淺談煤礦綜合自動化系統(tǒng)

　　礦井綜合自動化系統(tǒng)主要是實時監(jiān)測、監(jiān)控全礦井各主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，實時采集和分析全礦井?dāng)?shù)據(jù)。礦井綜合自動化系統(tǒng)為礦井工作人員提供有效手段，及時處理礦井各種突發(fā)事故和自然災(zāi)害，為煤礦穩(wěn)定安全的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
　　由于TCP/IP協(xié)議組網(wǎng)低成本、易組網(wǎng)，接口方便等優(yōu)點陽煤集團(tuán)某煤礦采用千兆環(huán)形工業(yè)以太網(wǎng)構(gòu)建礦井綜合自動化系統(tǒng)平臺。
　　1 工業(yè)以太網(wǎng)平臺
　　以太網(wǎng)是一種開放式的網(wǎng)絡(luò)，具有良好的系統(tǒng)兼容性和可操作性，特性如下：①資源共享能力強(qiáng)，易于實現(xiàn)數(shù)據(jù)與信息的資源共享;②數(shù)據(jù)傳輸距離長;③在潮濕、高粉塵等惡劣環(huán)境下能夠穩(wěn)定工作，且維護(hù)量少。
　　2 綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)
　　2.1 供配電監(jiān)控系統(tǒng)
　　在礦井地面110千伏變電站、10千伏變電所和礦井井下變電站等處安裝通信分站。與此同時，保護(hù)單元采集到的電壓、電流及故障信息等數(shù)據(jù)上傳至地面數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，地面工程技術(shù)人員可以通過以太網(wǎng)對地面及井下主要供配電系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙測和遙控從而實現(xiàn)無人值守。
　　2.2 立井提升監(jiān)控系統(tǒng)
　　本煤礦主立井2臺提升機(jī)電機(jī)功率6000千瓦;副立井提升機(jī)電機(jī)功率3150千瓦;排矸立井提升機(jī)電機(jī)功率1500千瓦，三個豎井均采用變頻拖動。三套電控裝置配有上位機(jī)，實現(xiàn)對提升機(jī)運(yùn)行的保護(hù)和控制等功能。通過接口裝置提升機(jī)的監(jiān)控信號可以直接上傳到地面調(diào)度中心，管理人員實時監(jiān)控提升設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
　　2.3 綜采工作面監(jiān)控系統(tǒng)
　　在煤礦生產(chǎn)初期，井下每個綜采工作面均配有采煤工作面監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實時監(jiān)控工作面采煤機(jī)等電器設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)有擴(kuò)音電話、電流、電壓顯示及報警等諸多實用性功能。地面調(diào)度中心管理人員可根據(jù)生產(chǎn)管理的需要，通過地面監(jiān)控系統(tǒng)對井下工作面工作設(shè)備進(jìn)行必要控制。
　　2.4 礦壓監(jiān)測系統(tǒng)
　　為了減少或避免井下冒頂和垮塌事故對現(xiàn)場工作人員的損害，本煤礦安裝有井下頂板壓力監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)實時監(jiān)測液壓支架的壓力和巷道頂板的變化情況，從而達(dá)到早預(yù)測、早處理的效果。
　　2.5 通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)
　　通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)主要采用PLC控制裝置，通過PLC完成對風(fēng)機(jī)各參數(shù)的自動檢測及控制。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)通風(fēng)機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)測和監(jiān)控。
　　3 數(shù)字化工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)
　　工業(yè)電視系統(tǒng)采用純數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)，所有攝像儀均采用網(wǎng)絡(luò)攝像儀，就近接入工業(yè)太環(huán)網(wǎng)視頻傳輸設(shè)備上傳至調(diào)度中心。
　?、倬聰z像頭均采用符合國家防爆認(rèn)證的井下本安型防爆網(wǎng)絡(luò)攝像頭。該攝像頭可將井下模擬視頻信號直接轉(zhuǎn)換成基于IP傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號，利用礦井井下以太環(huán)網(wǎng)為傳輸平臺，無須重新布設(shè)傳輸光纜。攝像頭通過內(nèi)置軟件把現(xiàn)場實時畫面變型后及時通過井下工業(yè)以太網(wǎng)傳輸?shù)降孛?，在地面計算機(jī)可通過B/S方式瀏覽圖像;②地面攝像機(jī)可直接通過以太網(wǎng)將信號傳至礦井調(diào)度監(jiān)控中心。監(jiān)控中心調(diào)度人員可以將任意一副畫面切換到電視墻上，而且所有有權(quán)限的客戶端通過瀏覽器瀏覽各路圖像，實時監(jiān)控現(xiàn)場生產(chǎn)情況。調(diào)度人員通過監(jiān)控畫面可以及時發(fā)現(xiàn)并避免可能發(fā)生的突發(fā)性事件，保證生產(chǎn)安全進(jìn)行。
　　4 人員定位系統(tǒng)
　　根據(jù)國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局的要求，煤礦井下須配置井下人員管理（定位）系統(tǒng)，以便發(fā)生災(zāi)害時能及時確定井下工人位置。本礦配置了某型號煤礦專用井下人員管理（定位）系統(tǒng)，我們把該系統(tǒng)的分站和讀卡器安裝在在巷道出、入口和井口。通過井下定位系統(tǒng)夠及時、準(zhǔn)確地了解各個區(qū)域人員的分布情況，及時了解井下人員的入井、升井時間及運(yùn)動軌跡，以便于進(jìn)行更加合理的調(diào)度管理。
　　5 中央調(diào)度管理系統(tǒng)
　　綜合自動化調(diào)度中心是煤礦自動化管理的核心組織，是人機(jī)控制、信息共享和通信的集中調(diào)度場所。通過監(jiān)控系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)等系統(tǒng)，構(gòu)建了統(tǒng)一調(diào)度管理和統(tǒng)一應(yīng)急反應(yīng)的集中控制中心。自動化調(diào)度集成平臺使用組態(tài)軟件構(gòu)建而成，為每個自動化系統(tǒng)構(gòu)建軟件監(jiān)控平臺。每個自動化系統(tǒng)都可以通過平臺上的人機(jī)界面（HMI）實時監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)，通過數(shù)據(jù)庫存儲歷史數(shù)據(jù)，并控制每個系統(tǒng)的I/O。調(diào)度中心監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)平臺包括：①核心以太網(wǎng)交換機(jī)2臺;②6臺服務(wù)器;③2臺磁盤陣列;④2臺網(wǎng)絡(luò)管理終端;⑤各子系統(tǒng)監(jiān)控、監(jiān)測工作站等設(shè)備。
　　交換機(jī)通過環(huán)網(wǎng)構(gòu)成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的冗余數(shù)據(jù)匯聚中心。安全監(jiān)測系統(tǒng)直接接入核心交換機(jī)之中，工業(yè)電視系統(tǒng)以及大屏幕主機(jī)則都可以通過交換機(jī)接入工業(yè)核心交換機(jī)，使各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)都可以切換顯示到調(diào)度大屏幕之上。
　　工程師站其中兩臺用來負(fù)責(zé)編制和調(diào)試人機(jī)界面。剩余工作站適用于子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理終端。例如：通風(fēng)機(jī)監(jiān)控、井下水泵監(jiān)控、安全監(jiān)測等子系統(tǒng)終端。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通過防火墻與管理網(wǎng)絡(luò)連接，既保證了管理網(wǎng)絡(luò)對工業(yè)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的讀取，同時，還可以作為工業(yè)和管理網(wǎng)絡(luò)之間的隔離作用保護(hù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全。
　　6 結(jié)束語
　　陽煤集團(tuán)某煤礦在礦井綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)建成之后，實現(xiàn)了礦井生產(chǎn)調(diào)度的統(tǒng)一管理。該系統(tǒng)為礦井有效預(yù)防自然災(zāi)害、統(tǒng)一調(diào)度和救災(zāi)指揮、遠(yuǎn)程管理監(jiān)測提供了強(qiáng)有力的支持工具。綜合自動化系統(tǒng)在提高生產(chǎn)產(chǎn)量、減少生產(chǎn)事故、提高集團(tuán)公司核心競爭力有著重要作用。