發(fā)布時間：2022-07-16 04:34:39
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇煤礦綜合自動化技術(shù)探討，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
摘要：
我國是一個地域廣闊的國家，煤炭礦產(chǎn)資源儲量豐富，成為促進經(jīng)濟快速增長的主要動力。但是隨著煤礦資源的大肆的開采，致使煤炭資源急劇減少，如何能夠利用先進技術(shù)來提升煤礦開采效率，提升資源利用效率顯得尤為必要。在煤礦綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計中，結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)經(jīng)驗基礎(chǔ)，深入剖析我國當前煤礦綜合自動化系統(tǒng)中存在的問題，充分發(fā)揮自動化系統(tǒng)的優(yōu)勢，建立完善的監(jiān)測、控制和管理一體化的系統(tǒng)，提升煤礦生產(chǎn)成效。文章主要就煤礦綜合自動化系統(tǒng)的研究和設(shè)計進行分析，結(jié)合實際情況，從多種角度來完善系統(tǒng)功能，提升煤礦開采成效。
關(guān)鍵詞：
煤礦；自動化系統(tǒng)；研究；設(shè)計；現(xiàn)場總線
國外在煤礦開采和管理中應(yīng)用的系統(tǒng)經(jīng)過不斷完善和創(chuàng)新，已經(jīng)發(fā)展到現(xiàn)在的第四代以微機技術(shù)為基礎(chǔ)的綜合自動化系統(tǒng)，在實際應(yīng)用中取得了較為可觀的成效。我國從國外引進的HIMASS系統(tǒng)是美國新研發(fā)的煤礦綜合自動化系統(tǒng)，承擔著煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)測的重擔，包括煤礦下各種溫度、負壓和瓦斯指標的監(jiān)測，設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)情況等等，實現(xiàn)全自動化的生產(chǎn)和監(jiān)控。由此看來，加強煤礦綜合自動化系統(tǒng)的研究和設(shè)計分析是尤為必要的，對于后續(xù)理論研究和實踐工作開展具有一定參考價值。
1我國煤礦控制系統(tǒng)中存在的問題
我國對于煤礦控制系統(tǒng)的研發(fā)和設(shè)計重視程度較高，自上個世紀80年代以來，相繼研發(fā)出了一系列監(jiān)控系統(tǒng)，但更多的是集中在控制階段，設(shè)置控制中心，在井下設(shè)置多個測控分站，將收集得來的信息傳輸?shù)街髡荆?jīng)過處理后下達控制命令，最終由分站執(zhí)行。信息傳輸主要是通過電纜和光纖，根據(jù)相應(yīng)的通信協(xié)議實現(xiàn)，但是其中仍然存在一系列問題有待完善：其一，通信協(xié)議不規(guī)范。當前很多監(jiān)控系統(tǒng)均是采用各自廠家的通信協(xié)議，所以不同廠家生產(chǎn)的系統(tǒng)之間兼容性不強，很容易造成設(shè)備重復購置，或是軟件無法重新升級等后果[1]。其二，井下信息傳輸設(shè)備物理接口協(xié)議不規(guī)范，致使用戶無法拓展系統(tǒng)功能，在實際應(yīng)用中由于不同系統(tǒng)的調(diào)制頻率和收發(fā)電壓幅值差異，導致不同系統(tǒng)分站不兼容；其三，煤礦監(jiān)控系統(tǒng)所使用的設(shè)備多數(shù)是單片機或微處理器為優(yōu)秀，自身不具備計算機聯(lián)網(wǎng)功能以及網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)協(xié)議等。
2煤礦綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計
2.1綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
在煤礦綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計中，主要是發(fā)揮計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢，建立完善的自動化系統(tǒng)實現(xiàn)對井下機電設(shè)備的自動化控制，并將收集所得信息集中在統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺上。運用多種現(xiàn)代化信息技術(shù)和自動化技術(shù)，建立完善、統(tǒng)一的控制系統(tǒng)，對傳統(tǒng)的煤礦生產(chǎn)運行方式進行創(chuàng)新和完善，形成全方位的煤礦生產(chǎn)過程控制自動化、生產(chǎn)調(diào)度自動化和業(yè)務(wù)運轉(zhuǎn)網(wǎng)絡(luò)化，進而更為全面地對煤礦生產(chǎn)情況監(jiān)督和管理，確保生產(chǎn)活動能夠安全有序運行，一旦出現(xiàn)異常情況可以及時發(fā)出預警信號予以解決[2]。生產(chǎn)控制層各個節(jié)點設(shè)備主要是在統(tǒng)一的調(diào)度室延伸到井下，井下的光纖作為數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)，節(jié)點則是作為嵌入式設(shè)備，充當系統(tǒng)的信息收集站。生產(chǎn)控制層將不同廠家生產(chǎn)、技術(shù)方式、不同標準信息進行加工和處理，實現(xiàn)信息資源的貢獻，有效解決以往信息資源不能共享和溝通不暢的問題，提升信息資源利用效率，為后續(xù)生產(chǎn)管理活動有序開展奠定基礎(chǔ)[3]。煤礦生產(chǎn)過程中涉及到的環(huán)節(jié)較多，在生產(chǎn)活動開展中會產(chǎn)生大量的信息，這些信息中蘊含大量的生產(chǎn)信息，如果分散處理，可能造成信息的丟失和損壞，形成信息孤島，影響到信息資源的共享和利用。
2.2軟件體系結(jié)構(gòu)
煤礦綜合自動化系統(tǒng)的軟件主要是采用組態(tài)化設(shè)計，整合井下環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動化控制系統(tǒng)，建立統(tǒng)一的自動化系統(tǒng)。組態(tài)軟件是通過I/O驅(qū)動，從現(xiàn)場收集到的信息加工和處理后，以直觀生動的圖形方式呈現(xiàn)在計算機屏幕上；加工主站的控制命令傳輸?shù)絀/O設(shè)備中，對于重要的歷史數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中，為后續(xù)的數(shù)據(jù)使用提供檢索和利用功能。一旦出現(xiàn)異常情況，可以向值班人員發(fā)出預警信息，并做好預警信息的記錄[4]。
（1）實時數(shù)據(jù)庫。作為組態(tài)軟件中優(yōu)秀部分，具備歷史數(shù)據(jù)檢索功能，一旦出現(xiàn)事故報警處理，存儲報警數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的科學分析和計算，還可以實現(xiàn)I/O數(shù)據(jù)連接等等。實時數(shù)據(jù)庫中主要由幾個部分組成，其一，組態(tài)數(shù)據(jù)庫作為該系統(tǒng)中的優(yōu)秀配置，主要是負責記錄收集得到的設(shè)備運行情況，將數(shù)據(jù)屬性和相關(guān)性進行分析，為后續(xù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)完善提供數(shù)據(jù)支撐；其二，事件庫則是在事故報警中的數(shù)據(jù)信息，可以自動化處理緊急事情；其三，主動規(guī)則庫，用戶可以根據(jù)實際需要來選擇要監(jiān)控的事件。
（2）I/O驅(qū)動。組態(tài)軟件的實施數(shù)據(jù)庫主要是為了實現(xiàn)設(shè)備之間的通信連接，實現(xiàn)資源信息的共享和交換，I/O驅(qū)動是設(shè)備交互的橋梁，實時性和可靠性是數(shù)據(jù)庫正常運行的首要前提，為了確保數(shù)據(jù)信息的正常傳輸，應(yīng)統(tǒng)一硬件設(shè)備結(jié)構(gòu)。DCS和PLC控制設(shè)備；Etherent、Profibus現(xiàn)場總線通信接口裝置；PC總線工業(yè)計算機板卡裝置。
2.3關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備
煤礦綜合自動化系統(tǒng)中主要包括環(huán)網(wǎng)交換機、綜合接入網(wǎng)關(guān)設(shè)備，其中環(huán)網(wǎng)交換機則是構(gòu)建礦井工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主要設(shè)備，自身具有十分突出的特性，電源輸入范圍廣、電源波動范圍大以及容易安裝和檢修等優(yōu)勢，能夠更好的適應(yīng)惡劣環(huán)境。綜合接入網(wǎng)關(guān)則是實現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)互聯(lián)和分站接入功能的裝置，將現(xiàn)場總線信息數(shù)據(jù)收集到特高新網(wǎng)絡(luò)中，借助光纖傳輸?shù)较到y(tǒng)中，較之傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)而言，有效改善了監(jiān)控系統(tǒng)封閉性缺陷。
3結(jié)束語
綜上所述，煤礦作為推動社會經(jīng)濟持續(xù)增長的重要動力，逐漸進入到深井作業(yè)階段，對于開采技術(shù)和工藝提出了更高的要求。應(yīng)用信息化技術(shù)，建立煤礦綜合自動化系統(tǒng)可以實時監(jiān)控井下生產(chǎn)情況，實現(xiàn)生產(chǎn)活動的統(tǒng)一調(diào)度和安排，降低人工管理可能存在的失誤可能性，提升工作成效。與此同時，井下一旦出現(xiàn)安全隱患和異常現(xiàn)象，及時發(fā)出預警信號，實現(xiàn)工作面電、瓦斯控制，分析潛在的爆炸情況，提高礦井自動化管理水平。
作者:王紅凱 單位:陜煤彬長胡家河礦業(yè)有限公司
1綜合自動化技術(shù)在煤礦行業(yè)管理中的應(yīng)用
1.1綜合自動化技術(shù)在煤礦管理中的應(yīng)用由于我國在煤礦綜合自動化技術(shù)的起步較晚，研發(fā)的方法較少，自動化疾控技術(shù)的水平較為薄弱，沒有市場競爭優(yōu)勢，因此，大多數(shù)煤礦企業(yè)在選擇綜合自動化的設(shè)備時都是引用國外的設(shè)備，現(xiàn)如今煤礦企業(yè)廣泛運用最多的是礦井安全檢測系統(tǒng)，它主要采用的是煤礦綜合自動化的集控技術(shù)。隨著近幾年我國信息化技術(shù)的發(fā)展步伐加快，國家的經(jīng)濟增長速度加快，煤礦企業(yè)在引進大量進口設(shè)備的同時也開始自主研發(fā)和吸收新的理念，結(jié)合我國煤礦企業(yè)的實際情況來看，通過引導和開發(fā)創(chuàng)新科技、實現(xiàn)自動化管理的應(yīng)用及推廣，可讓煤礦行業(yè)的綜合自動化地位走出國門，達到研究及探討該項應(yīng)用的優(yōu)秀價值的目的。
1.2綜合自動化技術(shù)在管理煤井提升機中的應(yīng)用要做好煤礦的開采工作，其在設(shè)備的運用上也非常重要。煤礦開采的主要設(shè)備是煤礦礦井提升機，它具備重量大、體積大、控制難度大等特點。在煤礦開采的過程中，為實現(xiàn)有效管理提升機驅(qū)動和提升滾筒部分整合的效果，有效的改造和創(chuàng)新可以達到提升機內(nèi)部結(jié)構(gòu)的升級，使其用起來方便簡單。為保證該項設(shè)備在管理上的安全穩(wěn)定、實用可靠的特性，在設(shè)備的構(gòu)建時要進行數(shù)字化、智能化的識別和監(jiān)測。如在煤礦開采中尋找礦井地質(zhì)時可以有效地運用設(shè)備本身的優(yōu)秀微處理器進行，它可以監(jiān)控和檢測到出現(xiàn)故障的地址，做到診斷設(shè)備的能力，達到信息網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備的通信結(jié)合，極大地便利了設(shè)備的安裝和升級。
1.3綜合自動化技術(shù)在管理傳送帶礦井中的應(yīng)用為保證煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)中將煤炭完整地送到目的地，其在向礦井運輸?shù)倪^程中必須要做到傳送帶傳送的連續(xù)性。我國在煤礦行業(yè)中對于傳送帶已經(jīng)被廣泛使用，它是通過帶式的傳送方式，將設(shè)備中的產(chǎn)物在確保運輸量和安全性的前提下實現(xiàn)管理綜合自動化的產(chǎn)物。它的結(jié)構(gòu)中使用了3GST啟動設(shè)置，通過有效的、智能化的解決操作來進行原煤的不間斷運輸，其結(jié)構(gòu)中存在的優(yōu)勢是可以提高設(shè)備的工作效率，減少設(shè)備故障、避免設(shè)備出錯。但當它進行管理長距離的運輸時，盡管達到了設(shè)備的標準化要求，但仍然還有一些不夠完善的地方需要改進，如傳送帶的中間驅(qū)動點管理上容易出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，不能完整地除去設(shè)備故障，對其整個設(shè)備的可靠性以及設(shè)備的壽命造成了一定的影響。因此，煤礦企業(yè)在通過傳送帶礦井的使用部分還需加強，只有對此進行不斷的研究和分析，才能確保設(shè)備系統(tǒng)運輸?shù)拈L久性和穩(wěn)定性。
1.4電牽引采煤機在煤礦管理系統(tǒng)中的應(yīng)用電采煤機作為煤礦綜合自動化集控技術(shù)中一項很典型的應(yīng)用，它主要是運用采煤機與電牽引技術(shù)相結(jié)合，利用電來牽引采煤機，從而實現(xiàn)下滑制發(fā)電，達到電能在采煤機中的應(yīng)用。電牽引采煤機具有少故障、穩(wěn)定性高、維護時間少的特點，它在合理選取和使用設(shè)備的啟動控電系統(tǒng)中，可以高效穩(wěn)定地提高其轉(zhuǎn)動能力。隨著電子信息技術(shù)的不斷涌進和應(yīng)用，電牽引采煤機綜合自動化技術(shù)是實現(xiàn)企業(yè)長久而穩(wěn)定發(fā)展的源動力。
1.5煤礦綜合自動化技術(shù)在其他設(shè)備的應(yīng)用煤礦綜合自動化技術(shù)隨著經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展推動，也在主流設(shè)備上不斷開發(fā)和創(chuàng)新，它所采用的液壓控制與信息技術(shù)相結(jié)合的理念已經(jīng)成為電液控制礦井開采的中堅力量。它能使采礦設(shè)備的功能實現(xiàn)智能化模式，有效減少在煤礦開采作業(yè)中出現(xiàn)相互沖擊的現(xiàn)象，給煤礦開采業(yè)提供了比較穩(wěn)定的電力系統(tǒng)保障，滿足了采礦過程中大功率電器的使用需求。
2煤礦管理系統(tǒng)在綜合自動化技術(shù)中的發(fā)展趨勢
2.1煤礦管理系統(tǒng)的實用性發(fā)展目前我國對于煤礦管理系統(tǒng)在綜合自動化系統(tǒng)有三大特征：信息化、智能化和程序化。以這三個特征為出發(fā)點，可以體現(xiàn)出來的優(yōu)勢也較多，如設(shè)備自動化使用便捷，在設(shè)備維修上較少，具備安全可靠等特點。因此，在煤礦管理系統(tǒng)綜合自動化設(shè)備上人們更注重其實用性。當前的煤礦綜合自動化形式，站在煤礦工人的角度來講，其大大減少了工作壓力，降低了作業(yè)難度；站在企業(yè)發(fā)展的角度來講，煤礦管理系統(tǒng)利用綜合自動化技術(shù)在生產(chǎn)過程中提高了生產(chǎn)效率，加強了安全穩(wěn)定性。盡管我國目前的煤礦綜合自動化的使用無法與其他發(fā)達國家相比，而且相應(yīng)的技術(shù)上還有較大的差距，因此我國煤礦企業(yè)在綜合自動化的發(fā)展中要加大時間和資金的投入，加快生產(chǎn)和發(fā)展的速度。
2.2煤礦管理系統(tǒng)的自動化發(fā)展煤礦管理系統(tǒng)的自動化發(fā)展是目前煤礦行業(yè)發(fā)展的一個重要方向，其作為企業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的優(yōu)秀，在未來發(fā)展中有一定的優(yōu)勢作用。我國現(xiàn)在很重視煤礦行業(yè)的開發(fā)技術(shù)和配套設(shè)施的設(shè)計，并要求煤礦行業(yè)開發(fā)要有自己的知識產(chǎn)權(quán)，從傳統(tǒng)的經(jīng)驗分析不難看出，我國如想提高高產(chǎn)出和高曠工作業(yè)的安全性就必須建立自主產(chǎn)權(quán)的優(yōu)秀設(shè)備和裝置。在設(shè)備通信上實現(xiàn)智能化、自動化、可靠性，要加強設(shè)備實時信息的收集與整理，并且對其進行分類和存檔，將部分有價值的信息進行回收整合，為創(chuàng)新煤礦管理系統(tǒng)中生產(chǎn)設(shè)備和工藝水平提供有效的資料幫助。
2.3煤礦管理系統(tǒng)的安全性發(fā)展煤礦管理系統(tǒng)綜合自動化技術(shù)主要體現(xiàn)在智能化和自動化上，其在煤礦開采行業(yè)發(fā)展中起著不小的推進作用。如現(xiàn)階段人們所廣泛運用的遠程控制系統(tǒng)，它可以在無人幫助和工作的情況下實現(xiàn)對煤礦礦井作業(yè)的開采和控制，還能通過運輸傳遞的方式，記錄并統(tǒng)計工作時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以及礦井中的溫度及濕度狀態(tài)等。由于礦井工作的風險性比較大，且屬于事故多發(fā)場地，如瓦斯爆炸、地壓沖擊、火災(zāi)等都是造成事故危險的因素。因此，對于煤礦的生產(chǎn)安全環(huán)節(jié)要引起足夠的重視。在煤礦的開采過程中或者完工后，要對所有的電路設(shè)備進行安全檢查工作，并且要及時了解礦井下工作人員的情況，以免引起不必要的事故發(fā)生。
3結(jié)語
綜上所述，我國煤礦管理系統(tǒng)在綜合自動化技術(shù)的發(fā)展中還處于起步階段，為實現(xiàn)信息化技術(shù)的發(fā)展歷程，必須要在綜合自動化技術(shù)上構(gòu)建自主的知識產(chǎn)權(quán)，將自動化、智能化和高效化引入到技術(shù)目標中，結(jié)合集控技術(shù)的發(fā)展，將綜合自動化技術(shù)日漸完善和創(chuàng)新。總之，要加大對采礦工作中人力物力的投入，改進各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的不足，提高生產(chǎn)效率，減少成本支出是實現(xiàn)煤礦管理系統(tǒng)在綜合自動化技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展的關(guān)鍵。
作者：景明偉單位：寧夏王洼煤業(yè)有限公司銀洞溝煤礦
摘要：煤礦安全問題不僅關(guān)系到生產(chǎn)企業(yè)的自身利益，更重要的是關(guān)系到工人們的生命安全，煤礦企業(yè)生產(chǎn)安全是各方面都高度重視的問題，特別是煤礦井下地質(zhì)及工作環(huán)境惡劣，機械設(shè)備較多，而自動化的總體水平相對滯后，煤礦自動化已成為煤炭企業(yè)及煤礦生產(chǎn)發(fā)展的重中之重。本文主要闡述了煤礦變電站綜合自動化、煤礦機械的電氣自動化、集中控制系統(tǒng)、煤礦安全和監(jiān)控控制系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：自動化技術(shù)；變電站；煤礦機電；應(yīng)用。
一.前言
隨著供電系統(tǒng)的迅速發(fā)展，對各供電系統(tǒng)監(jiān)視控制的可靠性、準確性、快速性、選擇性等要求更高了。要提高運行的經(jīng)濟性和可靠性，最根本的就是提高運行管理的自動化水平，實現(xiàn)綜合自動化。所謂綜合自動化，就是廣泛采用微機保護和微機遠動技術(shù)，分別采集模擬量、脈沖量等非電量信信號，經(jīng)過功能的重新組合，按照預定的程序和要求實現(xiàn)監(jiān)視、測量、協(xié)調(diào)和控制自動化的集合體和全過程，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和資源共享，使設(shè)計簡捷、布局緊湊，運行更加安全可靠。在煤礦中，礦井電網(wǎng)實現(xiàn)調(diào)度自動化、實現(xiàn)無人值守變電站及煤礦機械的電氣自動化，也是其發(fā)展的必然趨勢。煤礦綜合自動化系統(tǒng)基本內(nèi)容包括:實時采集各種部件的電壓、電流、功率及其他模擬量等和各斷路器的分、合狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)視和監(jiān)控，根據(jù)實時采集數(shù)據(jù)，進行各種模擬和計算，以決定安全和經(jīng)濟運行方式。
二．煤礦綜合自動化的概念
綜合自動化系統(tǒng)指的是通過執(zhí)行規(guī)定的功能來實現(xiàn)某一給定目標的一些相互關(guān)聯(lián)單元的組合，實現(xiàn)對二次設(shè)備的功能進行重新的組合和優(yōu)化設(shè)計，從而對全部設(shè)備的運行情況執(zhí)行測量、監(jiān)視、控制和協(xié)調(diào)，進而來提高設(shè)備的運行效率和管理水平的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。其能夠保證系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟運行，在安全性能上和經(jīng)濟性能上有更好的保障。
綜合自動化系統(tǒng)是應(yīng)用現(xiàn)代電子技術(shù)和自動化技術(shù)對礦井生產(chǎn)過程實現(xiàn)全面監(jiān)控的系統(tǒng)，把采掘生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、皮帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)等子系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行集中監(jiān)控，實現(xiàn)生產(chǎn)及輔助生產(chǎn)各運行參數(shù)的統(tǒng)計并上傳至礦區(qū)辦公局域網(wǎng)，這樣使得煤礦生產(chǎn)和管理更加科學高效。同時將一些主要生產(chǎn)數(shù)據(jù)和安全情況向上一級管理部門進行匯報，上一級管理部門可以通過這些數(shù)據(jù)對煤礦進行遠程實時監(jiān)視。出現(xiàn)緊急情況發(fā)出告警信號。
三．煤礦綜合自動化的主要內(nèi)容
煤礦變電站綜合自動化是將二次設(shè)備(包括繼電保護、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置及遠動裝置等)經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計，利用先進的計算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù)，實現(xiàn)對全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動監(jiān)視、測量、自動控制和微機保護，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。變電站自動化系統(tǒng)是利用多臺微型計算機（包括單片機等）和大規(guī)模集成電路分級分部式自動化系統(tǒng)，它以微型計算機為基礎(chǔ)，實現(xiàn)對變電站傳統(tǒng)的機電保護、測量手段、控制方式以及通訊和管理模式的全面改造。變電站綜合自動化系統(tǒng)具有功能綜合化、結(jié)構(gòu)微機化、操作監(jiān)視屏幕化、運行管理智能化和通訊網(wǎng)絡(luò)化等特點變電站綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)各個設(shè)備間能實現(xiàn)相互交換信息、數(shù)據(jù)共享，能夠完成變電站運行的監(jiān)視和控制任務(wù)。功能的綜合是其區(qū)別于常規(guī)變電站的最大特點,它以計算機技術(shù)為基礎(chǔ), 以數(shù)據(jù)通訊為手段,以信息共享為目標。變電站綜合自動化系統(tǒng)取代了變電站的常規(guī)二次設(shè)備是大勢所趨。變電站綜合自動化系統(tǒng)簡化了變電站的二次接線，它是提高變電站安全運行水平、降低其運行維護的成木、提高其經(jīng)濟效益的一項重要的技術(shù)措施。
水泵電控系統(tǒng)，采集參數(shù)：電機電壓，電機電流，故障，開停,電機溫度,進水壓力,出水壓力,真空壓力,進水水位，開關(guān)位置信號等。采集方式：PLC控制或分站式數(shù)據(jù)采集；接入方法：直接接入或轉(zhuǎn)換規(guī)約。
瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，采集參數(shù)：瓦斯?jié)舛龋L速，環(huán)境溫度，負壓，水位，設(shè)備開停，風門開關(guān)，饋電開關(guān)，電壓，電流，風筒開關(guān)，軸溫，抽放管溫度，抽放管壓力，抽放管瓦斯?jié)舛龋榉殴芰髁浚收蠄缶取２杉绞剑翰捎靡?guī)約轉(zhuǎn)換或讀數(shù)據(jù)庫的方式均可；接入方法：TCP/IP通信。
提升機電控系統(tǒng)，采集參數(shù)：安全回路、實時速度、電流曲線、電壓、電流、故障、開停、電機溫度、PLC狀態(tài)、開關(guān)量、模擬量、鉤數(shù)、提升容器位置監(jiān)測。采集方式：PLC控制或分站式數(shù)據(jù)采集；接入方法：直接接入或轉(zhuǎn)換規(guī)約
風機電控系統(tǒng)，采集參數(shù)：電機電壓，電機電流，故障，開停,電機溫度,進水壓力,出水壓力,真空壓力,進水水位，開關(guān)位置信號。采集方式：PLC控制或分站式數(shù)據(jù)采集；接入方法：直接接入或轉(zhuǎn)換規(guī)約。
鍋爐電控系統(tǒng)，采集參數(shù)：鍋堂溫度，鍋堂前中后壓力（負壓）上鍋筒溫度，上鍋筒壓力，蒸汽出口流量，蒸汽管路壓力，省煤器溫度，煙道溫度，鼓風機開度，風量開關(guān)，引風機吸風量開度，風量開關(guān)，供水調(diào)節(jié)閥閥門開度，水位調(diào)節(jié)器開關(guān)，顯示，供煤爐排速度顯示，速度調(diào)節(jié)，現(xiàn)場手自顯示，水位報警，水位顯示（電接點和差壓變送兩個顯示），供水閥前、后壓力，供水溫度，流量，出渣機狀態(tài)，循環(huán)泵狀態(tài)，鼓風機開停狀態(tài)，引風開停狀態(tài)，供水泵開停狀態(tài)，鼓風機軸溫，引風機軸溫，風機變頻器速度等。采集方式：PLC控制或分站式數(shù)據(jù)采集；接入方法：直接接入或轉(zhuǎn)換規(guī)約。
四. 煤礦綜合自動化系統(tǒng)的應(yīng)用
煤礦綜合自動化系統(tǒng)包括風機在線監(jiān)測監(jiān)控（通風安全環(huán)境監(jiān)測）子系統(tǒng)、瓦斯抽放監(jiān)測（管道瓦斯抽放監(jiān)測與控制）子系統(tǒng)、火災(zāi)預報束管監(jiān)測（煤層自然發(fā)火實時分析）子系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)子系統(tǒng)、電力監(jiān)測子系統(tǒng)、膠帶機監(jiān)測子系統(tǒng)、主副（斜）井提升監(jiān)測子系統(tǒng)、礦壓監(jiān)測（礦井沖擊地壓實時分析及專家診斷預測與控制）子系統(tǒng)、礦用自動防塵撒水控制（皮帶機頭自動噴水降塵）子系統(tǒng)、機車調(diào)度子系統(tǒng)、考勤子系統(tǒng)、電話通訊子系統(tǒng)、電視會議子系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)等等。
綜合自動化系統(tǒng)具有將上述各控制子系統(tǒng)無縫集成的能力，系統(tǒng)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口,每個子系統(tǒng)用一個軟件適配器與綜合監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)交互。數(shù)據(jù)接口采用標準的UDP通信接口，系統(tǒng)支持瓦斯監(jiān)測、視頻監(jiān)控、配電監(jiān)測、機電設(shè)備監(jiān)控管理等各種子系統(tǒng)的軟件適配。系統(tǒng)架構(gòu)是全開放的，擴展能力很強。每接入一種子系統(tǒng)模塊，只需要一個適配程序。系統(tǒng)初建時可根據(jù)需求和條件先建最急需的最基本的優(yōu)秀平臺，然后分期分批增加各種子系統(tǒng)及不斷升級，最后建成最完善的系統(tǒng)。
五.結(jié)束語
煤礦綜合自動化在我國才剛剛起步，隨著我國經(jīng)濟技術(shù)的迅速發(fā)展，綜合自動化必將日漸成熱和完善。新型自動化技術(shù)的引入，使煤礦生產(chǎn)、變電站電能質(zhì)量的控制系統(tǒng)得到了快速發(fā)展，必將推動我國煤礦變電站建設(shè)的迅速發(fā)展。
【摘 要】介紹了某煤礦綜合自動化系統(tǒng)的設(shè)計要求，描述了利用IFix軟件實現(xiàn)該系統(tǒng)的過程，最后概括了該系統(tǒng)的功能。
【關(guān)鍵詞】IFix；光纖環(huán)網(wǎng)；綜合自動化
0.引言
傳統(tǒng)煤礦生產(chǎn)中，主井煤流運輸，通風系統(tǒng)等都在單獨運行，協(xié)調(diào)調(diào)度比較繁瑣，信息傳遞相對滯后。現(xiàn)如今，有一個平臺能將各子系統(tǒng)聯(lián)結(jié)在一起，統(tǒng)一進行調(diào)度管理已經(jīng)不可或缺，煤礦綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)運而生，有著良好的應(yīng)用前景。
1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
內(nèi)蒙古某煤礦，現(xiàn)有35KV變電站、主井、副井、提風、井下10KV變電所共5各子系統(tǒng)，現(xiàn)需建立綜合自動化系統(tǒng)，要求現(xiàn)有子系統(tǒng)的監(jiān)視和控制功能全部可以在調(diào)度室中實現(xiàn)，能夠自動存儲數(shù)據(jù)生成報表，辦公網(wǎng)內(nèi)的用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)進行生產(chǎn)畫面的實時觀看。
根據(jù)以上要求，規(guī)劃系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下所示：
1.1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
5個子系統(tǒng)加上調(diào)度機房6個節(jié)點分別設(shè)置一套赫斯曼光纖接口工業(yè)交換機，節(jié)點之間用單模光纖連成環(huán)網(wǎng)。機房節(jié)點上端通過天融信防火墻與辦公網(wǎng)相連，整個環(huán)網(wǎng)成為辦公網(wǎng)內(nèi)的一個子網(wǎng)絡(luò)，占據(jù)一個IP地址，結(jié)構(gòu)如圖所示：
1.2軟硬件配置
機房安裝4臺惠普四核服務(wù)器，分別設(shè)為：
1.2.1數(shù)據(jù)采集服務(wù)器
在Windows server2003系統(tǒng)上安裝IFix4.0服務(wù)器版軟件，負責與子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和為操作員站提供數(shù)據(jù)，是本系統(tǒng)的優(yōu)秀。GE Fanuc 的iFIX是世界領(lǐng)先的工業(yè)自動化軟件解決方案，提供了生產(chǎn)操作的過程可視化、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)監(jiān)控。iFIX可以幫助您精確地監(jiān)視、控制生產(chǎn)過程，并優(yōu)化生產(chǎn)設(shè)備和企業(yè)資源管理。
1.2.2數(shù)據(jù)存檔服務(wù)器
安裝Oracle10g數(shù)據(jù)庫軟件，功能是將生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和報警信息等進行存儲，以便生成報表和查詢歷史信息。雖然IFix自帶數(shù)據(jù)存儲功能，但不足以完成整年數(shù)據(jù)保存的任務(wù)，Oracle是甲骨文公司出品的當今功能最強大的數(shù)據(jù)庫軟件，非常適合企業(yè)級的數(shù)據(jù)存儲服務(wù)。
1.3 Web服務(wù)器
將在工程師站和操作員站中的畫面去除控制功能后存存儲在該服務(wù)器中，辦公網(wǎng)中的用戶在IE瀏覽器的地址欄輸入指定的IP地址后，會在瀏覽器中顯示相同于工程師站和操作員站的畫面。
1.4安全服務(wù)器
該服務(wù)器用來設(shè)置和分配網(wǎng)絡(luò)權(quán)限，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，并安裝有服務(wù)器版趨勢防火墻軟件，可以查殺病毒。
1.5 UPS
機房和各子系統(tǒng)現(xiàn)場交換機均配有不間斷電源，即使突然斷電環(huán)網(wǎng)仍可運行一段時間。
2.通信協(xié)議
2.1 35KV變電站
35KV變電站由南京南瑞繼保建設(shè)，提供國際電工委員會頒布的 IEC104通訊協(xié)議。IFix自身沒有IEC104驅(qū)動程序，不過GE公司提供適用于IFix的通訊驅(qū)動程序開發(fā)工具，我們根據(jù)協(xié)議自行開發(fā)了該驅(qū)動。IFix通過該驅(qū)動可以讀取和下放遙信、遙測、遙控和遙調(diào)信號，通過大量測試證明運行良好，數(shù)據(jù)準確。
2.2 10KV變電所
井下10KV變電所由上海南自科技股份有限公司承建，提供部頒CDT循環(huán)式遠動規(guī)約，由于是一部國內(nèi)行業(yè)標準，所以仍由我們自行開發(fā)驅(qū)動程序。
2.3主井
主井由天津華寧公司建設(shè)，控制系統(tǒng)以單片機為優(yōu)秀，提供Modbus RTU通訊協(xié)議。Modbus協(xié)議是一種基于RS232或RS485接口的協(xié)議，距離有限，而主井系統(tǒng)與調(diào)度室有幾百米遠，信號無法穩(wěn)定傳輸。我們利用MOXA公司出品的串口服務(wù)器將485接口轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)接口，再接入交換機，成功利用光網(wǎng)的高速低耗將信號傳回。
2.4副井、提風
副井和提風機房均由Wincc加S7-300PLC控制，由于兩個系統(tǒng)的PLC都沒有配備以太網(wǎng)接口，我們決定從Wincc間接進行監(jiān)控，這樣利用OPC連接就是最方便快捷的。OPC并不是一種通信協(xié)議，而是一種通信方法，OPC全稱是Object Linking and Embedding（OLE） for Process Control，它的出現(xiàn)為基于Windows的應(yīng)用程序和現(xiàn)場過程控制應(yīng)用建立了橋梁。在過去，為了存取現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，每一個應(yīng)用軟件開發(fā)商都需要編寫專用的接口函數(shù)，由于現(xiàn)場設(shè)備的種類繁多，通常這樣也不能滿足工作的實際需要。OPC是以O(shè)LE/COM機制作為應(yīng)用程序的通訊標準。OLE/COM是一種客戶/服務(wù)器模式，具有語言無關(guān)性、代碼重用性、易于集成性等優(yōu)點。OPC規(guī)范了接口函數(shù)，不管現(xiàn)場設(shè)備以何種形式存在，客戶都以統(tǒng)一的方式去訪問，避開了各種不同的協(xié)議。基于這種易用性，它在工控領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。現(xiàn)在流行的各種工控組態(tài)軟件都提供OPC服務(wù)器，相互之間的數(shù)據(jù)連通非常方便，本系統(tǒng)中IFix的OPC客戶端訪問兩臺Wincc的OPC服務(wù)器就是這種應(yīng)用。
3.系統(tǒng)功能
3.1監(jiān)控
監(jiān)視和控制是自動化系統(tǒng)的基本，在本系統(tǒng)中，操作員可以在調(diào)度室遠程監(jiān)視各子系統(tǒng)的運行狀況并進行控制，以35KV變電站為例，畫面如下所示：圖中清楚地表示出了變電站各空開狀態(tài)、每條回路的電流，有功、無功等數(shù)據(jù)，并在進行控制操作時彈出登錄畫面，有效地避免了沒有權(quán)限的人員誤操作。其他子系統(tǒng)的操作與35KV系統(tǒng)基本相同。
3.2歷史數(shù)據(jù)和報警查詢
本系統(tǒng)配置的歷史數(shù)據(jù)查詢功能可以使相調(diào)度員不必在辦公電腦上進行繁瑣操作，只在相關(guān)畫面中點選起始和結(jié)束時間等幾個簡單動作，就能夠從數(shù)據(jù)庫中篩選出符合要求的數(shù)據(jù)顯示出來，大大簡化了工作流程。
4.結(jié)束語
本系統(tǒng)建成后，將該煤礦生產(chǎn)過程監(jiān)控，生產(chǎn)調(diào)度等進行了統(tǒng)一管理，對礦井提高生產(chǎn)效率，減少事故提供了保障。為建成現(xiàn)代信息化礦山起到了積極作用。 [科]
