对煤矿综合自动化系统的研究与设计

对煤矿综合 自 动化系统的研究与设计
晏凤华 （ 中煤科 工集团 南京设计研究 院有 限公司 ， 江苏 南京 ２ １ ０ ０ ３ １统存在的不足进 行了简 要分析 ， 提 出了基 于煤矿 以太网的综 合自动化系统结构 ， 建 立一个平 台 ， 把煤矿设施 工况 信息与环境安全信息进行有效 的统 一 ， 达到 全煤矿综合 自动化系统软件组态化的设计。构 建监 管 、 适 时 检测 、 控制一体化的大型 开放 型分布控制体系 ， 彻 底改变传统的煤矿 生产运营模 式。研 究与设计 综合接入网关与隔爆环网交换机 ， 有
效支持各种 类型的监控子 系统与环 网冗余的接入。 关键词 ： 煤矿 ； 综合自动化 系统 ； 工作效率 ； 设 计
中 图分类 号 ： Ｆ ４ ０ ３ ． ７ ； Ｔ Ｄ ７ ６
文献 标志 码 ： Ｂ
文 章编 号 ： １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ４ ） Ｏ ６— ０ ０ １ １— ０ １
最 近几 年 ， 国 内 的 自动 化 技 术 与信 息 化 技 术 获 得 了迅 猛 的发 展 ， 所 应 用 的领 域 也 在 持 续 拓 展 。反 观 发 达 国家 ， 则 是 以分 布 模 式 的第 四代 微 机 技 术 当作 煤 矿 综 合 自动 化 的 基 础 设 施 ， 采 用 这 种 模 式 达 到 对 煤 矿 生 产进 程 中 的安 全 实 施 检 测 、 监 管 的 目的 。通 过 近 年 来 煤 炭 事业 的 高速 发展 证 实 ， 构建 以信 息 化 、 自动 化 为标 准 的新 型现 代 化 矿 井 ， 已 经 成 为 当前 煤 炭 事 业 提 升 矿 井 生产 安全 ， 达 到 高效 、 高产 ， 提 升 煤 炭 企 业 竞 争 力 的 必 然趋 势 。 国 内煤 矿综 合 自动化 监 控 系统存 在 的不足 现 阶段 ， 国 内在 煤 矿 执 行 命 令 与 信 息 化 这 两方 面 的系统 仍然 存 在 着 许 多 的不 足 ， 全 国 的厂 商 在 系 统 的 检 测 与控制 方 面 ， 其 所 采 用 的 都 是 自身 专 用 的 信 息 沟 通 协议 ， 此外 ， 在 升 级 了软 件 与 硬 件 以后 ， 改 造 所 带 来 的后果 也会 影 响 到系统 的补 套 ¨ ｊ 。矿 井 当中所 使 用 的 监 控 系统 ， 通 常 所 采 用 的设 施 都 是 单 片机 或 者 微 型 的 处 理 器 当作 检 测 的核心 ， 相较 于发 达 国家来 说 ， 差 距 仍 然 十 分 明显 。 二、 综合 自动 化 系统 结构 “ 数 字化 矿井 ” 里 面 所 提 到 的 矿 井 综 合 自动 化 ， 通 常指 的是充分运用互联网技术与信 息化技术来实现对 煤 矿 中各 类 机 电设 备 自动 化 控 制 的 目标 ， 有 效 整 合 矿 井 的环境 安 全状 况与 各 类设 备 的工 况 。充 分 利 用 不 同 的 自动化 技术 和现代 信 息 化技 术 ， 构 建 全 煤 矿集 监 管 、 检测 以及 控 制 于 一 体 的 ， 以互 联 网作 为 基 础 的大 型 开 放形 式 分布 监 管 体 系 ， 将 其 用 在 改 革 传 统 的矿 井 生产 运 营模 式 ， 从 而 实 现 全 煤 矿 生 产 当 中各 个 部 分 的 自动 化控 制 、 行政 办 公无 纸高 效 化 、 业 务 运 转 网络 化 以及 生 产综 合 调度 指 挥 网络 化 的 目标 ， 针 对 煤 矿 生 产 的 运 营 情 况 与安全 状 况 实施 全 方 位 的 适 时 监 管 ， 从 而 有 效 保 障煤矿 生产 的安全 、 高效 。 生产控 制 层能 够把 各 个 生产 环 节 中的各 类 监 控 子 系统 、 各个标准各异 的信 息资源 、 各个生产厂家 以及运 用 各类 型不 同技 术 模 式 的信 息 实 施 有 效 的整 合 ， 同时 实施 处 理 与加 工 ， 将 各项 信 息 资 源 进 行共 享 ， 使 得 现 阶 段通讯不畅通 的问题 得到改善 ， 将各种信息 资源进行 最 大程 度 的利 用 ｊ 。此 外 ， 将 各类 型 的专 业 子 系 统 充 分 利用 起来 ， 对 煤 矿 生 产 进 程 实 施 严 密 的控 制 与 调 动 操 作 。煤 矿在 进行 生产 的进 程 中具 有 复杂 的配套 系统
一
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与众 多 的环节 ， 在 实 际 生产 的进 程 当 中 每个 业 务 环 节 都会 生产 巨 大 的信 息库 ， 倘 若 将 这些 信 息 进 行 分 散 处 理， 则 会 出现非 常 多 的信 息 孤 岛 。所 以 ， 只 有在 煤 矿 构 建统 一 的信 息 资源 处 理 中心 ， 才 能 够 实 现各 类 数 据 与 各类 系统 格式 的 资源交换 与共 享 目标 。 三、 软件体 系结构 利用 Ｉ ／ Ｏ驱 动 ， 组 态 软件 能 够 从 Ｉ ／ Ｏ现 场 设 施 当 中获取详细的现场信息 ， 通过进行对应的加工处理之 后， 一方 面可 以以图像 的模 式 展 现在 电脑 屏幕 当 中 ， 另 方面 则能 够根 据工作 人 员 的指 令 与 控制 措 施把 详 细 的控制 数据 传 输 到 Ｉ ／ Ｏ设 施 当 中 ， 能 够 对 控 制 的详 细 参 数实 施微 调 ， 同时 可 以对 执行 机 构 实施 有 效 的控 制 ， 对 于部 分存 在 保 存 价 值 的历 史 资 源 ， 能 够 进 行 实 时 的 保存 ， 并 且 其还 能够 满 足相 应 的检 索需 求 Ｊ 。一 旦煤 矿发生 事故 ， 在进 行 报警 的 同 时 ， 其 可 以及 时采 用 声音 与图像相结合 的方式将相关 的事故信息表现 出来 ， 并 且针对 事 故 的信 息进 行详 细 的记 录。 （ 一） 实时数据 库 实时 数据 库 系 统 能 够 有 效 完 成 Ｉ ／ Ｏ数 据 连 接 、 数 据库冗 余 控制 、 数 据信息 的运 算处 理 、 事 故 报警 处 理 与 存储 以及 历史 信息 的存储 和 检索 ， Ｉ ／ Ｏ驱 动与 图形 界 面 系统 等相 关 的软 件 都 是 将 实 时 数 据 库 当 作 运 转 的 重 点， 在高 校运 转 的内部协 议 操 作 下 ， 使 得 各 项 信息 进 行 有效 的连 接 与 共 享 。一 般 来 说 ， 监 控 组 态 软 件 是 由下 面几 个方 面 构成 的实 时数据 库 ： １ 、 事 件库 。事 件库 的设 置是 为 了应 对 各 个 系统 可 能 会发 生 的无 法 预 知 的 事 件 ， 能 够 在 第 一 时 间处 理 关 键 的事件 （ 包 含 历 史 缓 冲 区满 、 采样周期到 、 模 拟 量 报 警 以及 数字 量报警 等 事件 ） 。 ２ 、 优先 级库 。实 时数 据 库 中存 在 着 巨 大韵 系统 信 息， 要想 有 效满 足系 统时 间 的定 时 限 制与 一 致性 ， 针 对 这些 大量 的信 息 实 施 优 先 级 评 价 至 关 重 要 ， 而 优 先 级 库则是 对 这些信 息 实施优 先级 评价 。 ３ 、 组态 数据 库 。组态 数 据 组 属 于整 个 系统 中较 为 特殊 的一个 配 置 ， 其 主 要作 用 在 于对 各 类 设 施 的使 用 配置 状况 进行 详 细 的记 录 ， 其 能够 将 传 统 的关 系信 息 库利用起来 ， 详细记录各个组态组态信息 ， 最终构成一 个实 时数 据库 系统 ， 当 中 所 记 录 的所 有 资 源 与 信 息 都 可 以运用 Ａ Ｄ Ｏ来 进 行访 问与 检索 。 （ 下转第２ ０ 页）