變。自動(dòng)化技術(shù)在目前的工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的利用，其能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)的智能化，對(duì)于人員解放也有著重要的意義，所以利用自動(dòng)化技術(shù)對(duì)煤礦井下工作系統(tǒng)進(jìn)行改造可以有效的提升煤礦井下生產(chǎn)的效率和安全?；诖?，分析研究煤礦井下自動(dòng)化系統(tǒng)的改造現(xiàn)實(shí)意義巨大。

1 煤礦井下設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)改造的積極意義

煤礦井下設(shè)備系統(tǒng)在煤礦的具體生產(chǎn)實(shí)踐中起著重要的作用，其運(yùn)行的流程性、可靠性和穩(wěn)定性對(duì)于煤炭開采的效率和安全影響巨大，所以在生產(chǎn)實(shí)踐分析的基礎(chǔ)上對(duì)現(xiàn)階段的具體應(yīng)用系統(tǒng)做分析和改造，其會(huì)產(chǎn)生比較顯著的意義，而就具體的意義分析來看，主要表現(xiàn)在以下兩方面。

1.1 安全意義

第一是煤礦井下設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)改造具有顯著的安全意義。從具體的煤礦開采來看，井下透水事故、瓦斯爆炸等會(huì)給煤礦的開采埋上陰影，這不僅不利于煤礦的正常開采，對(duì)于工作人員的人身安全也是重要的威脅，所以必須要對(duì)此種現(xiàn)象進(jìn)行改善。煤礦井下設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)改造能夠?qū)崿F(xiàn)井下生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化，有了統(tǒng)一的操作和控制，施工隨意性的現(xiàn)象得到了有效的避免，人為原因造成的安全事故率有了明顯的降低。簡單來講，通過煤礦井下設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的改造，煤礦井下生產(chǎn)的設(shè)備利用環(huán)境等有了明顯的改善，這種改善降低了風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生率，所以煤礦井下生產(chǎn)的安全性愈加顯著。

1.2 經(jīng)濟(jì)意義

第二是煤礦井下設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)改造具有顯著的經(jīng)濟(jì)意義。從具體的分析來看，其經(jīng)濟(jì)意義主要從三方面進(jìn)行體現(xiàn)：第一是在進(jìn)行煤礦井下設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)改造之后，設(shè)備運(yùn)行的持續(xù)性得到加強(qiáng)，煤炭開采的數(shù)量在明顯的提升。對(duì)于煤礦企業(yè)而言，產(chǎn)量提升意味著收入的增加，所以說煤礦井下設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)改造實(shí)現(xiàn)了煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)總收入的提升。第二是煤礦井下設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)改造有效的降低了生產(chǎn)中的材料浪費(fèi)，這種情況使得煤礦的生產(chǎn)資料利用率顯著的提升，而由于資料利用率得到了提升，成本投入有所下降，所以企業(yè)的生產(chǎn)效益提高。簡言之，煤礦井下設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)改造降低了成本，提升了產(chǎn)量，所以其對(duì)于煤礦企業(yè)來講具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。

2 煤礦井下設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)改造的目標(biāo)和技術(shù)利用

煤礦井下設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)改造是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的必然要求，也是煤礦企業(yè)自身發(fā)展和改革必須要走的道路，所以在具體的實(shí)踐工作中積極的采取措施強(qiáng)調(diào)改造的效果。從具體的改造實(shí)踐來看，明確目標(biāo)并科學(xué)利用技術(shù)十分的關(guān)鍵，所以就著兩項(xiàng)內(nèi)容需要做系統(tǒng)闡述。

2.1 目標(biāo)

煤礦井下設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)改造就具體的分析來看，其具體的目標(biāo)有兩個(gè)：第一是實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)效率的提升。從具體的分析來看，煤礦的生產(chǎn)效率與投入量和產(chǎn)出量有著明顯的關(guān)系，利用較少的資料投入獲取較多的資源產(chǎn)出，其生產(chǎn)效率明顯的提升。煤礦井下設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)改造有效的實(shí)現(xiàn)了煤礦井下系統(tǒng)運(yùn)行的持續(xù)化加強(qiáng)，設(shè)備利用率得到了明顯的提升，其產(chǎn)出自然有了明顯的提高。簡言之，煤礦井下設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的改造其顯著的目的是要將現(xiàn)階段的煤礦生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行改善，從而促進(jìn)煤炭生產(chǎn)數(shù)量的顯著增加。

第二是實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)安全性的提升。從過去的分析來看，煤礦的生產(chǎn)采用的是半人工半機(jī)械的操作方式，在這種方式下，人員的機(jī)械操作水平和控制效果影響著生產(chǎn)的安全，所以當(dāng)機(jī)械操作存在失誤的時(shí)候，煤礦開采的事故率會(huì)明顯的提升。再者井下瓦斯等的存在對(duì)工作人員的安全來講也是重要的威脅。實(shí)現(xiàn)煤礦井下設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的改造，機(jī)械控制的智能化水平提升，隨意性操作的問題得到解決，生產(chǎn)安全有了顯著的提升。

2.2 技術(shù)利用

從煤礦井下設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的具體改造來看，技術(shù)利用是必須的內(nèi)容，因?yàn)闆]有技術(shù)的支撐，相應(yīng)的改造工作無法實(shí)現(xiàn)。從具體的分析來看，在煤礦井下設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的具體改造中，技術(shù)利用一共有四項(xiàng)：第一是自動(dòng)化技術(shù)。既然是自動(dòng)化系統(tǒng)改造，那么其必然會(huì)使用到自動(dòng)化技術(shù)，可以說，自動(dòng)化技術(shù)是自動(dòng)化系統(tǒng)改造的核心技術(shù)。第二是信息傳輸技術(shù)。從具體的分析來看，在自動(dòng)化系統(tǒng)中，各個(gè)系統(tǒng)的信息交換都是一種信息傳輸，如果信息傳輸受到影響，具體的信息交換目標(biāo)無法達(dá)成，自動(dòng)化的使用會(huì)無法實(shí)現(xiàn)。所以在具體利用中分析研究信息傳輸技術(shù)十分必要。第三是計(jì)算機(jī)技術(shù)。自動(dòng)化控制的具體實(shí)現(xiàn)，最終依靠的還是計(jì)算機(jī)控制程序，所以說在煤礦井下設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的改造中，對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的分析和利用不容忽視。最后是遠(yuǎn)程在線監(jiān)測技術(shù)。在具體的改造工作中實(shí)現(xiàn)檢測控制，在線監(jiān)測技術(shù)的利用必不可少，其能夠?qū)⒕唧w的設(shè)備進(jìn)行檢測和傳輸，從而為控制監(jiān)測提供參考和依據(jù)，所以說在線監(jiān)測技術(shù)的利用是系統(tǒng)控制不可缺少的方面。

3 煤礦井下設(shè)備自動(dòng)化改造的整體方案和結(jié)構(gòu)

從現(xiàn)實(shí)的需要來看，煤礦要在生產(chǎn)效率和質(zhì)量方面做全面的提升，系統(tǒng)改造是必須要完成的工作。就目前的具體實(shí)踐分析來看，煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)的改造需要利用工業(yè)以太網(wǎng)對(duì)原來的各個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行整和，這樣可以構(gòu)建起一個(gè)以以太工業(yè)環(huán)網(wǎng)為基礎(chǔ)的煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，而整個(gè)系統(tǒng)有井下信息采集與過程控制和井上監(jiān)控與信息處理兩部分完成。從具體的分析來看，井下信息采集與過程控制包括的子系統(tǒng)比較多，其中有泵房無人值班系統(tǒng)、帶式輸送機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)以及鼓風(fēng)機(jī)故障監(jiān)控系統(tǒng)，各個(gè)系統(tǒng)對(duì)不同機(jī)電的信息采集工作和控制工作發(fā)揮實(shí)效。井上的監(jiān)控與信息處理主要是由多個(gè)監(jiān)控站、數(shù)據(jù)服務(wù)器以及工控機(jī)等部分構(gòu)成的，其目的是完成對(duì)信息的處理和現(xiàn)實(shí)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各系統(tǒng)的操作和控制指導(dǎo)。

對(duì)基于以太工業(yè)環(huán)網(wǎng)的煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)其通信介質(zhì)是光纖環(huán)網(wǎng)，在具體利用中，其數(shù)據(jù)的交換是在多個(gè)交換機(jī)利用的基礎(chǔ)上完成的。一般來講，在使用中處于核心地位的交換機(jī)有兩臺(tái)，采用這樣的方式是為了防止故障對(duì)系統(tǒng)帶來的不利影響。

4 系統(tǒng)改造的具體實(shí)現(xiàn)

在確定了煤礦井下設(shè)備自動(dòng)化的改造方案和具體結(jié)構(gòu)之后，接下來的工作便是對(duì)具體的系統(tǒng)做改造。分析煤礦井下作業(yè)系統(tǒng)的實(shí)踐，總結(jié)其需要具體改進(jìn)的方面，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的改造最終要從三個(gè)方面來實(shí)現(xiàn)，以下是對(duì)具體內(nèi)容的分析和討論。

4.1 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

首先，煤礦井下設(shè)備自動(dòng)化改造需要對(duì)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)做變化。從具體的分析來看，在進(jìn)行改造后，煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)整體需要采用分布式的結(jié)構(gòu)模式，在這種模式下，通行骨干網(wǎng)需要利用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，而井下的泵房可以采用無人值班系統(tǒng)，其他的系統(tǒng)比如輸送機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)等子系統(tǒng)都可以以樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的方式在骨干環(huán)網(wǎng)中進(jìn)行接入，這樣，系統(tǒng)良好的可擴(kuò)展性得到保持，其穩(wěn)定運(yùn)行的效果得以實(shí)現(xiàn)。

從具體的實(shí)踐分析來看，煤礦的自動(dòng)化系統(tǒng)要在工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的基礎(chǔ)上做到實(shí)效性的加強(qiáng)，最好是采用混合結(jié)構(gòu)模式，利用C/S和B/S兩種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的管理，這樣，管理實(shí)效的提升增加。對(duì)改造后的自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)從邏輯上來看其分為三層：第一層是現(xiàn)場設(shè)備層；第二層是設(shè)備控制層；第三層是信息管理層。通過這三個(gè)層面上的具體控制實(shí)施，自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行得以實(shí)現(xiàn)，就實(shí)踐分析來看，信息管理層主要的作用是對(duì)具體的生產(chǎn)信息做總結(jié)和分析，而設(shè)備控制層是根據(jù)信息管理層的管理信息對(duì)設(shè)備做具體的控制，現(xiàn)場設(shè)備層是設(shè)備利用的基礎(chǔ)，具體的指令執(zhí)行者便是現(xiàn)場設(shè)備層。簡言之，通過拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變對(duì)具體的系統(tǒng)運(yùn)行層面等做具體的分析，這樣，自動(dòng)化系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)加深，利用效果也會(huì)得到強(qiáng)化。

4.2 控制層監(jiān)控軟件的實(shí)現(xiàn)

其次，在煤礦井下設(shè)備自動(dòng)化改造的具體實(shí)踐中，一項(xiàng)重要的內(nèi)容便是進(jìn)行控制層監(jiān)控軟件的實(shí)現(xiàn)。從目前的實(shí)踐分析來看，現(xiàn)場工況的實(shí)現(xiàn)、對(duì)機(jī)電設(shè)備的操作和控制都是控制層監(jiān)控軟件需要實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容，而其要實(shí)現(xiàn)上述內(nèi)容，在具體的設(shè)計(jì)中可以利用VC、VB等開發(fā)工具。此種開發(fā)工具在具體的利用中表現(xiàn)出的顯著特點(diǎn)是功能比較強(qiáng)大且不受限制，所以可以根據(jù)具體的需要做控制類軟件的開發(fā)。但是需要注意一點(diǎn)，此工具在具體的監(jiān)控界面模擬開發(fā)中，內(nèi)容較為繁瑣，整體效率比較低。除了上述兩種開發(fā)工具的利用，在實(shí)際控制實(shí)現(xiàn)的過程中還可以利用組態(tài)網(wǎng)等組態(tài)軟件做二次的開發(fā)。此種開發(fā)軟件在具體實(shí)踐中的操作比較簡單，對(duì)現(xiàn)象的模擬性強(qiáng)，受自身功能的限制也比較少，但是其利用多在系統(tǒng)提供驅(qū)動(dòng)和相應(yīng)設(shè)備做連接和通信的時(shí)候進(jìn)行運(yùn)用?？傮w來講，無論利用那種軟件做開發(fā)，最終的目的都是要實(shí)現(xiàn)控制層監(jiān)控軟件的效果，所以根據(jù)實(shí)踐做具體的開發(fā)工具選擇可以更好的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)的控制能力提升，保證其在工作中的價(jià)值應(yīng)用。

4.3 系統(tǒng)硬件連接方式

最后，自動(dòng)化系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)需要對(duì)系統(tǒng)硬件的連接方式做考慮。從具體實(shí)踐分析來看，基于以太環(huán)網(wǎng)的煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)在具體的應(yīng)用中具有比較顯著的兼容性、可靠性和擴(kuò)展性，所以其能夠?qū)Ω鱾€(gè)子系統(tǒng)的順利接入提供保障。當(dāng)子系統(tǒng)發(fā)生具體故障的時(shí)候，其他與該子系統(tǒng)無關(guān)的子系統(tǒng)不會(huì)受到影響，這樣就保證了各個(gè)子系統(tǒng)工作的獨(dú)立性。

從煤礦井下設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的具體利用來看，整個(gè)系統(tǒng)的控制上位機(jī)均要進(jìn)行通訊以太網(wǎng)卡的配備，這樣，各級(jí)交換機(jī)的互聯(lián)和通信可以更加便捷。對(duì)于采用PLC控制的控制站，其可以利用相應(yīng)的以太網(wǎng)模塊完成和各級(jí)交換機(jī)的通信互聯(lián)。在使用以太網(wǎng)做通信介質(zhì)的控制子系統(tǒng)工作中，利用轉(zhuǎn)換設(shè)備的方式實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展方式的轉(zhuǎn)換，這樣，以太網(wǎng)接口和交換機(jī)可以實(shí)現(xiàn)物理上的網(wǎng)絡(luò)連接。簡言之，在自動(dòng)化系統(tǒng)的具體工作實(shí)踐中，硬件連接能夠?qū)ο到y(tǒng)運(yùn)行的流暢性和質(zhì)量做保證，所以分析系統(tǒng)改造中具體的系統(tǒng)硬件連接方式現(xiàn)實(shí)性十分的顯著。

5 結(jié)束語

煤礦生產(chǎn)對(duì)于現(xiàn)階段社會(huì)能源資源的供應(yīng)有著顯著的影響，提升煤礦開采量，降低其在運(yùn)行中的安全事故這是煤礦生產(chǎn)在現(xiàn)代化發(fā)展中的主要目標(biāo)。從實(shí)踐分析來看，利用自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)煤礦井下設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)改造，可以從整體上對(duì)將煤礦生產(chǎn)的自動(dòng)化能力進(jìn)行提升，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)性和統(tǒng)一性，這樣，在具體的生產(chǎn)過程中，安全得到保證，效率得以提升，煤礦生產(chǎn)的現(xiàn)代化目標(biāo)持續(xù)推進(jìn)。

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