白亞軍

[摘? ? 要]在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)建設(shè)過(guò)程中，煤礦產(chǎn)業(yè)對(duì)國(guó)家整體經(jīng)濟(jì)水平具有很大的影響，相關(guān)單位需要對(duì)其進(jìn)行深入分析。煤礦生產(chǎn)在開(kāi)展具體工作時(shí)，科學(xué)構(gòu)建智能化系統(tǒng)是其高質(zhì)量有序開(kāi)展的重要保障。在具體建設(shè)智能化系統(tǒng)時(shí)，科學(xué)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠有效提升建設(shè)效果，確保智能化系統(tǒng)運(yùn)行的有序性和高效性。文章對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在構(gòu)建智能化系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，從系統(tǒng)配置，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)特點(diǎn)，接入方式，系統(tǒng)功能，系統(tǒng)感知六個(gè)方面進(jìn)行了論述。提出了應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的具體方法，進(jìn)行了具體應(yīng)用策略的研究，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)檢測(cè)的效果，對(duì)煤礦開(kāi)采過(guò)程中的監(jiān)管問(wèn)題進(jìn)行有效解決。

[關(guān)鍵詞]物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);煤礦生產(chǎn);智能化系統(tǒng);應(yīng)用方法

[中圖分類(lèi)號(hào)]TD82 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）09–00–02

[Abstract]In the process of modern economic construction， the coal mine industry has a great influence on the overall economic level of the country， and relevant units need to conduct in-depth analysis on it. In the specific work of coal mine production， the scientific construction of intelligent system is an important guarantee for its high-quality and orderly development. In the specific construction of intelligent system， the scientific application of Internet of Things technology can effectively improve the construction effect and ensure the orderly and efficient operation of intelligent system. This paper analyzes the application of Internet of Things technology in the construction of intelligent system， and discusses from six aspects： system configuration， system structure， system characteristics， access mode， system function and system perception. The specific method of applying Internet of Things technology is put forward， and the specific application strategy is studied. The effect of real-time detection is realized， and the supervision problems in the process of coal mining are effectively solved.

[Keywords]internet of things technology; coal mine production; intelligent system; application method

煤礦智能化系統(tǒng)在生產(chǎn)過(guò)程中，科學(xué)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有重要的價(jià)值，可以確保系統(tǒng)運(yùn)行的有序性和高效性，進(jìn)而確保能夠更為高效地開(kāi)展煤礦開(kāi)采工作，保障相關(guān)人員的工作質(zhì)量和工作效率，使煤礦開(kāi)采工作具有更高的安全性，推進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代煤礦智能化發(fā)展。為了進(jìn)一步明確煤礦生產(chǎn)在建設(shè)智能化系統(tǒng)中如何更為高效地應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，特此進(jìn)行本次研究活動(dòng)，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平的全面提升創(chuàng)建良好的條件。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特性

在煤礦工程建設(shè)過(guò)程中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)時(shí)，首先需要對(duì)其各個(gè)物體設(shè)置信息標(biāo)識(shí)機(jī)制，使其與物聯(lián)網(wǎng)中的信息節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)，進(jìn)而確保能夠在系統(tǒng)內(nèi)及時(shí)整合物體具體運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的所有信息。掃描技術(shù)，定位技術(shù)，識(shí)別技術(shù)和傳感器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)體系的重要基礎(chǔ)，通過(guò)全面監(jiān)督事物本體，采集出該系統(tǒng)中相關(guān)事物具體運(yùn)行時(shí)需要應(yīng)用的各項(xiàng)信息?？茖W(xué)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以在不同物體之間設(shè)置信息傳輸通道，通過(guò)對(duì)其各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)。企業(yè)在對(duì)其進(jìn)行具體應(yīng)用時(shí)，可以通過(guò)設(shè)定局域網(wǎng)內(nèi)部相關(guān)參數(shù)，確保某一區(qū)域數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，保證在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)精準(zhǔn)傳輸在局域網(wǎng)下人們行為和事物所出現(xiàn)的信息，進(jìn)而確保高效率，整合各項(xiàng)數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行科學(xué)運(yùn)算。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是5G商用發(fā)展的重要技術(shù)，5G技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用可以為現(xiàn)代人們生產(chǎn)生活帶來(lái)一定的便利條件，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為5G創(chuàng)造了充分的展示舞臺(tái)。此時(shí)，5G的科學(xué)應(yīng)用可以有效落實(shí)智慧開(kāi)采、車(chē)輛聯(lián)網(wǎng)、智能運(yùn)輸、智慧洗選、智慧監(jiān)控，進(jìn)而保障物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的作用可以得到最大程度的發(fā)揮。

2 煤礦智能化系統(tǒng)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要價(jià)值

通常情況下，煤礦開(kāi)采工作存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，由于礦井環(huán)境具有較高的復(fù)雜性和惡劣性，所以在具體進(jìn)行礦井開(kāi)采時(shí)，需要對(duì)安全工作加強(qiáng)重視。煤礦企業(yè)需要科學(xué)建設(shè)安全監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，并對(duì)其進(jìn)行合理完善，確保能夠全面監(jiān)測(cè)煤礦開(kāi)采工作，進(jìn)而保障能夠?qū)ζ溥M(jìn)行更為有效的安全管理，對(duì)煤礦開(kāi)采工作人員的生命安全進(jìn)行有效保障。與此同時(shí)，在我國(guó)現(xiàn)代煤礦行業(yè)發(fā)展中，必須對(duì)現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，為我國(guó)煤礦行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造良好的條件，使其實(shí)現(xiàn)更高的持續(xù)性。煤礦企業(yè)在具體構(gòu)建安全監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以為其提供必要的技術(shù)保障。一般情況下，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中存在大量核心技術(shù)，對(duì)其進(jìn)行合理應(yīng)用，能夠在煤礦生產(chǎn)控制，安全管理等層面，智能化系統(tǒng)構(gòu)建基礎(chǔ)框架，從而實(shí)現(xiàn)行業(yè)生產(chǎn)控制水平的有效提升，保障煤礦生產(chǎn)效率，確保煤礦開(kāi)采工作的有序性和高效性。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具體應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)配置

煤礦行業(yè)在進(jìn)行智能化系統(tǒng)的構(gòu)建時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的科學(xué)引入可以對(duì)煤礦開(kāi)采時(shí)出現(xiàn)的各種問(wèn)題進(jìn)行更為有效的解決。在對(duì)其進(jìn)行具體應(yīng)用時(shí)，需要科學(xué)改造井下生態(tài)系統(tǒng)，然后科學(xué)設(shè)計(jì)和應(yīng)用電氣設(shè)備系統(tǒng)，同時(shí)還需要對(duì)其通風(fēng)系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行合理優(yōu)化。此時(shí)，相關(guān)子系統(tǒng)能夠同時(shí)進(jìn)行匯總監(jiān)測(cè)工作，保證煤礦企業(yè)能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備具體運(yùn)行狀況和井下開(kāi)采環(huán)境實(shí)時(shí)把握。5G技術(shù)的到來(lái)使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)更高的通信效率，可以使其信息匯總和信息傳播的速度不斷加快。煤礦生產(chǎn)單位在利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行智能化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，系統(tǒng)防火墻，信息采集裝置，核心交換機(jī)和信息存儲(chǔ)服務(wù)器是信息系統(tǒng)架構(gòu)的主要內(nèi)容，其中核心交換機(jī)能夠交換主干網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，而其他組成則可以確保智能化系統(tǒng)具有更高的安全性能，有效攔截外來(lái)信息。

在智能化系統(tǒng)內(nèi)，還需要進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)的合理配置，與此同時(shí)，通過(guò)科學(xué)引進(jìn)5G通信技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)通信性能的進(jìn)一步增強(qiáng)。煤礦企業(yè)在開(kāi)展日常工作時(shí)，為了對(duì)其通信質(zhì)量進(jìn)行更為有效的保障，需要合理應(yīng)用光纖。在地面合理設(shè)置污水處理系統(tǒng)，人員定位中心，視頻中心，監(jiān)控中心和變電站等，相關(guān)系統(tǒng)可以接入地面控制中心，在礦井下還需要進(jìn)行給排水系統(tǒng)科學(xué)設(shè)置配電系統(tǒng)與皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)，此時(shí)，可以在地下環(huán)網(wǎng)中直接接入，可以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩耘c可靠性，進(jìn)而使其系統(tǒng)操作具有更高的便攜性。

3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

煤礦生產(chǎn)在利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建智能化系統(tǒng)時(shí)，具體包括控制層，信息層和設(shè)備層，不同層面具有不同的職能。其中，設(shè)備層可以有效連接和科學(xué)管理網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備和控制層，而控制層可以實(shí)時(shí)傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，同時(shí)具備報(bào)文傳送和閉鎖等功能。5G技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，可以使其管理人員實(shí)時(shí)監(jiān)控井下工作，對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程管理，實(shí)時(shí)掌握各部門(mén)工作的具體情況，并對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格管理。信息層能夠有效落實(shí)編程控制，保障煤礦企業(yè)之間能夠利用物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通話。

3.3 系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）科學(xué)應(yīng)用交換機(jī)，可以對(duì)其環(huán)保冗余進(jìn)行有效保障，進(jìn)而保障能夠?qū)ζ渖a(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行更為有效的傳輸。與此同時(shí)，還需要在系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行相關(guān)服務(wù)器的合理配置，確保能夠全面采集安全信息。相關(guān)工作人員通過(guò)對(duì)該服務(wù)器進(jìn)行合理應(yīng)用，可以對(duì)其相關(guān)子系統(tǒng)以往生產(chǎn)中產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)查詢，并對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，進(jìn)而確保能夠?qū)γ旱V生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行更為科學(xué)的分析。此外，企業(yè)通過(guò)科學(xué)引進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠使用戶實(shí)時(shí)查詢與全面瀏覽各項(xiàng)數(shù)據(jù)。

（2）在煤礦具體生產(chǎn)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的合理應(yīng)用，可以確保煤礦智能化系統(tǒng)運(yùn)行具有更高的安全性。

（3）煤礦生產(chǎn)通過(guò)合理應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠?qū)ζ浒踩赃M(jìn)行更為有效地保障。通過(guò)科學(xué)設(shè)置防火墻，合理安裝殺毒軟件，可以有效預(yù)防病毒攻擊，同時(shí)還可以避免非法用戶入侵。在煤礦生產(chǎn)進(jìn)行智能化系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，需要對(duì)雙重架構(gòu)進(jìn)行合理應(yīng)用，確?？梢詫?duì)其各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行更為高效地傳輸。

3.4 接入方式

在現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行智能化系統(tǒng)的合理構(gòu)建，需要針對(duì)不同子系統(tǒng)設(shè)置不同接入方式，在將其接入網(wǎng)絡(luò)單元時(shí)，需要對(duì)大協(xié)議進(jìn)行合理應(yīng)用，確保服務(wù)器能夠直接交換相關(guān)數(shù)據(jù)。在實(shí)時(shí)存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行合理調(diào)用時(shí)，動(dòng)作面橋接是其實(shí)現(xiàn)的主要方式。地面控制中心和其他數(shù)據(jù)庫(kù)，則需要進(jìn)行WinCC組態(tài)軟件的簡(jiǎn)單開(kāi)發(fā)，能夠大大降低連接難度。在煤礦生產(chǎn)進(jìn)行井下通信時(shí)，通常選擇利用CAN總線，此時(shí)需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，所以不能直接利用以太網(wǎng)進(jìn)行機(jī)內(nèi)連接，而是在轉(zhuǎn)換之后，再將數(shù)據(jù)統(tǒng)一傳輸?shù)叫畔⒉杉?wù)器。

3.5 系統(tǒng)功能

煤礦生產(chǎn)在進(jìn)行智能化系統(tǒng)的具體構(gòu)建時(shí)，其系統(tǒng)通常具有以下3項(xiàng)功能。

（1）可以集中控制工作面子系統(tǒng)，此時(shí)組態(tài)軟件的科學(xué)應(yīng)用，能夠使系統(tǒng)充分發(fā)揮各項(xiàng)功能，進(jìn)而保障電氣設(shè)備可以正常使用啟動(dòng)功能，復(fù)位功能，停止功能和測(cè)試功能。地面控制中心在開(kāi)展日常工作時(shí)，需要對(duì)組態(tài)軟件進(jìn)行科學(xué)應(yīng)用，確保能夠有效保護(hù)各項(xiàng)電氣設(shè)備，進(jìn)而保證能夠遠(yuǎn)程編程對(duì)其各項(xiàng)故障進(jìn)行有效排除，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)的合理切換。而且在系統(tǒng)內(nèi)部，還可以集中式監(jiān)控主風(fēng)機(jī)的相關(guān)運(yùn)行參數(shù)，具體包括風(fēng)機(jī)入口靜壓，風(fēng)機(jī)溫度，流速，電機(jī)功率和運(yùn)行頻率等。

（2）顯示功能。通過(guò)科學(xué)應(yīng)用智能化系統(tǒng)，能夠全面展示各個(gè)子系統(tǒng)的各項(xiàng)運(yùn)行信息。例如，泵房，膠帶機(jī)，變電站，工作面，風(fēng)機(jī)等。同時(shí)，當(dāng)某個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部有故障出現(xiàn)時(shí)，系統(tǒng)能夠迅速報(bào)警，此時(shí)檢修人員能夠進(jìn)行及時(shí)有效的處理。將該系統(tǒng)和變電站檢測(cè)有效結(jié)合，能夠?qū)ζ渥冸娫O(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行全面展示。此時(shí)現(xiàn)場(chǎng)工作人員可以針對(duì)實(shí)際情況實(shí)施遠(yuǎn)程分合閘操作，并對(duì)設(shè)備的功率、電流以及電壓正常顯示。系統(tǒng)在進(jìn)行井上變電站檢測(cè)時(shí)，還可以全面展示變電設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)，相關(guān)工作人員可以根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行遠(yuǎn)程合分閘。

（3）故障診斷功能。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的合理應(yīng)用，可以系統(tǒng)智能化診斷工作面內(nèi)相關(guān)子系統(tǒng)的運(yùn)行故障，進(jìn)而確保能夠準(zhǔn)確分析故障成因和故障位置，然后通過(guò)語(yǔ)音報(bào)警向檢修人員提醒，對(duì)其進(jìn)行及時(shí)處理。在具體運(yùn)行該項(xiàng)系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)可以對(duì)其故障進(jìn)行匯總，隨后將其存儲(chǔ)在系統(tǒng)內(nèi)部。此時(shí)，管理人員能夠?qū)ζ錃v史故障記錄進(jìn)行深入分析，并對(duì)其進(jìn)行科學(xué)查詢。為了確保智能化系統(tǒng)具有更高的安全性能，還需要進(jìn)行礦用防爆設(shè)備的合理應(yīng)用，將其作為連接設(shè)備。5G技術(shù)的合理融入，可以對(duì)其連接效果進(jìn)行更為有效的保障，相關(guān)人員需要對(duì)其進(jìn)行深入分析。然后利用協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)化接口保障相關(guān)子系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)正常通信，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)完整系統(tǒng)的有效形成。在該系統(tǒng)內(nèi)信息集成平臺(tái)是其核心要素，而OPC協(xié)議和WinCC組態(tài)團(tuán)建能夠無(wú)縫連接各個(gè)工作面的相關(guān)子系統(tǒng)。

3.6 系統(tǒng)感知

通常情況下，在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)感知時(shí)，需要將運(yùn)行數(shù)據(jù)信息作為各項(xiàng)工作的重要基礎(chǔ)，有效連接主干網(wǎng)絡(luò)和感知網(wǎng)絡(luò)，保證數(shù)據(jù)鏈路層能夠向井下和井上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的精準(zhǔn)提供。實(shí)現(xiàn)該類(lèi)感知功能，確保物聯(lián)網(wǎng)體系具有更大的覆蓋范圍，然后進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)功能的科學(xué)設(shè)定，此時(shí)物聯(lián)網(wǎng)體系能夠?qū)ζ湓O(shè)備運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)分析，進(jìn)而保障井內(nèi)發(fā)生危險(xiǎn)情況時(shí)，可以及時(shí)向井上系統(tǒng)報(bào)警，進(jìn)而使其人力資源投入得到有效控制，確保井下生產(chǎn)工作具有更高的安全性。

4 結(jié)束語(yǔ)

煤礦生產(chǎn)在建設(shè)智能化系統(tǒng)時(shí)，通過(guò)科學(xué)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠合理優(yōu)化系統(tǒng)配置和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，完善系統(tǒng)特點(diǎn)，改進(jìn)系統(tǒng)接入方式，強(qiáng)化系統(tǒng)功能和系統(tǒng)感知，從而實(shí)現(xiàn)煤礦開(kāi)采工作的進(jìn)一步發(fā)展。使其具有更高的開(kāi)采效率，保障相關(guān)人員能夠更為有序地進(jìn)行煤礦開(kāi)采工作，提升整體工作效率，保證我國(guó)煤礦生產(chǎn)建設(shè)能夠得到更大的發(fā)展。

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