時間：2022-04-10 10:52:56
序論：在您撰寫煤礦綜合自動化論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的1篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
【摘 要】煤礦綜合自動化系統(tǒng)的建立是煤礦信息化建設(shè)的基礎(chǔ)，要真正實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)信息化與工業(yè)化兩化深度融合，就必須把這些松散的生產(chǎn)自動化子系統(tǒng)、安全監(jiān)測自動化子系統(tǒng)、井上下監(jiān)測系統(tǒng)等進(jìn)行集成，使各子系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)和圖像存放在統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲平臺內(nèi)，形成統(tǒng)一的安全生產(chǎn)調(diào)度指揮平臺，實(shí)現(xiàn)綜合調(diào)度和集成管理，為煤礦安全高效生產(chǎn)提供科學(xué)決策依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】綜合自動化；信息化；數(shù)據(jù)集成；平臺建設(shè)
隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和普及，企業(yè)的信息化程度已經(jīng)成為決定企業(yè)效益和國家經(jīng)濟(jì)增長的戰(zhàn)略資源，利用信息技術(shù)提高企業(yè)管理效率和管理水平，提升企業(yè)核心競爭力，已經(jīng)成為國家和企業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。當(dāng)前，國內(nèi)煤炭開采環(huán)境日趨復(fù)雜，開采深度不斷增加，開采成本不斷加大，勞動密集型的勞動體制和粗放型的管理方式，使煤炭企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)。近幾年，作為兩化融合的重要組成部分，國內(nèi)煤炭行業(yè)綜合自動化系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展十分迅速，水平逐步提高，但大多數(shù)仍處在分散控制階段，信息集成度低，數(shù)據(jù)挖掘不夠，井下作業(yè)仍處于勞動密集型階段。為了降低成本，實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全高產(chǎn)高效、在國際競爭中立于不敗之地，加大數(shù)據(jù)集成和管理集成力度、實(shí)現(xiàn)“生產(chǎn)過程自動化、經(jīng)營管理信息化，科學(xué)決策數(shù)字化”已經(jīng)成為煤炭企業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
1 確立建設(shè)和集成方案，做好單機(jī)自動化系統(tǒng)建設(shè)
單機(jī)自動化是整個自動化系統(tǒng)建設(shè)和集成的基礎(chǔ)。信息化管理職能部門要對礦井各主要生產(chǎn)系統(tǒng)，以及設(shè)備情況、軟硬件的設(shè)施、應(yīng)用系統(tǒng)的廠家、現(xiàn)有子系統(tǒng)的應(yīng)用情況等進(jìn)行詳細(xì)的摸底核實(shí)，對于以前建成的自動化子系統(tǒng)具體問題具體分析，對新建的單機(jī)自動化子系統(tǒng)要嚴(yán)格把關(guān)，要求建設(shè)廠家能夠提供兼容的、開放的接口，明確要建設(shè)、改造和接入的自動化子系統(tǒng)，規(guī)劃信息傳輸平臺、數(shù)據(jù)存儲平臺以及數(shù)據(jù)集成平臺的建設(shè)方案，并且對數(shù)據(jù)存儲方式作統(tǒng)一的規(guī)劃和安排，確保數(shù)據(jù)挖掘和系統(tǒng)集成的順利進(jìn)行。
2 整合生產(chǎn)子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程信息化集成
生產(chǎn)子系統(tǒng)主要包括工作面監(jiān)測系統(tǒng)、膠帶機(jī)控制系統(tǒng)、提升及裝卸載集控系統(tǒng)、地面儲裝運(yùn)系統(tǒng)和洗煤廠集控系統(tǒng)、礦山供電系統(tǒng)、大巷軌道運(yùn)輸系統(tǒng)、大型固定設(shè)備集控系統(tǒng)等，通過對這些系統(tǒng)的集成，實(shí)現(xiàn)從煤炭采掘、運(yùn)輸?shù)皆喝胂瓷a(chǎn)全系統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)測監(jiān)控。根據(jù)工作面監(jiān)測系統(tǒng)，掌握采煤、開掘工作面的瓦斯、風(fēng)量、溫度、以及采掘機(jī)械設(shè)備的情況，指揮一線生產(chǎn)；通過井下膠帶機(jī)控制系統(tǒng)，了解目前各膠帶機(jī)控制系統(tǒng)、煤倉煤位、給煤機(jī)、大型設(shè)備的運(yùn)行情況，及時安排煤炭的運(yùn)輸及遠(yuǎn)程控制運(yùn)輸系統(tǒng)的起停；通過提升及裝卸載集控系統(tǒng)，掌握提升及裝卸載設(shè)備的健康狀況，以及當(dāng)天的出煤量，并可以根據(jù)現(xiàn)場情況，遠(yuǎn)程開停提升及裝卸載裝置；通過地面儲裝運(yùn)系統(tǒng)，了解地面膠帶機(jī)和設(shè)備的目前狀況，并根據(jù)煤種和各煤倉的倉位，決定煤流的方向；通過洗煤廠集控系統(tǒng)，控制和監(jiān)視入洗煤的數(shù)量、入洗設(shè)備狀況和洗精煤的儲存等；通過大型固定設(shè)備集控系統(tǒng)掌握各通風(fēng)系統(tǒng)、壓風(fēng)系統(tǒng)和排水系統(tǒng)的運(yùn)行狀況及存在的問題，保證礦井通風(fēng)壓風(fēng)排水系統(tǒng)的安全運(yùn)行；通過礦井大巷軌道運(yùn)輸系統(tǒng)，了解各個礦車的運(yùn)行情況和安全情況，并通過無線傳輸向礦車司機(jī)指令實(shí)現(xiàn)礦車的調(diào)配；通過供電系統(tǒng)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了對礦井供電系統(tǒng)的監(jiān)測監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)遙測、遙調(diào)、遙信、遙控的功能，對礦井防掉閘、短路等事故的發(fā)生起到很好的預(yù)防作用。
通過對生產(chǎn)系統(tǒng)全過程的集成，實(shí)現(xiàn)對整個生產(chǎn)流程的控制，如果中間一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，或者某一個設(shè)備出現(xiàn)報(bào)警，就可以立即安排相關(guān)環(huán)節(jié)作出調(diào)整，同時，也可以及時掌握各生產(chǎn)單位的生產(chǎn)環(huán)境、及時考核各生產(chǎn)單位的生產(chǎn)情況、采煤數(shù)量。通過生產(chǎn)管理的集成，既提高了管理效率，也為安全高效生產(chǎn)的安排提供依據(jù)，為預(yù)防事故的發(fā)生提供了最可靠的參考。
3 整合安全監(jiān)測子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)測信息化集成
通過對人員定位系統(tǒng)、安全監(jiān)測系統(tǒng)、井下應(yīng)急廣播系統(tǒng)的集成，實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)測信息化集成。當(dāng)事故發(fā)生時，人員定位系統(tǒng)會根據(jù)安全監(jiān)測系統(tǒng)檢測的數(shù)據(jù)，自動判斷人員是否需要撤離，當(dāng)參數(shù)超過預(yù)置閾值，自動利用井下應(yīng)急廣播系統(tǒng)播放撤離信息，并向調(diào)度人員反饋危險信號。調(diào)度人員根據(jù)人員定位系統(tǒng)所提供的圖表、圖形，迅速了解有關(guān)人員的位置情況和礦車分布情況，通過井下應(yīng)急廣播系統(tǒng)，快速通知井下人員撤離的方向，并利用礦井大巷軌道運(yùn)輸安全綜合保障系統(tǒng)調(diào)動礦車到危險地區(qū)接應(yīng)撤離的職工，讓他們快速安全撤離，及時采取相應(yīng)的救援措施，達(dá)到安全生產(chǎn)、快速救援的效果。
4 整合視頻監(jiān)測子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)電視系統(tǒng)集成
視頻通訊技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中得到廣泛的使用，由于前期缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和管理，相關(guān)部門根據(jù)各自所需，自行設(shè)計(jì)安裝，視頻設(shè)備廠家各異，網(wǎng)絡(luò)重復(fù)敷設(shè)問題十分嚴(yán)重，造成資源的浪費(fèi)，也不能形成網(wǎng)絡(luò)互通，資源共享。為了解決這個問題，綜合自動化建設(shè)工程除了把這些視頻系統(tǒng)整合起來之外，還要在原煤生產(chǎn)流程的關(guān)鍵部位、采掘頭面、重要搭接點(diǎn)、大型設(shè)備峒室、乘人點(diǎn)等安裝攝像儀，并在調(diào)度集控中心和相關(guān)單位計(jì)算機(jī)上顯示相關(guān)圖像，加強(qiáng)對生產(chǎn)過程、生產(chǎn)安全設(shè)施和職工行為的監(jiān)管，并根據(jù)現(xiàn)場圖像內(nèi)容作出進(jìn)一步的處理措施，以達(dá)到減少事故、避免事故的作用，使調(diào)度員可以隨意切換，第一時間掌握重點(diǎn)頭面、重要崗位的監(jiān)控信息和安全監(jiān)測情況。
視頻監(jiān)控主要用于主運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視。工業(yè)電視系統(tǒng)主要由井上部分、井下部分、調(diào)度室主控部分及流媒體部分組成。
工業(yè)電視系統(tǒng)必須具備的功能：
1）管理服務(wù)功能
對整個網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的信息進(jìn)行統(tǒng)一處理，其中包括信息的設(shè)置、信息的記錄、信息的存儲、信息的轉(zhuǎn)發(fā)及信息的查詢。對監(jiān)控地點(diǎn)及用戶信息的編輯，包括新建、修改、刪除。對用戶進(jìn)行權(quán)限設(shè)置，對用戶的操作請求進(jìn)行權(quán)限認(rèn)證，并實(shí)時記錄來自客戶端的操作，同時生成操作日志，并可對其進(jìn)行維護(hù)與查詢以及巡檢與校時功能。
2）流媒體服務(wù)功能
通過流媒體視頻服務(wù)器，通過網(wǎng)絡(luò)接口與遠(yuǎn)端編碼器相連，實(shí)時接收視頻流數(shù)據(jù)，并臨時存儲在緩沖區(qū)，根據(jù)客戶端的請求，把緩沖區(qū)的視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給客戶端，從而完成流媒體的播放和傳輸。
3）視頻監(jiān)控功能
視頻監(jiān)控模塊是系統(tǒng)的主要客戶端軟件，根據(jù)不同設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)類似主控和分控功能。具有遠(yuǎn)程設(shè)置DVRDVS參數(shù)、遠(yuǎn)程實(shí)時瀏覽視頻圖像、遠(yuǎn)程控制云臺及鏡頭以及視音頻文件的回放等功能。
4）硬盤錄像功能
工業(yè)電視系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)硬盤錄像功能，以備查詢，且檢索方便，可以復(fù)制，根據(jù)需要，設(shè)置錄像可以保存的時間，并可以方便的對存儲的流媒體文件進(jìn)行WEB管理。
5 深入數(shù)據(jù)挖掘整合，實(shí)現(xiàn)綜合調(diào)度指揮
為了實(shí)現(xiàn)全方位的綜合管理，綜合自動化系統(tǒng)還必須建設(shè)綜合調(diào)度指揮平臺。綜合調(diào)度指揮平臺主要負(fù)責(zé)把接入的信息進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)采集，利用信息融合技術(shù)、故障診斷技術(shù)、專家系統(tǒng)分析等技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并以良好的人機(jī)界面進(jìn)行控制、顯示和查詢。主要功能如下：整合綜合自動化各子系統(tǒng)和大型設(shè)備運(yùn)行情況、起停情況、設(shè)備參數(shù)、故障情況、報(bào)警情況、以及錄像信息。
綜合調(diào)度指揮平臺負(fù)責(zé)將實(shí)時、歷史數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析綜合，然后對各系統(tǒng)進(jìn)行隱患預(yù)測、規(guī)律總結(jié)，并將信息在有效時間內(nèi)以數(shù)據(jù)列表和曲線圖的形式提供給系統(tǒng)中的相關(guān)用戶，為用戶進(jìn)行設(shè)備檢修和采取必要措施提供決策依據(jù)。系統(tǒng)可以查詢?nèi)魏蜗到y(tǒng)中設(shè)備的開停情況，如開停時間、次數(shù)等，可查看累計(jì)量信息及統(tǒng)計(jì)圖表，還可查看整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)故障信息，方便用戶管理。系統(tǒng)可將各子系統(tǒng)顯示的各類實(shí)時動態(tài)、動畫等圖形轉(zhuǎn)換為HTML或XML，通過IE瀏覽。
當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障和報(bào)警的時候會自動彈出窗口或彈出報(bào)警條，根據(jù)用戶自定義的等級嚴(yán)重性排序，并提供聲光報(bào)警，依據(jù)其影響程度進(jìn)行分類、分級。對所有涉及系統(tǒng)配置操作，對子系統(tǒng)實(shí)施控制的操作及一些重要的操作，系統(tǒng)都進(jìn)行完整的記錄，包括操作時間、操作者、操作碼及描述、節(jié)點(diǎn)名等。為系統(tǒng)的事故追查及重演提供重要的信息。系統(tǒng)能自動統(tǒng)計(jì)出任何一個時間段的報(bào)警故障以及操作記錄。
綜合調(diào)度指揮平臺具有綜合各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對煤的生產(chǎn)過程進(jìn)行全過程監(jiān)測，包括采掘工作面、膠帶機(jī)及大巷運(yùn)輸、提升及裝卸載、地面儲裝運(yùn)、動力洗選等全過程的監(jiān)測。
綜合調(diào)度指揮平臺為礦井提供聯(lián)動預(yù)案調(diào)度系統(tǒng)，當(dāng)各個子系統(tǒng)發(fā)生報(bào)警信號時，根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的預(yù)案，自動彈出預(yù)案提示，使調(diào)度指揮人員及時正確的處置事故，在礦井允許的情況下還可調(diào)用指定子系統(tǒng)，進(jìn)行聯(lián)動，及時高效的應(yīng)對突發(fā)事件。配置聯(lián)動報(bào)警預(yù)案，為管理人員提供靈活自由的設(shè)置，提供報(bào)警信息和聯(lián)動預(yù)案動作的查詢，便于管理人員管理。
綜合調(diào)度指揮平臺必須具備與集團(tuán)公司總調(diào)生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)和安全監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行連接，統(tǒng)一數(shù)據(jù)傳送格式，在集團(tuán)公司安全監(jiān)測系統(tǒng)中能讀取生產(chǎn)礦安全監(jiān)測系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)和工業(yè)電視系統(tǒng)所需的全部數(shù)據(jù)。
安全生產(chǎn)調(diào)度指揮平臺通過對自動化子系統(tǒng)中生產(chǎn)系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、經(jīng)營管理系統(tǒng)等數(shù)據(jù)的集成，以圖形和表格方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的綜合性展示，形成全礦安全生產(chǎn)系統(tǒng)圖、各專業(yè)子系統(tǒng)圖、指標(biāo)分析、生產(chǎn)趨勢圖，具有報(bào)表管理、圖紙管理、歷史數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)預(yù)警管理、系統(tǒng)故障管理、數(shù)據(jù)聯(lián)動分析、系統(tǒng)效能分析、設(shè)備工況預(yù)警分析、領(lǐng)導(dǎo)帶班管理等功能，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場的遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控、集中調(diào)度管理等日常管理業(yè)務(wù)。通訊系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)應(yīng)急電話、無線通訊和有線電話三網(wǎng)合一，調(diào)度中心可通過任何一種途徑實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場的調(diào)度指揮。
生產(chǎn)系統(tǒng)、安全監(jiān)測、工業(yè)電視、經(jīng)營管理系統(tǒng)等各信息化系統(tǒng)集成后，各子系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)和圖像均存放在統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲平臺內(nèi)，通過統(tǒng)一的安全生產(chǎn)調(diào)度指揮平臺，礦調(diào)度人員和決策人員可以非常方便查詢到所需要的各種信息，掌握企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營情況和實(shí)時動態(tài)，查詢各種歷史數(shù)據(jù)和圖像，并根據(jù)綜合信息對生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)指揮，為科學(xué)決策、快速反應(yīng)提供可靠的數(shù)據(jù)保證。
摘要：介紹了礦井綜合自動化系統(tǒng)的原理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)以及子系統(tǒng)接入與數(shù)據(jù)采集方式，并詳細(xì)闡述了綜合自動化系統(tǒng)在馬營煤礦的應(yīng)用，給出了各子系統(tǒng)的具體接入方式以及實(shí)現(xiàn)的功能。
關(guān)鍵詞：綜合自動化；工業(yè)以太網(wǎng)；監(jiān)控系統(tǒng)；PLC控制系統(tǒng)；Modbus協(xié)議
0 前言
中煤集團(tuán)山西金海洋能源有限公司馬營煤礦，原先屬于個人企業(yè)，被中煤集團(tuán)兼并重組后，目前正在做技改建設(shè)。為將礦井建設(shè)成為高產(chǎn)高效的現(xiàn)代化礦井，礦上進(jìn)行了全礦井綜合自動化系統(tǒng)的建設(shè)。
礦井綜合自動化系統(tǒng)將各子系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)運(yùn)用統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺，統(tǒng)一的接口，統(tǒng)一的通信協(xié)議，統(tǒng)一的編碼方式，構(gòu)成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存取模式。對監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采用組態(tài)方法，在統(tǒng)一的監(jiān)控系統(tǒng)平臺上為礦井生產(chǎn)調(diào)度用戶創(chuàng)建形象、直觀的生產(chǎn)動態(tài)監(jiān)視畫面，實(shí)時顯示礦井生產(chǎn)工況和環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，同時支持?jǐn)?shù)據(jù)WEB方式瀏覽，可以通過網(wǎng)絡(luò)接入到公司信息網(wǎng)，供公司領(lǐng)導(dǎo)掌握生產(chǎn)狀況和查詢相關(guān)信息。工程師也可以在專用工作臺上通過切換的方式，對整個綜合信息系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。
1 綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
礦井綜合自動化控制系統(tǒng)是整個礦井信息“大腦”，它需要一個快速、安全、運(yùn)行可靠的網(wǎng)絡(luò)平臺為大量的信息流動提供支撐，同時要有一個功能全面的安全生產(chǎn)信息應(yīng)用系統(tǒng)為礦井安全生產(chǎn)的科學(xué)調(diào)度提供決策支持。綜合自動化控制系統(tǒng)采用三層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，包括資源管理層（信息層）、過程控制層、操作執(zhí)行層（設(shè)備層）。
資源管理層（信息層）：其主要目的是利用操作執(zhí)行層（設(shè)備層）提供的大量生產(chǎn)信息使企業(yè)各個實(shí)體能夠不受地域的限制對工廠局域網(wǎng)中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和整理，為相關(guān)的各種管理、經(jīng)營決策提供支持，實(shí)現(xiàn)管控一體化。目前，資源管理層（信息層）實(shí)現(xiàn)的途徑就是通過企業(yè)外部網(wǎng)（Internet）和企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)（Intranet）。由于涉及實(shí)際的生產(chǎn)過程，必須保證網(wǎng)絡(luò)安全，因此這一層還要采用防火墻、用戶身份認(rèn)證以及密鑰管理等安全技術(shù)。
過程控制層：是采集服務(wù)器和各個子系統(tǒng)主機(jī)或控制器之間利用OPC/DDE/FTP等協(xié)議方式傳輸控制信息命令，相互握手的一個過程。控制層不僅僅是命令的傳輸，需要信號采集的歸類、邏輯判斷，完成各種控制、運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測、報(bào)警和趨勢分析等功能，用戶能隨時通過執(zhí)行工作站查詢網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)以及現(xiàn)場設(shè)備的工況，對生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時的遠(yuǎn)程監(jiān)控。賦予一定的權(quán)限后，還可以在線修改各種設(shè)備參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)。過程控制層通常可以獨(dú)立工作，主控設(shè)備本身具有或通過擴(kuò)展接口可以接入到綜合自動化控制系統(tǒng)中。過程控制層的功能一般由計(jì)算機(jī)完成，為實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制和遠(yuǎn)程操作優(yōu)化提供支撐環(huán)境，例如實(shí)時數(shù)據(jù)庫、工藝流程監(jiān)控、先進(jìn)控制以及設(shè)備管理等，就本項(xiàng)目而言過程控制層對應(yīng)各子系統(tǒng)計(jì)算機(jī)主機(jī)或控制器。
操作執(zhí)行層（設(shè)備層）：通過工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)或現(xiàn)場總線與過程控制層相連，使得底層測控信息能夠與過程控制層實(shí)時交換數(shù)據(jù)，完成這一層功能的關(guān)鍵技術(shù)是以太網(wǎng)與底層現(xiàn)場設(shè)備網(wǎng)絡(luò)間的接口，以及底層數(shù)據(jù)包的正確解釋和傳輸。
2綜合自動化系統(tǒng)特點(diǎn)
（1）異構(gòu)系統(tǒng)的互聯(lián)互通
分別在網(wǎng)絡(luò)級和串口級提供了多種符合國際主流標(biāo)準(zhǔn)的接口方式，便于各種子系統(tǒng)的接入，實(shí)現(xiàn)最大限度的信息共享。它能夠集成不同廠家的硬件設(shè)備和軟件產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)間互操作，并將各系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成。
（2）先進(jìn)的體系結(jié)構(gòu)
采用B/S模式設(shè)計(jì)，支持?jǐn)?shù)據(jù)WEB方式瀏覽，通過網(wǎng)絡(luò)方便礦領(lǐng)導(dǎo)和各生產(chǎn)職能部門隨時掌握礦井生產(chǎn)動態(tài)和安全狀況方便管理層實(shí)時查詢、分析和決策。
應(yīng)用系統(tǒng)采用三層或多層架構(gòu)，遵循統(tǒng)一數(shù)據(jù)出口和統(tǒng)一數(shù)據(jù)入口的原則，通過統(tǒng)一的一站式服務(wù)門戶對外給用戶提供閉環(huán)式服務(wù)和共享機(jī)制，對內(nèi)整合各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。通過對上層應(yīng)用服務(wù)的請求，調(diào)度下層業(yè)務(wù)邏輯及其相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的資源，完成以事件為驅(qū)動的工作流和數(shù)據(jù)流的運(yùn)行。
（3）統(tǒng)一的系統(tǒng)集成平臺
以信息集成平臺為核心，將實(shí)時數(shù)據(jù)流在企業(yè)統(tǒng)一信息平臺上集成起來。同時，針對統(tǒng)一信息平臺開發(fā)各種綜合應(yīng)用，形成集成化、網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用。各種圖形、圖像、報(bào)表信息都可以通過Web的方式在任何一臺終端統(tǒng)一瀏覽，統(tǒng)一界面。
（4）統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉庫
在集成化的數(shù)據(jù)管理中，數(shù)據(jù)一旦被輸入，在整個系統(tǒng)中都可以使用。這是因?yàn)樗械臄?shù)據(jù)是在一個數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行管理的。這樣就大大提高了工作效率，降低了工程的實(shí)施難度。
在軟件上使用SQL2008數(shù)據(jù)庫，在硬件上使用高配置服務(wù)器，并配備高容量的存儲空間，主要用于存儲各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)，形成一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉庫。
（5）安全性
充分考慮系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全性。系統(tǒng)具有較強(qiáng)的身份認(rèn)證、授權(quán)、加密等機(jī)制、完善全面的事件日志、數(shù)據(jù)備份和病毒防護(hù)功能。
采集服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器冗余和雙機(jī)熱備，保證數(shù)據(jù)的安全。采用防火墻、網(wǎng)閘、殺毒軟件對系統(tǒng)進(jìn)行全方位的保護(hù)。
3 數(shù)據(jù)采集
本系統(tǒng)將各控制子系統(tǒng)無縫集成，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系統(tǒng)平臺數(shù)據(jù)交互。數(shù)據(jù)接口采用標(biāo)準(zhǔn)的接口，系統(tǒng)架構(gòu)是全開放的，擴(kuò)展能力很強(qiáng)。
煤礦綜合自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集主要有以下三種數(shù)據(jù)接入方式：
OPC：OPC（OLE for Process Control）是被工控領(lǐng)域廣泛遵循的一種標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)范了應(yīng)用程序與現(xiàn)場設(shè)備或數(shù)據(jù)源之間數(shù)據(jù)存取的接口協(xié)議，它是基于微軟的組件技術(shù)（COM/DCOM）設(shè)計(jì)，采用C/S體系結(jié)構(gòu)。它既可存取本地OPC Server的數(shù)據(jù)，又可存取分布在網(wǎng)上其它節(jié)點(diǎn)的OPC Server的數(shù)據(jù)，并且具有高效、安全的特點(diǎn)。它是目前存取現(xiàn)場數(shù)據(jù)最理想的方法。數(shù)據(jù)集成時，可采用系統(tǒng)的OPC Client模塊直接與具有OPC Server的現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)存取數(shù)據(jù)。
NetDDE：基于網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE）技術(shù)，也采用C/S體系結(jié)構(gòu)。它既可存取本地DDE服務(wù)器數(shù)據(jù)，又可存取分布在網(wǎng)上其它節(jié)點(diǎn)的DDE服務(wù)器，它比OPC在速度和安全性方面要遜色。但對一些動態(tài)刷新系統(tǒng)它仍不失為一種簡單有效的方法。數(shù)據(jù)集成時，可采用系統(tǒng)的DDE客戶模塊直接與具有DDE服務(wù)器的現(xiàn)場單元系統(tǒng)存取數(shù)據(jù)。
FTP：監(jiān)控子系統(tǒng)將實(shí)時數(shù)據(jù)周期性地寫入指定的共享文件中，文件的結(jié)構(gòu)符合統(tǒng)一的信息描述，數(shù)據(jù)集成服務(wù)器可存取共享的文件實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。
4 結(jié)語
系統(tǒng)建設(shè)完成后能夠使馬營煤礦井上下各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)工況信息在異構(gòu)條件下進(jìn)行聯(lián)通與共享，能夠使不同功能的應(yīng)用系統(tǒng)聯(lián)系起來，協(xié)調(diào)有序運(yùn)行，使各自獨(dú)立的監(jiān)控系統(tǒng)信息實(shí)現(xiàn)共享。
該綜合自動化平臺具有“集中管理，分散控制；監(jiān)控全面，使用方便”的特點(diǎn)。不僅使礦井各生產(chǎn)自動化系統(tǒng)的可靠性大大提高，而且也提高了生產(chǎn)效率，并達(dá)到了減員增效的目的。
系統(tǒng)建設(shè)完成后實(shí)現(xiàn)了對全礦井安全、生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測、監(jiān)視和信息匯總，實(shí)現(xiàn)全礦井的數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)調(diào)度、決策指揮的信息化、科學(xué)化，為礦井安全生產(chǎn)、有效預(yù)防和及時處理各種突發(fā)事故和自然災(zāi)害，提供有效手段，為企業(yè)信息化的應(yīng)用和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
[摘要]根據(jù)煤礦綜合管理自動化的結(jié)構(gòu)要求，把煤礦的各個子系統(tǒng)統(tǒng)一結(jié)合，構(gòu)建煤礦的自動化系統(tǒng)，同時，再把煤礦的環(huán)境信息、安全信息和設(shè)備的信息統(tǒng)一在這個系統(tǒng)平臺上，從而實(shí)現(xiàn)整個礦井的綜合系統(tǒng)的自動化和系統(tǒng)軟件的組態(tài)化設(shè)計(jì)。
[關(guān)鍵詞]煤礦、自動化、設(shè)計(jì)
為了提高煤礦的生產(chǎn)效率，保證生成的安全進(jìn)行，絕大多數(shù)煤礦都安裝了煤礦綜合自動化系統(tǒng)，但是，各個系統(tǒng)之間各成體系，沒有很好的結(jié)合，均衡、和諧的發(fā)揮各個系統(tǒng)的作用，因此，導(dǎo)致了這個綜合系統(tǒng)在實(shí)際的使用中存在很多問題。
一、存在的問題
（一）重復(fù)投資
煤礦綜合自動化平臺的建立是通信線路和組態(tài)軟件的構(gòu)造過程，這個過程中存在很嚴(yán)重的重復(fù)投資和重復(fù)建設(shè)。
（二）人力資源浪費(fèi)
煤礦綜合自動化平臺是各個子系統(tǒng)的組合體，各個子系統(tǒng)相互獨(dú)立，都需要專業(yè)的人員進(jìn)行維護(hù)和操作，這就存在很大程度上的人力、物力、財(cái)力和精力的浪費(fèi)。
（三）缺乏穩(wěn)定性
由于煤礦綜合自動化平臺的各個子系統(tǒng)之間是相互獨(dú)立，所以造成該系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性差，整體可靠性低，不利于煤礦的安全生產(chǎn)。
（四）信息閉塞
也是由于煤礦綜合自動化平臺的各個子系統(tǒng)的相互獨(dú)立，各個子系統(tǒng)自成體系，各個系統(tǒng)之間的信息不能有效的交流和共享，從而嚴(yán)重影響了整個系統(tǒng)的綜合作用。
（五）維護(hù)工作量大
由于煤礦綜合自動化平臺由各個子系統(tǒng)構(gòu)成，各個子系統(tǒng)都需要精心的維修和維護(hù)，所以，從這個角度來說，各個系統(tǒng)的維護(hù)和維修的工作量非常大。
二、煤礦綜合自動化系統(tǒng)的目標(biāo)
（一）通過煤礦綜合自動化系統(tǒng)保證煤礦井上和井下的各個環(huán)節(jié)的生產(chǎn)情況能夠有效的集成并反應(yīng)出來，通過礦井安全的監(jiān)控、人員的安排定位等子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合，實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的整合和評估。
（二）通過煤礦綜合自動化系統(tǒng)檢測各個子系統(tǒng)內(nèi)部的運(yùn)行狀況，并分析相關(guān)的生產(chǎn)參數(shù)，并通過連接公司局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對各個子系統(tǒng)的內(nèi)部控制，交流各個子系統(tǒng)之間的信息。從而保證各個子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化控制，企業(yè)的現(xiàn)代化管理。
（三）通過生產(chǎn)調(diào)度中心的集中監(jiān)控，對井下的各個系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無需真人值班、留守，通過系統(tǒng)的定期和不定期的巡視和維護(hù)來監(jiān)控井下系統(tǒng)生產(chǎn)狀況，從而實(shí)現(xiàn)整個煤礦綜合自動化系統(tǒng)的一體化。
（四）對著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，煤礦綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)該根據(jù)需要不斷的更新、換代或者升級，以此來保障煤礦綜合自動化的發(fā)展需求。
三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
煤礦綜合自動化系統(tǒng)由設(shè)備、控制和信息構(gòu)成，控制是維系設(shè)備和信息的紐帶和關(guān)鍵，整個系統(tǒng)通過設(shè)備的基礎(chǔ)管理反映到控制平臺，最后反映到信息平臺，從而為生產(chǎn)者和管理者提供生產(chǎn)和管理依據(jù)，也保障了企業(yè)的安全發(fā)展。
信息的收集整合是整個綜合自動化網(wǎng)絡(luò)的高層目標(biāo)，它主要是采用1000M工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，以TCP/IP作為信息的傳遞介質(zhì)，傳輸協(xié)議，把所有的信息通過WEB服務(wù)器連接、匯總，并傳到企業(yè)管理層，從而實(shí)現(xiàn)管理層對企業(yè)一線數(shù)據(jù)的掌握和管理。
控制作為整個系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，采用智能控制設(shè)備，必須確保該系統(tǒng)的高可靠性，以此來適應(yīng)井下工作環(huán)境的特殊性，并保證井下工作的安全性。與此同時，必須考慮到各個子系統(tǒng)的兼容性和適應(yīng)性。
四、設(shè)計(jì)方案
煤礦綜合自動化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須考慮到各個子系統(tǒng)的兼容性，還要注意各個系統(tǒng)的實(shí)用性等諸多問題，所以煤礦綜合自動化系統(tǒng)的建立包括網(wǎng)絡(luò)傳輸、子系統(tǒng)的接入和軟件集成。
（一）網(wǎng)絡(luò)傳輸
此平臺的建立要求具有實(shí)時n生、開放性和可靠性，平臺建立過程中還要充分考慮到該平臺的一下特點(diǎn)：選擇通用性較強(qiáng)的設(shè)備；選擇開放性的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備；選擇可靠性高的網(wǎng)絡(luò)；保障產(chǎn)品的一致性。
1 光纜選擇
建議全部采用單纜，地面的可以采用12芯的作為千兆工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)的傳輸鏈路，井下則建議采用36芯的光纜作為傳輸線路。
2 交換機(jī)的選擇
網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)有骨干交換機(jī)和分支交換機(jī)之分，骨干交換機(jī)組成主干環(huán)網(wǎng)，分支交換機(jī)構(gòu)成分支網(wǎng)，建議交換機(jī)的安置選擇干燥，空氣流通性好的固定機(jī)房，
3 服務(wù)器的選擇
在滿足系統(tǒng)基本需求的情況下，盡可能的使維護(hù)簡便，盡量預(yù)備備用系統(tǒng)，以便保證任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障時，不必停止整個系統(tǒng)來進(jìn)行維修或者更換。
（二）子系統(tǒng)接人
1 硬件接人
硬件接人可以采用以下三種方式：上位機(jī)接入，即對于已經(jīng)建立并且發(fā)展成熟的專業(yè)性較強(qiáng)的子系統(tǒng)采用直接通過統(tǒng)一的網(wǎng)關(guān)接口接人環(huán)網(wǎng)；PLC接口接入，即通過增加PLC以太網(wǎng)模塊的方式，直接連接進(jìn)附近的交換機(jī)；擴(kuò)展接人，即通過對子系統(tǒng)支持接口增加接口轉(zhuǎn)換裝置，從而把子系統(tǒng)接口轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)接口接人環(huán)網(wǎng)。
2 軟件接人
軟件接入要求所有的子系統(tǒng)必須是軟件統(tǒng)一接入，并且要采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的OPC接口，軟件接入的過程中一定要考慮到軟件接人的以下特點(diǎn)：各個系統(tǒng)既統(tǒng)一又獨(dú)立，確保其中某個系統(tǒng)出了問題后，可以不停止整個系統(tǒng)來進(jìn)行維修。換句話說，確保某一個子系統(tǒng)損壞時可以盡可能小的影響整個軟件系統(tǒng)；已建子系統(tǒng)只要能滿足RJ45和OPC接口要求，就能無縫接人；考慮以太網(wǎng)的兼容性和可靠性。
（三）軟件集成
軟件集成是煤礦綜合自動化系統(tǒng)的主要內(nèi)容，構(gòu)建煤礦綜合自動化平臺需要運(yùn)用Intouch組態(tài)軟件，通過統(tǒng)一的軟件監(jiān)控系統(tǒng)平臺實(shí)現(xiàn)對子系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行情況的監(jiān)控，同時存儲相關(guān)歷史數(shù)據(jù)，確保管理者對各個子系統(tǒng)的顯示、控制、分析和決策。
五、結(jié)束語
利用集成化的信息處理平臺，發(fā)揮各個廠家的硬件和軟件的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)各個系統(tǒng)之間的連接，實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息系統(tǒng)和工業(yè)監(jiān)控現(xiàn)場的無縫連接，把煤炭生產(chǎn)、管理的各個環(huán)節(jié)統(tǒng)一在這個平臺上，形成統(tǒng)一、完善的郵寄整體，確保高產(chǎn)、高效的生產(chǎn)。
[摘要]隨著電腦網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷提高以及在煤礦企業(yè)中普遍的應(yīng)用，礦井的綜合信息化自動化技術(shù)步入煤礦企業(yè)已經(jīng)是歷史的必然發(fā)展趨勢了，本文就以煤礦的信息化以及自動化系統(tǒng)的構(gòu)成、建設(shè)以及應(yīng)用等認(rèn)識上存在的某些問題進(jìn)行剖析，達(dá)到拋磚引玉的功效、煤礦產(chǎn)業(yè)是支撐我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個比較基礎(chǔ)的能源型工業(yè)，同時它也代表了我國勞動密集型產(chǎn)業(yè)，這個產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，人員的素質(zhì)比較低，但是勞動的強(qiáng)度比較大，工作的效率低下；生產(chǎn)的環(huán)境比較復(fù)雜和惡劣，同時存在著各種各樣的地質(zhì)安全威脅；安全的壓力比較大，同時管理的水平以及技術(shù)含量普遍偏低，成為了為什么煤礦業(yè)不能告訴發(fā)辰的瓶頸。
[關(guān)鍵詞]煤礦綜合信息化自動化 煤礦建設(shè) 存在的問題
1 前言
近些年來，伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷提高以及煤礦企業(yè)中普遍的應(yīng)用，這一阻擋煤礦產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的“瓶頸”有希望發(fā)生質(zhì)的變革。煤礦的礦井綜合信息化的技術(shù)革新，就是借助計(jì)算機(jī)信息管理的平臺對煤礦生產(chǎn)中的各個環(huán)節(jié)、井下環(huán)境的安全參數(shù)以及設(shè)備運(yùn)行時的狀態(tài)等等重要的生產(chǎn)參數(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測、控制以及分析，使得煤礦能在最大的限度內(nèi)實(shí)現(xiàn)安全、高產(chǎn)以及高效的有效統(tǒng)一，是科學(xué)發(fā)展的必要以及構(gòu)建和諧社會所必要的重要方面。綜合信息化自動化在煤礦礦井的廣泛應(yīng)用給煤礦企業(yè)的管理造成了天翻地覆的變化，改變了傳統(tǒng)意義中的管理方式，使得各個煤礦企業(yè)都快速的實(shí)施了礦井的綜合信息化以及自動化的管理技術(shù)，但是在這股浪潮之下也反映出了不少在認(rèn)識以及使用上的問題，這些問題都急需及時的解決。
2 JE確認(rèn)識煤礦綜合自動化信息化建設(shè)的真正內(nèi)涵
2.1綜合自動化信息化有比較強(qiáng)的實(shí)用功能
礦井的綜合自動化信息化建設(shè)內(nèi)容包含的非常廣泛的，就一般情況來說，包含了兩個方面：一個就是各管控子系統(tǒng)，二就是綜合自動化信息化的信息平臺。各管控子系統(tǒng)就是針對煤礦中不同種類的電氣、機(jī)械的設(shè)備進(jìn)行管理、控制以及監(jiān)控的子系統(tǒng)，它們都是一個一個比較分散的獨(dú)立系統(tǒng)，自己各成一個體系，自我掌控和運(yùn)轉(zhuǎn)，來實(shí)現(xiàn)各個管理信息的采集以及傳輸。然而綜合自動信息化的信息平臺，它的與各個管控子系統(tǒng)之間的關(guān)系就像是大腦與肢體的關(guān)系，相互的交融，缺一不可。子系統(tǒng)能及時的為平臺提供數(shù)據(jù)，然而平臺同時能充分的利用各個管控子洗頭膏來進(jìn)行數(shù)據(jù)的綜合分析，被相關(guān)的管控子系統(tǒng)利用，同時也為管理和指揮提供決策的根據(jù)。
2.2煤礦綜合自動化信息化的管理系統(tǒng)整體的顛覆了傳統(tǒng)管理模式
煤礦綜合自動化信息化的管理系統(tǒng)模式從實(shí)質(zhì)上看，自動化信息化的管理系統(tǒng)是一種全新的管理模式的體現(xiàn)，但是表面上只是先進(jìn)管理的手段之一，兩者關(guān)系類似于機(jī)械化的生產(chǎn)本質(zhì)與小農(nóng)經(jīng)濟(jì)的區(qū)別，是先進(jìn)的新生產(chǎn)力代表，同時也是煤礦綜合自動化信息化現(xiàn)代化的管理模式的必經(jīng)之路。但是在還沒有實(shí)施煤礦綜合自動化信息化的管理系統(tǒng)之前，煤礦的指揮中心主要是通過了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠被動的接受信息來進(jìn)行以人工呼叫的方式進(jìn)行事物處理。這樣即使存在數(shù)量一定的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，但是系統(tǒng)一直都是以配角的身份來進(jìn)行的一些數(shù)據(jù)備份、下井考勤等等的工作。這樣使整個煤礦的管理系統(tǒng)指揮中心出現(xiàn)雜亂和邂逅的現(xiàn)象，幾乎也都是窮于應(yīng)付。
但是在建設(shè)好煤礦綜合自動化信息化的管理平臺之后，就可以根據(jù)各種監(jiān)控設(shè)備以及井下視頻做到井下各現(xiàn)場同步監(jiān)控，還可以了解和掌握到各種類型的井下作業(yè)生產(chǎn)的安全環(huán)節(jié)的檢測數(shù)據(jù)，使得綜合系統(tǒng)做到有效的決策，超前預(yù)防。而且還可以通過系統(tǒng)指揮中心展示的井下安全生產(chǎn)的狀態(tài)來分析各個系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)，這樣便于智能的對井下進(jìn)行控制?？傊?，煤礦綜合自動化信息化的管理模式具有實(shí)時型、現(xiàn)場型、智能化、預(yù)測性等的特征。
所以，我們在建設(shè)煤礦綜合自動化信息化的管理系統(tǒng)的本質(zhì)就是要建設(shè)煤礦的管控和現(xiàn)代化調(diào)度指揮一體化的管理體系。計(jì)算機(jī)深入的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)使計(jì)算機(jī)更加符合現(xiàn)代化、科學(xué)化的管理方式。但是計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)只是一種手段，真正體現(xiàn)內(nèi)涵的還是煤礦綜合自動化信息化管理模式的變革。
3 結(jié)束語
現(xiàn)在的社會是一個注重互動、依賴技術(shù)的信息時代，傳統(tǒng)出版企業(yè)和數(shù)字出版已成為了一種必然的趨勢。因此，在未來的一段很長的時間里，數(shù)字出版和傳統(tǒng)出版這兩種形式會長期互為補(bǔ)充，相互并存，并且結(jié)合兩種形式共同發(fā)展，使得計(jì)算機(jī)真正的體現(xiàn)出煤礦綜合自動化信息化管理模式的內(nèi)涵。在調(diào)整經(jīng)營思路以及確定媒體的觀念同時還需要尊重市場的準(zhǔn)入原則，以推動出版作為傳統(tǒng)出版企業(yè)的主要任務(wù)?？傊鉀Q出版怎樣才能不被數(shù)字化淹沒的問題已經(jīng)迫在眉睫。
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(jī)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(jī)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(jī)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(zhǔn)確性、快速性、選擇性等要求更高了。要提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，最根本的就是提高運(yùn)行管理的自動化水平，實(shí)現(xiàn)綜合自動化。所謂綜合自動化，就是廣泛采用微機(jī)保護(hù)和微機(jī)遠(yuǎn)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(yù)定的程序和要求實(shí)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和資源共享，使設(shè)計(jì)簡捷、布局緊湊，運(yùn)行更加安全可靠。在煤礦中，礦井電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動化、實(shí)現(xiàn)無人值守變電站及煤礦機(jī)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(shí)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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)視和監(jiān)控，根據(jù)實(shí)時采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行各種模擬和計(jì)算，以決定安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)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(shí)現(xiàn)某一給定目標(biāo)的一些相互關(guān)聯(lián)單元的組合，實(shí)現(xiàn)對二次設(shè)備的功能進(jìn)行重新的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而對全部設(shè)備的運(yùn)行情況執(zhí)行測量、監(jiān)視、控制和協(xié)調(diào)，進(jìn)而來提高設(shè)備的運(yùn)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(jì)運(yùn)行，在安全性能上和經(jīng)濟(jì)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(shí)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(yùn)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(jìn)行集中監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)及輔助生產(chǎn)各運(yùn)行參數(shù)的統(tǒng)計(jì)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(xué)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(jìn)行匯報(bào)，上一級管理部門可以通過這些數(shù)據(jù)對煤礦進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)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(hù)、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置及遠(yuǎn)動裝置等)經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)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(shí)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(jī)保護(hù)，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(jì)算機(jī)（包括單片機(jī)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(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對變電站傳統(tǒng)的機(jī)電保護(hù)、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(jī)化、操作監(jiān)視屏幕化、運(yùn)行管理智能化和通訊網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn)變電站綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)各個設(shè)備間能實(shí)現(xiàn)相互交換信息、數(shù)據(jù)共享，能夠完成變電站運(yùn)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(diǎn),它以計(jì)算機(jī)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(biāo)。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(yùn)行水平、降低其運(yùn)行維護(hù)的成木、提高其經(jīng)濟(jì)效益的一項(xiàng)重要的技術(shù)措施。
水泵電控系統(tǒng)，采集參數(shù)：電機(jī)電壓，電機(jī)電流，故障，開停,電機(jī)溫度,進(jìn)水壓力,出水壓力,真空壓力,進(jìn)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?，風(fēng)速，環(huán)境溫度，負(fù)壓，水位，設(shè)備開停，風(fēng)門開關(guān)，饋電開關(guān)，電壓，電流，風(fēng)筒開關(guān)，軸溫，抽放管溫度，抽放管壓力，抽放管瓦斯?jié)舛?，抽放管流量，故障?bào)警等。采集方式：采用規(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(jī)電控系統(tǒng)，采集參數(shù)：安全回路、實(shí)時速度、電流曲線、電壓、電流、故障、開停、電機(jī)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(fēng)機(jī)電控系統(tǒng)，采集參數(shù)：電機(jī)電壓，電機(jī)電流，故障，開停,電機(jī)溫度,進(jìn)水壓力,出水壓力,真空壓力,進(jìn)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(fù)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(fēng)機(jī)開度，風(fēng)量開關(guān)，引風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量開度，風(fēng)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(bào)警，水位顯示（電接點(diǎn)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(jī)狀態(tài)，循環(huán)泵狀態(tài)，鼓風(fēng)機(jī)開停狀態(tài)，引風(fēng)開停狀態(tài)，供水泵開停狀態(tài)，鼓風(fēng)機(jī)軸溫，引風(fēng)機(jī)軸溫，風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)在線監(jiān)測監(jiān)控（通風(fēng)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(yù)報(bào)束管監(jiān)測（煤層自然發(fā)火實(shí)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(jī)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(shí)時分析及專家診斷預(yù)測與控制）子系統(tǒng)、礦用自動防塵撒水控制（皮帶機(jī)頭自動噴水降塵）子系統(tǒng)、機(jī)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(jì)算機(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)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(kuò)展能力很強(qiáng)。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核心平臺，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(jì)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】礦山電力綜合自動化系統(tǒng)將井下電網(wǎng)保護(hù)、控制、監(jiān)視、測量、故障分析等功能集合在一起，減少停電時間、面積，使調(diào)度員根據(jù)監(jiān)視情況，煤礦電力網(wǎng)絡(luò)自動化系統(tǒng)是當(dāng)前煤礦供電系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。通過實(shí)踐應(yīng)用，完全實(shí)現(xiàn)了井下電力參數(shù)測控的現(xiàn)代化，保證了井下電網(wǎng)的安全使用，同時為煤礦井下變電所的無人值守化打下了一個堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】礦井電力；綜合自動化；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
21世紀(jì)煤礦開采技術(shù)最為顯著的特點(diǎn)，是計(jì)算機(jī)技術(shù)的全面應(yīng)用和其功能的最大發(fā)揮，并將主宰礦山。計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠使規(guī)劃、信息、控制和監(jiān)測等不同部門融為一體，從而使煤礦整個系統(tǒng)發(fā)生根本性的變化。煤礦電力網(wǎng)絡(luò)自動化系統(tǒng)是當(dāng)前煤礦供電系統(tǒng)的主要發(fā)展方向，井下電力設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動化監(jiān)測、監(jiān)控，對保證井下供配電設(shè)備正常運(yùn)行，確保供電系統(tǒng)安全意義重大。它將井下電網(wǎng)保護(hù)、控制、監(jiān)視、測量、故障分析等功能集合在一起，目的是提高供電可靠性和供電質(zhì)量，減少停電時間、面積，使調(diào)度員根據(jù)監(jiān)視情況，在地面控制中心通過遙控、遙調(diào)等實(shí)現(xiàn)明智、必要的操作。煤礦電力網(wǎng)絡(luò)自動化系統(tǒng)是當(dāng)前煤礦供電系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。
1.我國煤礦自動化的發(fā)展歷程
我國煤礦自動化系統(tǒng)起源于20世紀(jì)60年代，當(dāng)時根據(jù)國家綜合部署，集合全國煤礦行業(yè)的電子、電控方面技術(shù)骨干，成立了一家煤礦行業(yè)唯一的專業(yè)自動化研究所。
20世紀(jì)70年代，老式繼電器退休，取而代之的是晶體管和邏輯電路，這大幅度縮小了控制器體積，改善了控制功能，變得更加安全可靠。
1980年開始，煤礦行業(yè)的科研單位不斷增多，我國自主開發(fā)了KJ90、KJ95、KJ4/KJ2000與KJG2000等監(jiān)控系統(tǒng)，還借鑒引進(jìn)了美國、澳大利亞等先進(jìn)國家的先進(jìn)技術(shù)。至此煤礦的自動化控制和檢測系統(tǒng)才真正應(yīng)用到實(shí)踐中。
1990年后，計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，形成了專用的獨(dú)立的監(jiān)控系統(tǒng)，以單片機(jī)為核心控制單元，內(nèi)部的信息輸入以模擬形式、FSK形式、基帶形式等簡單的調(diào)制方式為主，傳輸電纜為礦用屏蔽電纜，傳輸速率在600～9 600bit/s之間。這些系統(tǒng)大部分還是獨(dú)立工作，很少有系統(tǒng)間信息的交換，每個系統(tǒng)的維護(hù)使用部門也不都一樣。
進(jìn)入21世紀(jì)后，以工業(yè)以太網(wǎng)為代表的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速發(fā)展，煤礦各個專用的獨(dú)立監(jiān)控系統(tǒng)間的信息可以通過高速信息網(wǎng)實(shí)現(xiàn)快速的傳輸，兩兩之間的傳輸逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榭偩€傳輸方式，比如CAN總線、RS485、RS232等，并被廣泛應(yīng)用。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，煤礦的絕大部分礦井實(shí)現(xiàn)了煤礦生產(chǎn)、煤礦安全、礦用電力等監(jiān)控系統(tǒng)，并通過高速監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)整合形成綜合的監(jiān)控系統(tǒng)，由局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動化系統(tǒng)邁向礦井綜合自動化的新方向。
2.自動化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
2.1子系統(tǒng)的接入
在硬件方面，采用三種方式：直接與子系統(tǒng)PLC控制器聯(lián)接；直接與子系統(tǒng)控制器聯(lián)接；與子系統(tǒng)控制主機(jī)聯(lián)接。在軟件方面：OPC協(xié)議接入方式；WEB接入方式；MODBUS協(xié)接入方式；PROFIBUS協(xié)議接入方式。
2.2建成系統(tǒng)情況
控制器和設(shè)備監(jiān)控站所采集信息的實(shí)時傳送；選用2臺主備冗余的服務(wù)器作為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，將采集到的實(shí)時信息儲存到實(shí)時歷史數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，同時數(shù)據(jù)服務(wù)器可將重要的數(shù)據(jù)記錄實(shí)時的；自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺通過網(wǎng)御安全“隔離”網(wǎng)閘設(shè)備和應(yīng)用安全策略，在保證安全的前提下與企業(yè)信息管理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了互聯(lián)。
整個系統(tǒng)采用框架體系，環(huán)網(wǎng)交換機(jī)采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口，各個子系統(tǒng)可以動態(tài)加載到整個集成平臺；各個系統(tǒng)間通過環(huán)網(wǎng)平臺可完成信息的交換，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)聯(lián)動和信息的共享；完全解決了子系統(tǒng)間由于相互獨(dú)立所造成的信息孤島，達(dá)到了信息的全方位共享和融合。
綜合自動化系統(tǒng)的建成，在礦井調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)了對礦井綜采工作面、順槽膠帶、主運(yùn)輸系統(tǒng)、鍋爐房集控系統(tǒng)、輔助運(yùn)輸系統(tǒng)、通風(fēng)機(jī)房、井下主變電所、井下主排水泵房、污水處理、洗煤廠系統(tǒng)等系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控，部分子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了無人值守。調(diào)度人員和領(lǐng)導(dǎo)能夠在調(diào)度室直觀、快捷的了解生產(chǎn)一線情況，掌握重要設(shè)備的實(shí)時工況；同時能夠在辦公室企業(yè)網(wǎng)絡(luò)調(diào)出工業(yè)網(wǎng)絡(luò)平臺的實(shí)時數(shù)據(jù)，隨時掌握生產(chǎn)動態(tài)。通過對大量數(shù)據(jù)的采集、分析、挖掘、加工和處理，實(shí)現(xiàn)了管理人員對礦井生產(chǎn)的動態(tài)綜合分析和管理。環(huán)型以太網(wǎng)的建立，使得技術(shù)人員方便的利用工業(yè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)維護(hù)，極大提高了技術(shù)人員對各子系統(tǒng)的遠(yuǎn)程維護(hù)水平。
3.實(shí)施全礦井綜合自動化系統(tǒng)需注意的問題
（1）網(wǎng)絡(luò)的選擇。中小型礦井或自動化水平不高的礦井，可以選擇基于工業(yè)總線的全礦井綜合自動化系統(tǒng)，該系統(tǒng)價格低，系統(tǒng)可靠，不足之處是開放性稍差，無法三網(wǎng)合一；大型礦井或自動化水平達(dá)到較高程度的礦井，可以選用1000M工業(yè)以太網(wǎng)的全礦井綜合自動化系統(tǒng)，價格適中，發(fā)展空間大，可以實(shí)施三網(wǎng)合一，是現(xiàn)在很多礦井的首選方案。
（2）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的選擇。全礦井自動化的組網(wǎng)方式可以是星形、環(huán)形、雙環(huán)冗余等，不同組網(wǎng)方式其功能和可靠性都不一樣，可適用于不同規(guī)模的礦井。其中星形網(wǎng)絡(luò)一般不具有冗余功能，可以適用于分支系統(tǒng)；環(huán)形網(wǎng)絡(luò)具有冗余功能，可靠性很高，得到業(yè)界的廣泛采用；雙環(huán)冗型可靠性不高，不太適合綜合自動化系統(tǒng)。
（3）全礦井綜合自動化系統(tǒng)是一個集技術(shù)、管理、經(jīng)濟(jì)于一體的復(fù)雜而龐大的系統(tǒng)工程。因此，在實(shí)施全礦井綜合自動化之前，要做好詳實(shí)全面的整體性設(shè)計(jì)與規(guī)劃，不僅要采用先進(jìn)的自動化技術(shù)，更要選用具有先進(jìn)理念和管理才能的領(lǐng)導(dǎo)人員，統(tǒng)一指揮規(guī)劃，按設(shè)計(jì)要求實(shí)施好每一步，盡量避免重復(fù)投資現(xiàn)象，節(jié)省人力和財(cái)力。
（4）全礦井綜合自動化系統(tǒng)是一個整體，它的運(yùn)行需要堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)（可靠的底層設(shè)備自動化）和完善的子系統(tǒng)建設(shè)，必須做到部分與整體共發(fā)展，最大限度地發(fā)揮其作用。目前存在的問題之一是有的礦井對底層設(shè)備自動化重視程度不夠，需要增強(qiáng)建設(shè)。同時注意整體和局部的優(yōu)化關(guān)系，局部應(yīng)服從全局。
（5）注意自動化系統(tǒng)中的軟件建設(shè)。軟件好壞的選擇可以影響到自動化系統(tǒng)的正常實(shí)施。綜合自動化信息的集成與加工，都需要軟件的支持。系統(tǒng)軟件采用組態(tài)化設(shè)計(jì)，將礦井環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)、各生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動控制子系統(tǒng)以及系統(tǒng)自身完全整合。
4.結(jié)語
煤礦綜合自動化系統(tǒng)的建設(shè)，形成了統(tǒng)一的傳輸網(wǎng)絡(luò)平臺和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫平臺，建立了一個具有安全運(yùn)行、數(shù)據(jù)可靠、可擴(kuò)展軟件架構(gòu)的生產(chǎn)管理平臺，是整個礦井?dāng)?shù)字化、信息化建設(shè)過程中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)整合、過程控制、數(shù)據(jù)的關(guān)鍵層。為實(shí)現(xiàn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和管理信息網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)無縫連接，提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，為實(shí)現(xiàn)企業(yè)的智能決策管理打下基礎(chǔ)，提高了企業(yè)的管理水平和競爭能力。
摘 要：介紹了集控制、保護(hù)、監(jiān)控于一體的綜合自動化系統(tǒng)的概念、技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)越性以及在變電所中應(yīng)用的原則和作用。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù)；繼電保護(hù)；自動化技術(shù)；設(shè)計(jì)原則
1.引言
隨著供電系統(tǒng)的迅速發(fā)展，用電負(fù)荷逐年大幅度增長，變配電站數(shù)量也急劇增多，對各供電系統(tǒng)監(jiān)視控制的可靠性、準(zhǔn)確性、快速性、選擇性等要求更高了，因此，綜合了微電子技術(shù)，通訊技術(shù)，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)等多門高新技術(shù)的變電站綜合自動化系統(tǒng)得到了極大的普及和應(yīng)用。
傳統(tǒng)變電站存在著不少缺點(diǎn)：①安全性、可靠性不高。傳統(tǒng)的變電站大多采用常規(guī)的設(shè)備，尤其是二次設(shè)備中的繼電保護(hù)和自動裝置、遠(yuǎn)動裝置等（有不少變電站沒有自動裝置和遠(yuǎn)動裝置）。繼電保護(hù)采用陳舊的老式電磁型和晶體管式繼電保護(hù)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性不高，很難實(shí)現(xiàn)快速、精確、準(zhǔn)確地選擇切除故障點(diǎn)。②電能質(zhì)量可控性不高。各工礦企業(yè)對保證供電質(zhì)量的要求越來越高。衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)是頻率和電壓，目前還應(yīng)考慮諧波問題。頻率主要由發(fā)電廠調(diào)節(jié)、保證。而電壓的合格，不僅單靠發(fā)電廠調(diào)節(jié)，各變電站，特別樞紐變電站也應(yīng)該通過調(diào)節(jié)變壓器分接頭位置和控制無功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，使其運(yùn)行在合格的范圍內(nèi)。但傳統(tǒng)的變電站，大多數(shù)不具備調(diào)壓手段。至于諧波污染造成的危害，還沒有引起足夠的重視和采取有力的解決措施，不能滿足目前發(fā)展的電力市場的需求。③實(shí)時計(jì)算和控制性不高。供電系統(tǒng)要做到優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，必須及時掌握系統(tǒng)的運(yùn)行工況，才能采取一系列的自動控制和調(diào)節(jié)手段。但傳統(tǒng)的變電站不能滿足向調(diào)度中心及時提供運(yùn)行參數(shù)的要求；一次系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行工況，由于遠(yuǎn)動功能不全，一些遙測、遙信無法實(shí)時送到調(diào)度中心；而且參數(shù)采集不齊，不準(zhǔn)確，因此沒法進(jìn)行實(shí)時控制，不利于電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。④維護(hù)工作量大。常規(guī)的繼電保護(hù)裝置和自動裝置多為電磁型或晶體管型，接線復(fù)雜且其工作點(diǎn)易受環(huán)境溫度的影響，因此其整定值必須定期停電檢驗(yàn)，每年校驗(yàn)保護(hù)定值的工作量相當(dāng)大。
2.微機(jī)繼電保護(hù)裝置的基本要求和功能
微機(jī)繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)中一種重要的安全自動裝置，它為向用戶安全連續(xù)供電起著極為重要的作用。它的主要任務(wù)是：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動的、迅速的、有選擇性的切除故障設(shè)備，保證無故障設(shè)備繼續(xù)供電；當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時，發(fā)出信號，通知值班人員，以便及時處理。
3.變電站綜合自動化的基本概念
變電站綜合自動化是將變電站的二次設(shè)備（包括測量儀表、信號系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動裝置和遠(yuǎn)動裝置等）經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)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(shí)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(jī)保護(hù)，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。
4.變電站綜合自動化系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)
4.1在線運(yùn)行的可靠性高。變電站綜合自動化系統(tǒng)可以利用軟件實(shí)現(xiàn)在線自檢，具有故障診斷功能。使變電站的一次、二次設(shè)備運(yùn)行的可靠性方面已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了常規(guī)變電站。
4.2供電質(zhì)量高。由于在變電站綜合自動化系統(tǒng)中包括有電壓、無功自動控制功能，故對于具有有載調(diào)壓變壓器和無功補(bǔ)償電容器的變電站，可以大大提高電壓合格率，保證電力系統(tǒng)主要設(shè)備和各種電器設(shè)備的安全，使無功潮流合理，降低網(wǎng)損，節(jié)約電能損耗。
4.3后臺機(jī)系統(tǒng)友好、功能完善。后臺機(jī)可通過交換機(jī)與其它局域網(wǎng)連接。采用平臺式支持多種應(yīng)用軟件，系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)，方便系統(tǒng)擴(kuò)充。具有功能強(qiáng)大的作圖軟件，大量圖庫，可制作多層多平面的系統(tǒng)圖。具有在線報(bào)表系統(tǒng)，結(jié)合曲線、棒圖信息，更好滿足用戶。實(shí)時多媒體數(shù)據(jù)庫可錄入語音、圖象等。系統(tǒng)所有的在線修改可在線進(jìn)行。大大提高了變電站運(yùn)行管理的自動化水平。
4.4經(jīng)濟(jì)性。由于極大的簡化了二次接線和二次設(shè)備的配置，大大地減少占地面積，縮短建設(shè)周期，提高了系統(tǒng)的維護(hù)性，明顯降低了變電站的綜合造價。
4.5維護(hù)調(diào)試方便。由于綜合自動化系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)有故障自診斷能力，系統(tǒng)內(nèi)部有故障時能自檢出故障部位，縮短了維修時間。微機(jī)保護(hù)自動裝置的定值又可在線讀出檢查，可節(jié)約定期核對定值的時間。
5.綜合自動化系統(tǒng)在霄云煤礦中的應(yīng)用
5.1霄云煤礦35KV變電所工程概況 35kV線路雙回，主變壓器2臺，6kV出線（電機(jī)，廠變等）X回，6kV母聯(lián)2回，35kV PT 2回，6kV PT2回等。該變電所的保護(hù)、監(jiān)控系統(tǒng)均采用微機(jī)綜合自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)具體要求以及現(xiàn)場環(huán)境提出了相關(guān)的技術(shù)方案，主變壓器、35線路采用集中組屏方式，與后臺監(jiān)控系統(tǒng)一起放置在主控制室內(nèi)，6kV保護(hù)裝置分散安裝在各個開關(guān)柜上，并且每臺保護(hù)裝置均通過RS485通訊接口將所有信息上傳至后臺，這種方式既節(jié)省空間又方便值班人員的操作和控制。
5.2變壓器成套保護(hù)分別采用：變壓器差動保護(hù)裝置 MTPR-110SD、變壓器高低后備保護(hù)裝置MTPR-035HB，綜合測控裝置MMCU-10H，來實(shí)現(xiàn)對變壓器內(nèi)部故障匝間短路、相間短路和變壓器外部故障，變壓器接地、過負(fù)荷、過流等的保護(hù)以及變壓器本體如輕重瓦斯、溫度、壓力釋放等變壓器內(nèi)部保護(hù)。
5.3 35kV線路保護(hù)采用MLPR-10H2型微機(jī)線保護(hù)裝置，主要包括三段式過電流保護(hù)、單相接地保護(hù)、后加速等保護(hù)。在35KV系統(tǒng)中，還配置了一臺微機(jī)型PT切換及低電壓保護(hù)裝置MPTS-10H，它可作為雙母線或單母分段主接線方式下的PT切換，實(shí)現(xiàn)兩段母線的測量保護(hù)、絕緣監(jiān)視、切換等功能，也可分別作為兩段沒有關(guān)聯(lián)的母線的電壓監(jiān)視及低電壓保護(hù)。
5.4 6kV饋電部分主要包括：電動機(jī)保護(hù)測控裝置MMPR-10H2，線路及母聯(lián)保護(hù)測控裝置MLPR-10H2，廠用變壓器保護(hù)測控裝置MTPR-10H2，備自投裝置MBZT-10H，PT切換及低電壓保護(hù)裝置。各種保護(hù)裝置針對其保護(hù)的不同對象，完成相應(yīng)的保護(hù)功能，例如線路的速斷、方向過流、零序過流、低周減載、母充等保護(hù)，變壓器的速斷、過流、過負(fù)荷、零序過流以及變壓器本體等保護(hù)，電動機(jī)速斷、過流、堵轉(zhuǎn)、低電壓、過負(fù)荷以及工藝聯(lián)鎖等保護(hù)。對于備自投保護(hù)裝置，就是當(dāng)檢測到一進(jìn)線（母線）失電，且無外部閉鎖的情況下投入另一進(jìn)線（母線），以保證無故障設(shè)備可以繼續(xù)正常運(yùn)行，當(dāng)線路故障排除以后具有逆向自動恢復(fù)功能，使無人值班真正有意義。
5.5后臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用珠海萬力達(dá)的WLD2100變電站綜合自動系統(tǒng)。
5.5.1 WLD2100變電站綜合自動系統(tǒng)由監(jiān)控保護(hù)單元、通訊管理機(jī)、后臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成。監(jiān)控保護(hù)單元為間隔層裝置。通訊管理機(jī)是通訊樞紐，主要負(fù)責(zé)間隔層設(shè)備的通訊規(guī)約轉(zhuǎn)換及后臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)和上級調(diào)度的通訊。后臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)接收通訊管理機(jī)采集的所有現(xiàn)場信息，同時接收現(xiàn)場保護(hù)單元發(fā)送的信息進(jìn)行綜合處理、分析、統(tǒng)計(jì)、顯示、打印、事件記錄報(bào)警等，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)計(jì)算機(jī)監(jiān)控功能。
5.5.2后臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程控制功能、數(shù)據(jù)采集與處理功能、統(tǒng)計(jì)計(jì)算功能、圖表顯示打印功能、歷史事件的追憶和查詢功能、報(bào)警功能等等多項(xiàng)功能。大大提高了變電站管理自動化水平。
5.5.3通訊管理機(jī)與后臺監(jiān)控主機(jī)間采用以太網(wǎng)通訊，通訊速度可達(dá)10MBps，并且可通過HUB（交換機(jī)）輕松實(shí)現(xiàn)多機(jī)監(jiān)控。
6.總結(jié)
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)得到了飛速發(fā)展，今天已經(jīng)發(fā)展到計(jì)算機(jī)集成監(jiān)控系統(tǒng)和智能監(jiān)控系統(tǒng)的新階段。濟(jì)寧霄云煤礦變電站綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)已投運(yùn)5年，運(yùn)行情況良好，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了“四遙”功能，實(shí)現(xiàn)了綜合自動化的要求。
【摘要】通過潞安集團(tuán)綜合自動化礦井建設(shè)實(shí)踐，對煤礦綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的基本原則及基本架構(gòu)進(jìn)行了研究分析，總結(jié)出煤礦綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的7項(xiàng)基本原則及3層基本架構(gòu)，為煤礦企業(yè)推廣建設(shè)綜合自動化、信息化系統(tǒng)起到參考和借鑒作用。
【關(guān)鍵詞】綜合；自動化；網(wǎng)絡(luò)；架構(gòu)
引言
煤礦綜合自動化、信息化系統(tǒng)是煤礦自動化系統(tǒng)，同通訊、計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)有機(jī)融合，將礦井的生產(chǎn)過程控制、運(yùn)行與管理作為一個整體進(jìn)行控制與管理，以實(shí)現(xiàn)礦井的優(yōu)化運(yùn)行、優(yōu)化控制與優(yōu)化管理的系統(tǒng)平臺。
煤礦綜合自動化、信息化系統(tǒng)的建設(shè)和普及，為煤礦實(shí)現(xiàn)安全高效、減員增效起到了重要作用。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的基本原則及基本架構(gòu)是基礎(chǔ)，下面對煤礦綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的基本原則及基本架構(gòu)進(jìn)行分析。
1基本原則
為確保煤礦綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺的安全、可靠、實(shí)用及高效率，進(jìn)行設(shè)計(jì)時，其網(wǎng)絡(luò)建設(shè)應(yīng)遵循以下原則。
1.1實(shí)時性原則
在監(jiān)控系統(tǒng)中，對數(shù)據(jù)的采集和處理速度要求很高。因此，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)時應(yīng)首先考慮到這一點(diǎn)。根據(jù)具體情況在不同的網(wǎng)段采用相應(yīng)的解決辦法，以減少延遲，提高系統(tǒng)的實(shí)時性。
1.2可靠性原則
監(jiān)控系統(tǒng)對傳輸網(wǎng)絡(luò)的可靠性要求非常高。因?yàn)?，其可靠性直接影響到監(jiān)控計(jì)算機(jī)所得到的現(xiàn)場信息的正確性以及上層管理系統(tǒng)的命令是否能得以正確執(zhí)行，進(jìn)而影響整個監(jiān)控系統(tǒng)的性能。
1.3開放性原則
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的開放性，關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)不同網(wǎng)段間互連、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外界網(wǎng)絡(luò)互連的可實(shí)現(xiàn)性。隨著計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用的飛速發(fā)展與普及，企業(yè)與國內(nèi)外其它企業(yè)、市場、上級主管部門的聯(lián)系會不斷增多，所需信息量和信息的覆蓋領(lǐng)域會進(jìn)一步擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)互連的需求會不斷加深。因此，應(yīng)該選擇開放性好、連網(wǎng)方便的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
1.4實(shí)用性原則
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是為滿足安全生產(chǎn)過程的監(jiān)視、控制、管理、調(diào)度、決策需要而設(shè)置的，滿足企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際需要是設(shè)計(jì)的基本出發(fā)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以需求分析作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，如網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)、節(jié)點(diǎn)的地理位置分布，網(wǎng)絡(luò)的信息量、運(yùn)行速率、傳輸能力，以及網(wǎng)絡(luò)建成之后改建的可擴(kuò)充性，如網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)增加、網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展等。對底層控制網(wǎng)絡(luò)，充分考慮為實(shí)現(xiàn)控制所必須滿足的實(shí)時性要求。
1.5先進(jìn)性原則
當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展速度非常迅速，需要盡量選擇技術(shù)水平高、有發(fā)展前途、短期內(nèi)不會被淘汰的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來組建監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)。盡量采用國際標(biāo)準(zhǔn)，采用主流技術(shù)，方便網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展與升級。另外，作為實(shí)用工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，也應(yīng)該充分考慮到技術(shù)的成熟性。
1.6軟件資源豐富性原則
在監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品選型時，還考慮到所選系統(tǒng)具備豐富的軟件支持，特別是需要功能強(qiáng)、性能好的網(wǎng)絡(luò)管理軟件的支持，以便今后對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行、管理與維護(hù)。
1.7經(jīng)濟(jì)性原則
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)像任何一項(xiàng)工程設(shè)計(jì)一樣，必須考慮到投資的合理性，如系統(tǒng)的性價比、投入產(chǎn)出比、企業(yè)的經(jīng)濟(jì)承受能力等因素。在計(jì)算機(jī)、網(wǎng)路設(shè)備、系統(tǒng)軟件的產(chǎn)品選型與購置方面，在綜合考慮上述幾種因素的基礎(chǔ)上，盡可能節(jié)省投資。
2基本網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分析
目前的礦井綜合自動化、信息化系統(tǒng)，普遍采用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)、控制網(wǎng)和設(shè)備網(wǎng)所組成的開放型網(wǎng)絡(luò)，主要由3個層次結(jié)構(gòu)組成，見附圖。
2.1信息層
信息層是整個自動化網(wǎng)絡(luò)的最高層。目前，它主要采用1000M工業(yè)以太網(wǎng)（Ethernet/IP）技術(shù)，以TCP/IP（傳輸控制協(xié)議/國際協(xié)議）+CIP（通用工業(yè)協(xié)議）作為其傳輸協(xié)議，將服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)、人機(jī)接口連接，通過WEB服務(wù)器至企業(yè)的管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行管理功能。
2.2控制層
控制層是整個自動化網(wǎng)絡(luò)的中間層，是一個開放型網(wǎng)絡(luò)。主要使用1000MEthernet/IP網(wǎng)絡(luò)作為核心環(huán)網(wǎng)，連接操作監(jiān)控站的計(jì)算機(jī)、各子系統(tǒng)的主控PLC和其它智能控制單元等。
控制層設(shè)備，采用高可靠性的智能控制設(shè)備進(jìn)行控制，井下選用具有煤礦防爆合格證和煤安標(biāo)志的設(shè)備，能夠適應(yīng)井下特殊的工作環(huán)境和防爆要求。為了保證建立一個冗余、可靠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，必須考慮各個子系統(tǒng)的控制系統(tǒng)冗余性。對于重要系統(tǒng)或有聯(lián)鎖要求的子系統(tǒng)，采用雙智能核心設(shè)備?，F(xiàn)場采用放射式冗余網(wǎng)絡(luò)。光環(huán)網(wǎng)冗余結(jié)構(gòu)通過建立一個環(huán)狀的光纖以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)冗余，減少網(wǎng)絡(luò)單點(diǎn)，增強(qiáng)整個通信網(wǎng)絡(luò)在突發(fā)情況下的生存能力。
2.3設(shè)備層
設(shè)備層是面向現(xiàn)場設(shè)備的一層，也是整個自動化網(wǎng)絡(luò)的最低層。它無需中間的輸入/輸出系統(tǒng)就可以將現(xiàn)場設(shè)備和智能設(shè)備直接相連，實(shí)現(xiàn)操作者和現(xiàn)場設(shè)備之間信息互傳，并可實(shí)現(xiàn)故障自動診斷。
設(shè)備網(wǎng)目前主要使用現(xiàn)場總線Profibus等通信方式，輔以I/O模塊，將底層設(shè)備直接連接到底層控制器上，進(jìn)行實(shí)時I/O控制和點(diǎn)對點(diǎn)的信息交換，實(shí)現(xiàn)入網(wǎng)設(shè)備包括：監(jiān)控下位機(jī)、監(jiān)測單元、遠(yuǎn)程I/O模塊等。
3結(jié)語
綜上可見，煤礦綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)以實(shí)時性、可靠性、開放性、實(shí)用性、先進(jìn)性、軟件資源豐富性以及經(jīng)濟(jì)性為基本原則，其基本網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要由信息層、控制層、設(shè)備層3個層次結(jié)構(gòu)組成。
作者簡介：
孫守靖（1973—），男，遼寧莊河人，工學(xué)碩士，工程師，1995年畢業(yè)于山西礦業(yè)學(xué)院電氣工程系，現(xiàn)從事煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)管理及機(jī)電技術(shù)研發(fā)工作。
【摘 要】煤礦綜合自動化系統(tǒng)的建立和實(shí)施對煤礦企業(yè)具有非常大的現(xiàn)實(shí)意義。煤礦綜合自動化系統(tǒng)的主要功能在于能夠有效提高機(jī)電設(shè)備的自動控制能力，在應(yīng)對自然災(zāi)害和其他突發(fā)事件上具有顯著的效果，同時還具有預(yù)防災(zāi)害和事故的功能，這一系列的功能聯(lián)合能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦產(chǎn)區(qū)對全礦井的數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)一生產(chǎn)安排。煤礦綜合自動化系統(tǒng)對煤礦企業(yè)的經(jīng)營管理和決策執(zhí)行實(shí)現(xiàn)科學(xué)化網(wǎng)絡(luò)化都具有重要意義，對保障煤礦生產(chǎn)的穩(wěn)定與安全也能夠提供可靠的保障。本文結(jié)合許廠煤礦綜合自動化系統(tǒng)的建立和實(shí)施進(jìn)行了分析研究，旨在為其他煤礦企業(yè)在今后煤礦綜合自動化系統(tǒng)的建立和實(shí)施提供有益的借鑒。
【關(guān)鍵詞】煤礦綜合自動化；拍袋子系統(tǒng)；供電子系統(tǒng)；架空乘人器子系統(tǒng)
本文以許廠煤礦的綜合自動化系統(tǒng)為例進(jìn)行分析研究，許廠煤礦地面1000M工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)，在變電所、提風(fēng)機(jī)房、調(diào)度室機(jī)房和機(jī)電集控中心機(jī)房設(shè)置了5個千兆環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，用單模光纜形成網(wǎng)絡(luò)將地面的所有子系統(tǒng)接入環(huán)網(wǎng)，在監(jiān)測監(jiān)控中心形成對地面各個子系統(tǒng)的信息集成。煤礦綜合自動化系統(tǒng)需要不斷的完善，本文主要對這一系統(tǒng)基礎(chǔ)上的進(jìn)一步信息集成，井下供電、主運(yùn)輸皮帶和架空乘人裝置系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接入和安裝調(diào)試進(jìn)行研究，旨在為生產(chǎn)提供更加全方位的安全保障。
1 煤礦綜合自動化集控平臺的建立和實(shí)施
煤礦綜合自動化集控平臺的建立需要配備綜合自動化網(wǎng)絡(luò)平臺硬件，經(jīng)過建立綜合自動化傳輸集成，形成暢通安全的傳輸通道，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)綜合自動化的數(shù)據(jù)集成，在煤礦區(qū)為生產(chǎn)管理和指揮調(diào)度提供數(shù)據(jù)信息上的支持。
首先需要建立煤礦綜合自動化網(wǎng)絡(luò)平臺，在許廠煤礦現(xiàn)有的自動化基礎(chǔ)上本文主要分析井下環(huán)網(wǎng)的建立，主干網(wǎng)絡(luò)采用光纖進(jìn)行傳輸，建立獨(dú)立運(yùn)行的雙環(huán)路光纜傳輸系統(tǒng)，對其采用相對于的雙層管理。在這一傳輸網(wǎng)絡(luò)平臺之上，進(jìn)行煤礦個現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)以及其他數(shù)據(jù)傳輸和集成，實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的高速化和集中化。
許廠采用的是多通道工業(yè)以太網(wǎng)綜合接入器，其具有多個接口，應(yīng)用的是透明傳輸技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)各個子系統(tǒng)在傳輸上形成虛擬的相互隔離，在通訊上避免相互干擾，各自完成通訊使得數(shù)據(jù)在傳輸上既高效又準(zhǔn)確，這樣的傳輸體系也能夠維持各個傳輸架構(gòu)的穩(wěn)定，不影響原有系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這一先進(jìn)的接入器 能夠?qū)⒌V井的設(shè)備控制系統(tǒng)與傳輸集成平臺相連接，實(shí)現(xiàn)各個子系統(tǒng)地面控制中心與設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸與信息傳遞。
在實(shí)現(xiàn)自動化傳輸集成基礎(chǔ)上就能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的集成，實(shí)現(xiàn)綜合自動化數(shù)據(jù)集成需要用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來建立相應(yīng)的綜合自動化數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)平臺，與煤礦區(qū)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集技術(shù)相結(jié)合，按照統(tǒng)一的適用標(biāo)準(zhǔn)，還要應(yīng)用實(shí)時數(shù)據(jù)庫技術(shù)，能夠?qū)F(xiàn)場各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳入到數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)綜合自動化數(shù)據(jù)集成。
2 井下生產(chǎn)子系統(tǒng)的建設(shè)和實(shí)施
2.1 皮帶子系統(tǒng)
許廠皮帶監(jiān)控子系統(tǒng)采用的是目前較為先進(jìn)的KTC101通訊控制一體化裝置，各皮帶都能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的集成接入，在實(shí)踐中運(yùn)行狀況表現(xiàn)良好，在地面上就能夠?qū)ζ溥M(jìn)行控制完成啟動、停止等工序，在運(yùn)行中各個皮帶的相關(guān)信息，如溫度、速度、跑偏、堆煤、自動灑水等都能夠及時上傳到地面的系統(tǒng)中，地面系統(tǒng)還能夠?qū)ζУ倪\(yùn)轉(zhuǎn)詳情，包括啟動停止?fàn)顟B(tài)、運(yùn)行的時間和電機(jī)電流等都能記錄和準(zhǔn)確掌握。皮帶的沿線還配備了與地面實(shí)現(xiàn)雙向通訊的功能系統(tǒng)，在地面就可以對皮帶周圍現(xiàn)場發(fā)送指令，井下的皮帶也可以直接向地面通話，保證的系統(tǒng)的運(yùn)行安全和時效性，為井下皮帶運(yùn)行的無人化值守提供了技術(shù)支持和安全保障。井下的控制器在集控工作狀態(tài)時，在地面就可以對井下實(shí)現(xiàn)控制指揮，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。皮帶子系統(tǒng)除了具有上述功能外，還能夠進(jìn)行復(fù)位和測試，在發(fā)生故障時還有故障及鎖閉地址自動尋址功能，這樣能夠節(jié)省處理故障的時間，有效提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
2.2 供電子系統(tǒng)
井下的供電子系統(tǒng)需要通過采用煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)，將煤礦采區(qū)的各個變電所進(jìn)行系統(tǒng)接入，介入后就能夠在地面實(shí)施對井下變電所高防開關(guān)的開關(guān)控制和復(fù)位操作等，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能。在實(shí)施過程中，井下高防開關(guān)的各項(xiàng)信息和運(yùn)行情況也會隨之上傳到地面，地面能夠及時掌握有關(guān)變電站和開關(guān)的電壓、電流功率、電量和開關(guān)保護(hù)信息等。供電子系統(tǒng)具有三層結(jié)構(gòu)，分別為監(jiān)控計(jì)算機(jī)、電力監(jiān)控站和智能隔爆高壓開關(guān)。該系統(tǒng)采用的是工業(yè)以太網(wǎng)加現(xiàn)場總線的結(jié)構(gòu)模式，主干道用光纖太環(huán)網(wǎng)通向各個變電所，通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的數(shù)據(jù)接口連接變電所開關(guān)數(shù)據(jù)和主傳輸系統(tǒng)；各個變電所需要安裝電力監(jiān)控站點(diǎn)，由現(xiàn)場總線對變電所運(yùn)行設(shè)備的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，就地對數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測和實(shí)施設(shè)備控制；主站對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并傳輸?shù)街飨到y(tǒng)。在三層結(jié)構(gòu)下供電子系統(tǒng)在地面就能夠及時讀取到井下高防開關(guān)的整定定值，同時還能對該定值進(jìn)行修改并傳輸?shù)骄?，?shí)現(xiàn)對井下高防開關(guān)工作狀態(tài)的改變。供電子系統(tǒng)在故障處理方面具有故障錄波功能，子啊地面對高防開關(guān)的電壓電流波形進(jìn)行觀察分析，為解決故障提供準(zhǔn)確的依據(jù)。
2.3 架空乘人器監(jiān)控子系統(tǒng)
井下架空乘人器監(jiān)控子系統(tǒng)的建立需要采用煤礦用控制器作為主控分站，建立由主控箱和分控箱組成的系統(tǒng)。分控箱的設(shè)置目的在于其具有顯示系統(tǒng)的基本運(yùn)行狀況、運(yùn)行時間的功能，還能夠進(jìn)行啟動、停止和鎖閉等操作。架空乘人器監(jiān)控子系統(tǒng)是較為先進(jìn)的控制系統(tǒng)，總體上該系統(tǒng)具有控制功能、狀態(tài)顯示功能、計(jì)時自動開車功能、通訊以及告警功能，在實(shí)施中能夠發(fā)揮以下功能：第一，計(jì)時減數(shù)控制盒顯示；第二，多點(diǎn)鎖閉顯示和鎖閉站點(diǎn)顯示；第三，對可能發(fā)生的打滑實(shí)施保護(hù)；第四，對可能發(fā)生的越位實(shí)施保護(hù)；第五，對可能發(fā)生的脫繩實(shí)施保護(hù)；第六，故障屏蔽應(yīng)急方式開車等。架空乘人器監(jiān)控子系統(tǒng)在實(shí)施運(yùn)行后，在地面就可以實(shí)時監(jiān)測和進(jìn)行動態(tài)模擬，地下運(yùn)行裝置的相關(guān)運(yùn)行信息和數(shù)據(jù)都能在地面的設(shè)備中得到反映，在地面就可以監(jiān)控到井下所發(fā)生的故障并發(fā)出報(bào)警響應(yīng)，并查看相關(guān)信息以做出具體的故障處理方案，這一系統(tǒng)功能也是為地下無人值守提供了保障。在實(shí)踐應(yīng)用中該系統(tǒng)運(yùn)行反映良好，且操作方便，匯集的信息全面及時有效性高，為運(yùn)行監(jiān)測和故障維修都提供了強(qiáng)大的信息支持。
3 結(jié)語
本文結(jié)合許廠煤礦對煤礦綜合自動化系統(tǒng)的建立和實(shí)施應(yīng)用進(jìn)行了分析研究，煤礦綜合自動化系統(tǒng)是利用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，為煤礦安全生產(chǎn)提供保障的應(yīng)用系統(tǒng)。煤礦綜合自動化系統(tǒng)經(jīng)過建立和實(shí)施，在保障煤礦生產(chǎn)穩(wěn)定和安全方面發(fā)揮了積極的作用，在預(yù)防和及時處理事故和災(zāi)害方面效果顯著。煤礦綜合自動化系統(tǒng)在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天實(shí)現(xiàn)了煤礦生產(chǎn)的自動化、科學(xué)化、網(wǎng)絡(luò)化方面發(fā)揮了重要作用，對煤礦的科學(xué)管理和運(yùn)行提供了基礎(chǔ)和支持。煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)加快這一先進(jìn)系統(tǒng)的建立和實(shí)施來提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和保障生產(chǎn)的安全性。
【摘 要】當(dāng)前，計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)發(fā)和智能控制技術(shù)等展迅速，電力行業(yè)逐漸運(yùn)用自動化技術(shù)進(jìn)行其管理工作。而在市場經(jīng)濟(jì)體制的條件下，變電站發(fā)展迅速，變電站綜合自動化系統(tǒng)已逐漸取代傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)。本文在回顧變電站綜合自動化的發(fā)展歷程基礎(chǔ)上，結(jié)合目前變電站綜合自動化發(fā)展現(xiàn)狀，就變電站綜合自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析、研究，展望變電站綜合自動化發(fā)展趨勢。
【關(guān)鍵詞】變電站綜合自動化
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(zhǔn)確、快速性、選擇性等要求更高了。要提高變電站運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，最根本的就是提高變電站運(yùn)行答理的自動化水平，實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動化。所謂變電站綜合自動化，就是廣泛采用微機(jī)保護(hù)和微機(jī)遠(yuǎn)動技術(shù)，分別采集變電站的模擬量、脈沖量等非電量信信號，經(jīng)過功能的重新組合，按照預(yù)定的程序和要求實(shí)現(xiàn)變電站監(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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和資源共享，使變電站設(shè)計(jì)簡捷、布局緊湊，使變電站的運(yùn)行更加安全可靠。在煤礦中，礦井電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動化以實(shí)現(xiàn)無人值守變電站，也是其發(fā)展的必然趨勢。煤礦變電站綜合自動化系統(tǒng)基本內(nèi)容包括:實(shí)時采集各種部件的電壓、電流、功率等和各斷路器的分、合狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)視和控，根據(jù)實(shí)時采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行各種模擬和計(jì)算，以決定安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。
二．煤礦變電站綜合自動化的概念
變電站綜合自動化系統(tǒng)指的是通過執(zhí)行規(guī)定的功能來實(shí)現(xiàn)某一給定目標(biāo)的一些相互關(guān)聯(lián)單元的組合，實(shí)現(xiàn)對變電站的二次設(shè)備的功能進(jìn)行重新的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而對變電站全部設(shè)備的運(yùn)行情況執(zhí)行測量、監(jiān)視、控制和協(xié)調(diào)，進(jìn)而來提高變電站的運(yùn)行效率和管理水平的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。其能夠保證變電站的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，在安全性能上和經(jīng)濟(jì)性能上有更好的保障。煤礦變電站綜合自動化是將變電站的二次設(shè)備經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)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(shí)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(jī)保護(hù)，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。變電站綜合自動化系統(tǒng)指的是通過執(zhí)行規(guī)定的功能來實(shí)現(xiàn)某一給定目標(biāo)的一些相互關(guān)聯(lián)單元的組合，實(shí)現(xiàn)對變電站的二次設(shè)備的功能進(jìn)行重新的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而對變電站全部設(shè)備的運(yùn)行情況執(zhí)行測量、監(jiān)視、控制和協(xié)調(diào)，進(jìn)而來提高變電站的運(yùn)行效率和管理水平的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。
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(shí)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(yùn)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(jìn)行集中監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)及輔助生產(chǎn)各運(yùn)行參數(shù)的統(tǒng)計(jì)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(xué)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(jìn)行匯報(bào)，上一級管理部門可以通過這些數(shù)據(jù)對煤礦進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)視。出現(xiàn)緊急情況發(fā)出告警信號。同時，通過變電站綜合自動化那系統(tǒng)內(nèi)各個設(shè)備間相互交換信息、數(shù)據(jù)共享，能夠完成變電站運(yùn)行的監(jiān)視和控制任務(wù)。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(yùn)行水平、降低其運(yùn)行維護(hù)的成木、提高其經(jīng)濟(jì)效益的一項(xiàng)重要的技術(shù)措施。
三．煤礦綜合自動化的主要內(nèi)容
水泵電控系統(tǒng)，采集參數(shù)：電機(jī)電壓，電機(jī)電流，故障，開停,電機(jī)溫度,進(jìn)水壓力,出水壓力,真空壓力,進(jìn)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?，風(fēng)速，環(huán)境溫度，負(fù)壓，水位，設(shè)備開停，風(fēng)門開關(guān)，饋電開關(guān)，電壓，電流，風(fēng)筒開關(guān)，軸溫，抽放管溫度，抽放管壓力，抽放管瓦斯?jié)舛?，抽放管流量，故障?bào)警等。采集方式：采用規(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(jī)電控系統(tǒng)，采集參數(shù)：安全回路、實(shí)時速度、電流曲線、電壓、電流、故障、開停、電機(jī)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(fēng)機(jī)電控系統(tǒng)，采集參數(shù)：電機(jī)電壓，電機(jī)電流，故障，開停,電機(jī)溫度,進(jìn)水壓力,出水壓力,真空壓力,進(jìn)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(fù)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(fēng)機(jī)開度，風(fēng)量開關(guān)，引風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量開度，風(fēng)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(bào)警，水位顯示（電接點(diǎn)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(jī)狀態(tài)，循環(huán)泵狀態(tài)，鼓風(fēng)機(jī)開停狀態(tài)，引風(fēng)開停狀態(tài)，供水泵開停狀態(tài)，鼓風(fēng)機(jī)軸溫，引風(fēng)機(jī)軸溫，風(fēng)機(jī)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. 煤礦變電站綜合自動化系統(tǒng)的應(yīng)用
煤礦綜合自動化系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測監(jiān)控（通風(fēng)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(yù)報(bào)束管監(jiān)測（煤層自然發(fā)火實(shí)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(jī)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(shí)時分析及專家診斷預(yù)測與控制）子系統(tǒng)、礦用自動防塵撒水控制（皮帶機(jī)頭自動噴水降塵）子系統(tǒng)、機(jī)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(jì)算機(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)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(kuò)展能力很強(qiáng)。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核心平臺，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
煤礦變電站綜合自動化在我國才剛剛起步，隨著我國經(jīng)濟(jì)技術(shù)的迅速發(fā)展，變電站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】本文針對煤礦綜合信息化自動化的現(xiàn)狀，闡述了建設(shè)綜合信息化自動化的必要性和重要性，煤礦綜合信息化自動化的功能，提出了信息化自動化建設(shè)的步驟、內(nèi)容，接入子系統(tǒng)中存在的問題，對煤礦綜合信息化自動化系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)行了全面論述。
【關(guān)鍵字】煤礦；信息化；自動化；建設(shè)
一、煤礦信息化自動化現(xiàn)狀
近年來，煤礦企業(yè)為應(yīng)對市場的發(fā)展變化，提高核心競爭力，積極實(shí)施科技興企發(fā)展戰(zhàn)略，高度重視現(xiàn)代信息技術(shù)的引進(jìn)和應(yīng)用，逐步建立了安全生產(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)，礦井瓦斯安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，井下人員安全定位監(jiān)控系統(tǒng)，井下皮帶機(jī)集中控制系統(tǒng)，井下電力監(jiān)控系統(tǒng)、井下主排水監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)電視視頻監(jiān)控等系統(tǒng)。煤礦信息化自動化建設(shè)，大力提高了企業(yè)的信息化管理水平，為建設(shè)本質(zhì)、安全、高效的現(xiàn)代化礦井奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
但以上各子系統(tǒng)分屬歸口管理，占用人員多，且資源不能共享，不能為煤礦安全生產(chǎn)、調(diào)度指揮、科學(xué)管理提供全方位、即時信息、數(shù)據(jù)。要實(shí)現(xiàn)全礦井各環(huán)節(jié)的信息化控制自動化、生產(chǎn)綜合調(diào)度指揮和管理網(wǎng)絡(luò)化，使煤礦安全生產(chǎn)、達(dá)到減員提效、降低成本，數(shù)據(jù)平臺共享，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換，標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)通訊、系統(tǒng)聯(lián)動，管控一體化，使決策者能快速、準(zhǔn)確地了解其各個系統(tǒng)運(yùn)行情況及特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對個子系統(tǒng)信息的融合、共享，消除企業(yè)內(nèi)部的各種“信息孤島”。并從科學(xué)的角度做出準(zhǔn)確的決策，就必須建設(shè)煤礦信息化自動化系統(tǒng)，為建設(shè)本質(zhì)、安全、高效的現(xiàn)代化礦井奠定技術(shù)基礎(chǔ)。
二、煤礦綜合信息化自動化的實(shí)質(zhì)
煤礦綜合自動化實(shí)質(zhì)是依賴對礦井生產(chǎn)、安全、設(shè)備、管理等方面的信息進(jìn)行采集、傳輸、處理、應(yīng)用和提升，達(dá)到信息增值的目的。其主要內(nèi)容包括信息的采集（傳感器與檢測）、信息的傳輸（通信）、信息的處理（計(jì)算機(jī)）、信息的應(yīng)用與集成（自動化）等等，信息是未來煤礦企業(yè)的重要戰(zhàn)略資源，擁有全面、完整、準(zhǔn)確的信息是企業(yè)提高生產(chǎn)能力，保障安全、提高管理水平、市場應(yīng)變能力和競爭能力的重要保障。
三、煤礦綜合信息化自動化系統(tǒng)的建設(shè)
煤礦綜合信息化自動化系統(tǒng)，是一個集系統(tǒng)硬件、軟件、子系統(tǒng)和各種信息設(shè)備于一體的綜合性系統(tǒng)。因此在建設(shè)過程中，要綜合考慮系統(tǒng)所涉及的各個方面。首先，要根據(jù)煤礦實(shí)際情況，重點(diǎn)確立工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的安裝位置，從安全、易維護(hù)、供電、光（線）纜敷設(shè)，方便設(shè)備接入等多種因素全面考慮。其次，系統(tǒng)的核心設(shè)備（如軟件平臺、各種服務(wù)器、存儲設(shè)備、工作站等）在安裝前要按各自承擔(dān)的功能及設(shè)備間相互聯(lián)系做好規(guī)劃，然后按照擬定好的順序逐項(xiàng)安裝，便于設(shè)備的有序使用及后期識別和維護(hù)。
1、具體方案見下圖1
2、具體步驟
1）必須建立礦用數(shù)據(jù)的自動采集和更新系統(tǒng)；
2）搭建礦用監(jiān)測數(shù)據(jù)中心，可以靈活使用、管理各種監(jiān)測監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，使各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)高度融合；
3）搭建礦用空間數(shù)據(jù)中心，可以靈活使用、管理各種固有數(shù)據(jù)；
4）基于兩個數(shù)據(jù)中心，構(gòu)建各種專業(yè)算法庫；
5）構(gòu)建數(shù)字礦山基礎(chǔ)信息平臺。采用三維、二維、組態(tài)等各種形式表現(xiàn)數(shù)據(jù)；構(gòu)建基礎(chǔ)信息平臺的另外作用是：搭建一個開放的集成平臺，以后用戶可以方便的在此平臺上接入其他子系統(tǒng)。
6）構(gòu)建信息化自動化專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)。
四、煤礦綜合信息化自動化的結(jié)構(gòu)
煤礦綜合信息化自動化系統(tǒng)自下而上可分為以下七個主層次：
1、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層。即數(shù)據(jù)獲取與存儲層。數(shù)據(jù)獲取包括利用各種技術(shù)手段獲取各種形式的數(shù)據(jù)及其預(yù)處理；數(shù)據(jù)存儲包括各類數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)文件、圖形文件庫等。該層為后續(xù)各層提供部分或全部輸入數(shù)據(jù)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要來源見圖2（基礎(chǔ)數(shù)據(jù)圖）。
2、模型層。即表述層。如空間和礦物屬性的三維和二維塊狀模型、礦區(qū)地質(zhì)模型、采場模型、地理信息系統(tǒng)模型、虛擬現(xiàn)實(shí)動化模型等。該層不僅將數(shù)據(jù)加工為直觀、形象的表述形式，而且為優(yōu)化、模擬與設(shè)計(jì)提供輸入。
3、模擬與優(yōu)化層。如工藝流程模擬、參數(shù)優(yōu)化、設(shè)計(jì)與計(jì)劃方案優(yōu)化等。
4、設(shè)計(jì)層。即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)層。該層為把優(yōu)化解轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行方案或直接進(jìn)行方案設(shè)計(jì)提供手段。
5、執(zhí)行與控制層。如自動調(diào)度、流程參數(shù)自動監(jiān)測與控制、遠(yuǎn)程操作等。該層是生產(chǎn)方案的執(zhí)行者。
6、管理層。包括MIS與辦公自動化。
7、決策支持層。依據(jù)各種信息和以上各層提供的數(shù)據(jù)加工成果，進(jìn)行相關(guān)分析與預(yù)測，為決策者提供各個層次的決策支持。
五、煤礦綜合信息化自動化的功能
按功能劃分，信息化自動化建設(shè)包括六大類系統(tǒng)：數(shù)據(jù)獲取與管理系統(tǒng)、數(shù)字控制系統(tǒng)、礦區(qū)地理信息系統(tǒng)、選礦數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)。其中數(shù)字開采系統(tǒng)是核心系統(tǒng)，也是效率和效益的主要創(chuàng)造者。可實(shí)現(xiàn)以下功能。
六、存在問題
1、各子系統(tǒng)自成體系，沒有提供綜合自動化接入所需的數(shù)據(jù)來源和控制端口。例如：井下電力監(jiān)測系統(tǒng)在接入時，變電所使用的高低壓開關(guān)綜合保護(hù)器無遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸接口，需要通過增加第三方的綜合保護(hù)器才能夠接入電力監(jiān)控系統(tǒng)，同樣在皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中也存在類似問題。
2、各子系統(tǒng)的接入不是用戶和綜合自動化廠商單方面的工作，同時需要各子系統(tǒng)生產(chǎn)廠家共同配合，提供良好的合作和支持。但由于關(guān)鍵技術(shù)等原因，導(dǎo)致出現(xiàn)部分廠家不配合現(xiàn)象，使有些子系統(tǒng)無法接入綜合自動化系統(tǒng)。因此，在以后建設(shè)子系統(tǒng)時，除提出具備必要的軟硬件要求外，還需選擇具有良好信譽(yù)的廠商。
七、結(jié)束語
煤礦綜合信息化自動化是一種動態(tài)持續(xù)的過程，是符合適應(yīng)建設(shè)信息化社會要求的礦山信息化的完整解決方案，信息化自動化實(shí)施的成功，將對煤炭資源行業(yè)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化重組和應(yīng)對市場競爭的能力有著積極重要的作用。
煤礦綜合信息化自動化技術(shù)正在進(jìn)入一個新的飛速發(fā)展時期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)的不斷突破給這一領(lǐng)域注入了新的活力。綜合信息化自動化礦山是另一個飛速發(fā)展的領(lǐng)域，全面推進(jìn)信息化裝備的應(yīng)用，使煤礦企業(yè)綜合信息網(wǎng)絡(luò)化、過程控制自動化、安全管理信息化、生產(chǎn)集約高效化，實(shí)現(xiàn)信息與業(yè)務(wù)之間完全融合、信息共享，將是煤礦發(fā)展的更高追求。
[摘要]煤礦綜合自動化也被稱為CIMAS（Computer Integrated Mine Automation System），是利用自動控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，將煤礦的生成全過程建成現(xiàn)場總線加上工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)為網(wǎng)絡(luò)平臺的礦井綜合自動化系統(tǒng)。本文結(jié)合工作實(shí)際，從綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)出發(fā)，并就煤礦綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行了研究與探討。
[關(guān)鍵字]煤礦；綜合自動化；設(shè)計(jì)；研究
煤礦綜合自動化系統(tǒng)主要包括了風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測監(jiān)控子系統(tǒng)、電力監(jiān)測子系統(tǒng)、瓦斯抽放監(jiān)測子系統(tǒng)、主副井提升監(jiān)測子系統(tǒng)、膠帶機(jī)監(jiān)測子系統(tǒng)和機(jī)車調(diào)度系統(tǒng)等等。綜合自動化系統(tǒng)將各自動化子系統(tǒng)在異構(gòu)條件下進(jìn)行有效的集成與整合，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)狀態(tài)的實(shí)時評估，以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的綜合分析。并通過對生產(chǎn)和安全中主要設(shè)備的監(jiān)測與控制，以達(dá)成全礦井生產(chǎn)調(diào)度、數(shù)據(jù)采集和決策指揮的信息化管理，提高礦井預(yù)防和處理各種自然災(zāi)害和突發(fā)事故的能力。
1.煤礦綜合自動化系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)
1.1采用多媒體通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和視頻監(jiān)控技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)，建立集合全礦井管理、控制和監(jiān)測于一體化，并以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的大型開放式綜合控制系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)時礦井生產(chǎn)和建設(shè)中的各個環(huán)節(jié)的自動化控制。
1.2建立基于礦井生產(chǎn)和建設(shè)各個環(huán)節(jié)的就地自動化、遠(yuǎn)程自動化和綜合自動化的三級自動化體系，以最大程度的實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)安全和減員增效的目的。
1.3建立礦井集中自動控制中心，使其成為礦井生產(chǎn)建設(shè)中各個環(huán)節(jié)的控制中心，以及實(shí)時數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)臉屑~，為礦井生產(chǎn)的工程調(diào)度、綜合過程控制、設(shè)備人員管理和故障分析等一系列工作提供全面的實(shí)時信息，并為礦井預(yù)防和處理自然災(zāi)害和突發(fā)事故提供信息基礎(chǔ)。
1.4充分利用各種網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，以最大化保障自動化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全，并確保系統(tǒng)的安全、順利運(yùn)行。
2.煤礦綜合自動化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究
煤礦綜合自動化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容，主要包括了網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺和子系統(tǒng)接入平臺這兩方面內(nèi)容。煤礦綜合自動化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖，見下圖1。
2.1網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺的設(shè)計(jì)
通過建立全礦井的綜合自動化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在主干網(wǎng)絡(luò)采用單模光纖傳輸，將礦井的設(shè)備控制層各子系統(tǒng)連接到系統(tǒng)平臺上。并在監(jiān)控中心建設(shè)終端環(huán)，對礦井內(nèi)各控制子系統(tǒng)控制命令，監(jiān)控各子系統(tǒng)中設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，收集所需的生產(chǎn)與安全參數(shù)，同時通過Web服務(wù)器連接信息管理網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理信息的溝通與交換。
（1）網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺的要求：應(yīng)具有高度的可靠性、實(shí)時性、安全性和開發(fā)性。
（2）網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺的特點(diǎn)：采用PROFINET技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，具有極高的可用性；提供工控領(lǐng)域的全線產(chǎn)品，擁有產(chǎn)品一致性的特點(diǎn)；具有開發(fā)性的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議；備件和備品的通用性較強(qiáng)。
（3）網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺主要設(shè)備的技術(shù)要求和配置
①傳輸光纜：光纜均使用單模，井下主光纜使用36芯光纜作為網(wǎng)絡(luò)的傳輸線路；地面光纜則使用12芯光纜作為千兆工業(yè)以太網(wǎng)的傳輸鏈路。
②交換機(jī)：核心交換機(jī)配置不少于4個千兆光纖接口，并支持強(qiáng)大的端口擴(kuò)展能力和網(wǎng)絡(luò)路由功能；環(huán)網(wǎng)交換機(jī)配置不少于2個千兆光纖接口，并支持強(qiáng)大的端口擴(kuò)展能力，接核心環(huán)網(wǎng)交換機(jī)不少于3個千兆光纖接口。支持虛擬局域網(wǎng)技術(shù)（VLAN），質(zhì)量服務(wù)（Qos），多播過濾功能（IGMP），流量限制功能。
③服務(wù)器：使用雙機(jī)熱備方式的高性能服務(wù)器，亦或是部件級冗余的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)容錯服務(wù)器，在滿足功能需要的基礎(chǔ)上，完成簡單維護(hù)。對服務(wù)器所有部件均要求能做到熱插拔，即CUP、電源、硬盤、內(nèi)存、風(fēng)扇或主機(jī)板等設(shè)備出現(xiàn)故障時，能在不停機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行更換，從而使硬件故障所導(dǎo)致的非計(jì)劃停機(jī)時間能縮短在每年5分鐘以內(nèi)。
2.2子系統(tǒng)接入平臺設(shè)計(jì)
（1）子系統(tǒng)接入的要求
對子系統(tǒng)接入硬件的要求為：上位機(jī)需使用OPC方式；PLC應(yīng)具有支持ProfiNet的以太網(wǎng)模塊；使用標(biāo)準(zhǔn)化的以太網(wǎng)接口；具有良好的兼容性、可靠性和擴(kuò)展性；某子系統(tǒng)的通訊或元器件出現(xiàn)故障時，不影響其他子系統(tǒng)的的通訊和整個網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能。
對子系統(tǒng)接入軟件的要求是：子系統(tǒng)的生產(chǎn)廠商應(yīng)提供所有需要的I／O變量、組態(tài)圖形、數(shù)據(jù)類型、名稱等；子系統(tǒng)的軟件通訊協(xié)議支持標(biāo)準(zhǔn)OPC通訊協(xié)議；上位機(jī)的軟件支持標(biāo)準(zhǔn)的OPC接口，且數(shù)據(jù)的通訊延時不得大于0.5秒。
（2）硬件接入方式
根據(jù)控制點(diǎn)的分布、各自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)和接入技術(shù)的特點(diǎn)，可考慮以下四種接入方式，并且需要原廠家提供軟件通訊協(xié)議和以太網(wǎng)接口。
①PLC接入方式：自動化系統(tǒng)采用PLC進(jìn)行控制，可以在PLC上增加以太網(wǎng)模塊，與交換機(jī)進(jìn)行物理上的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接。
②上位機(jī)接入方式：對自動化系統(tǒng)較為簡單，沒有以太網(wǎng)接口，但有上位機(jī)，可以在該上位機(jī)上增加通訊以太網(wǎng)卡，與附近的交換機(jī)進(jìn)行物理上的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接。
③擴(kuò)展接入方式：對于自動化系統(tǒng)沒有以太網(wǎng)接口，也沒有上位機(jī)，但該系統(tǒng)支持RS484或ProfiNet等現(xiàn)場總線，則可以增加轉(zhuǎn)換設(shè)備，通過擴(kuò)展方式轉(zhuǎn)化成以太網(wǎng)接口與交換機(jī)進(jìn)行物理上的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接。
④子網(wǎng)絡(luò)接入方式：對于自動化系統(tǒng)已經(jīng)很成熟，并且自成網(wǎng)絡(luò)，對外有統(tǒng)一的以太網(wǎng)接口，則可通過RJ45口與交換機(jī)進(jìn)行物理上的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接。
（3）軟件接入方式
當(dāng)各個自動化系統(tǒng)與綜合自動化的千兆以太網(wǎng)進(jìn)行物理上硬件網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接后，則需要解決通過軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，各自動化系統(tǒng)可采用以下四種通訊方式：OPC通訊方式、驅(qū)動通訊方式、DDE／NetDDE方式。最為合適的是采用OPC通訊方式，并使用原廠家提供的OPC接口。
①OPC通訊方式：如該自動化系統(tǒng)具有上位機(jī)，且該上位機(jī)軟件支持OPC SERVER，則可通過上位機(jī)軟件的OPC方式進(jìn)行通訊。
②驅(qū)動通訊方式：如組態(tài)軟件支持該自動化系統(tǒng)的PLC的驅(qū)動，或者該P(yáng)LC有基于OPC SERVER的驅(qū)動，則可以通過組態(tài)直接與PLC通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
③DDE／NetDDE方式：DDE／NetDDE通訊方式是一種標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)接口，是Ms Windows操作系統(tǒng)提供的一種動態(tài)數(shù)據(jù)交換信息通訊機(jī)制，它允許兩個應(yīng)用程序通過連續(xù)自動的交換數(shù)據(jù)來進(jìn)行對話。
3.總結(jié)：
煤礦綜合自動化系統(tǒng)的建立，集合不同廠家的硬件設(shè)備與軟件產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了各綜合自動化系統(tǒng)之間的相互配合和協(xié)調(diào)操作，使工業(yè)控制現(xiàn)場和企業(yè)信息系統(tǒng)之間無縫連接，進(jìn)而加強(qiáng)了各種自然災(zāi)害和突發(fā)事故的處理能力，實(shí)現(xiàn)了礦井生產(chǎn)建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)化、信息化和科學(xué)化。隨著煤礦綜合自動化系統(tǒng)的不斷普及與應(yīng)用，必然會推動我國煤礦向著高產(chǎn)、高效、安全的現(xiàn)代化方向不斷前行。
【摘要】由于很多煤礦年代久遠(yuǎn)，各運(yùn)行設(shè)備均出現(xiàn)生產(chǎn)力低下、電壓不穩(wěn)的現(xiàn)象，因此運(yùn)用35kv變電站的綜合自動自動化系統(tǒng)對其進(jìn)行改進(jìn)，使其符合經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，符合煤礦作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，本文通過對煤礦中35kv變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、調(diào)試過程以及實(shí)踐過程中的方案與實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行深入理解與認(rèn)識，淺談煤礦35kv變電站綜合自動化系統(tǒng)的優(yōu)勢。
【關(guān)鍵詞】煤礦；35kv變電站；綜合自動化系統(tǒng)；理解與認(rèn)識
前言
35kv變電站綜合自動化系統(tǒng)在我國眾多煤礦中已有應(yīng)用，且分布范圍廣泛，例如山東石大科技集團(tuán)采用了型號為SZ9-8000／35的2臺35kv的變電系統(tǒng)，山西潞安集團(tuán)公司對新疆潞新二礦的二次設(shè)備進(jìn)行了綜合自動化系統(tǒng)的全面改造，山東泰安與曲阜之間的華豐煤礦為避免供電站供電不足的現(xiàn)狀，便利用35kv變電站綜合自動化系統(tǒng)對其進(jìn)行了改造，滿足了煤礦對供電質(zhì)量的要求、實(shí)現(xiàn)自動化與保護(hù)以及通訊功能的需求。
通過以上煤礦35kv變電站綜合自動化系統(tǒng)的應(yīng)用案例，可以看出其對煤礦供電質(zhì)量改善的優(yōu)勢，我公司采用了35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)對煤礦進(jìn)行改造，保證了供電的質(zhì)量。
一、35kv變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
變電站綜合自動化系統(tǒng)的原理很簡單，其是通過現(xiàn)代高新技術(shù)對變電站二次設(shè)備進(jìn)行功能改造、優(yōu)化與組合，使其實(shí)現(xiàn)了變電站的自動監(jiān)控、測量、協(xié)調(diào)與控制，完成了設(shè)備間的信息互換、數(shù)據(jù)共享，具備了功能上的綜合化、系統(tǒng)上的模塊化、結(jié)構(gòu)分布上的分層、分散化、操作監(jiān)視中的屏幕化、通信局域中的光纜化、網(wǎng)絡(luò)化以及運(yùn)行上的智能化、測量顯示中的數(shù)字化。其結(jié)構(gòu)模式有三種：分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
通過對其結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，可以從以下兩個個方面理解變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：
（一）間隔層
對測控單元以及其他裝置進(jìn)行保護(hù)的設(shè)備稱為間隔層，一般情況下測控單元安裝在開關(guān)柜上。
在進(jìn)行間隔層的設(shè)置時，需要準(zhǔn)備2～3條485總線鏈路。1條鏈路將主變電能表間隔開來，并且其上面的繼電器安裝個數(shù)≤6個，將其鏈接完畢，便可實(shí)現(xiàn)站控主單元與光纜之間的通信功能了。
實(shí)現(xiàn)站控主單元與RS232串口的通信則需要運(yùn)用到小電流選線裝置、主變電能表、消弧線圈以及直流屏等設(shè)備。
（二）變電站層
變電站層的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其主要包括站控主單元、公共測控單元以及后臺監(jiān)視機(jī)等。
后臺監(jiān)視機(jī)是一種單機(jī)系統(tǒng)，其在自動化系統(tǒng)中占據(jù)了重要的位置，以向下兼容以及模塊化的原則選用系統(tǒng)軟件，并且完善數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，使設(shè)備能夠及時迅速地進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢，并且配置多種軟件實(shí)現(xiàn)畫面共享、報(bào)表生成等監(jiān)控效果。
站控主單元是自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中必不可少的一部分，其包括內(nèi)存擴(kuò)展模塊與高性能的主處理器兩個組成部分，通過其設(shè)備的安裝，有利于通信以及監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
二、35kv變電站綜合自動化系統(tǒng)的調(diào)試
（一）各功能單元保護(hù)與監(jiān)控功能之間的要求
主變壓器：在進(jìn)行高低壓側(cè)監(jiān)控與主變壓器的保護(hù)過程中，需要對其組件進(jìn)行選擇，一般情況下雙繞阻主變后備保護(hù)單元、主保護(hù)單元均用兩個，雙繞阻主變壓器用二臺。
補(bǔ)償電容器柜：電容保護(hù)單元以及補(bǔ)償電容器柜的件數(shù)為四。
高壓異步電動機(jī)：電動機(jī)保護(hù)與監(jiān)控單元與高壓配電柜均用兩臺。
配電變壓器：配電變壓器選用1000kVA的規(guī)格，配電變壓器以及監(jiān)控單元均為兩個。
（二）系統(tǒng)的調(diào)試驗(yàn)收工作
1 準(zhǔn)備工作
1.1 進(jìn)行信息匯總
在進(jìn)行調(diào)試驗(yàn)收之前，需要檢查設(shè)計(jì)藍(lán)圖，將所有信號接收的進(jìn)行進(jìn)行匯總。在這個過程中，要檢測到每個信息點(diǎn)，使調(diào)試時有備無患。
1.2 規(guī)范通信規(guī)約以及通信方式
規(guī)范通信規(guī)約與通信方式，使監(jiān)控系統(tǒng)可以即時監(jiān)測到煤礦的工作情形。
1.3 分工合理
進(jìn)行工作人員的合理分工，協(xié)調(diào)各方面的工作，做好35kv變電站綜合自動化系統(tǒng)各廠家的協(xié)調(diào)工作。
2 調(diào)試驗(yàn)收
重視站控主單元，在進(jìn)行信息配置時，一定要通過有經(jīng)驗(yàn)、有技術(shù)的相關(guān)工作人員的檢測才能運(yùn)行。并且在運(yùn)行之前需要進(jìn)行相關(guān)實(shí)踐，通過試行結(jié)果從后臺監(jiān)視器中觀測相關(guān)信息，對信息進(jìn)行分析比較。工作人員在驗(yàn)收的過程中一定要做到有耐心、有信心、有責(zé)任心，通過對信息的核對實(shí)現(xiàn)35kv變電站綜合自動化系統(tǒng)的全面運(yùn)行。
三、煤礦35kv變電站綜合自動化系統(tǒng)方案以及實(shí)現(xiàn)過程
（一）系統(tǒng)方案
設(shè)計(jì)完整的系統(tǒng)方案，在主控室中設(shè)置微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，選用適宜于煤礦工作的模式，完善系統(tǒng)管理。
在中間管理階層中運(yùn)用通訊管理單元。通訊管理單元同時還可以與站內(nèi)其他的智能設(shè)備相連接，分別采用直流信號與直流電壓。
（二）實(shí)現(xiàn)過程
1 工程概述
1.1 改造直流電系統(tǒng)
利用65AH直流電源系統(tǒng)對原有系統(tǒng)進(jìn)行改造，通過饋電屏以及電池屏顯示其優(yōu)勢。
1.2 連接微機(jī)保護(hù)裝置與相關(guān)設(shè)備
開關(guān)量、電流以及電壓、控制信號的傳輸需要利用二次電纜，通過二次電纜將其與微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)相連接，更換原有繼電保護(hù)屏。
1.3 實(shí)現(xiàn)直流屏信號的傳輸
要想實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置信號與通信管理機(jī)之間的信號連接，需要更換成雙以太網(wǎng)。
1.4 實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝控單元與后臺監(jiān)視的聯(lián)系
實(shí)現(xiàn)后臺監(jiān)視系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制功能，保證煤礦變電站綜合自動化系統(tǒng)的正常運(yùn)行，保證作業(yè)正常施工，使保護(hù)裝控單元的相關(guān)信號順利傳輸?shù)胶笈_監(jiān)控系統(tǒng)中。
2 自動化系統(tǒng)的優(yōu)勢
2.1 提高了供電的質(zhì)量以及電壓合格率
由于35kv變電站綜合自動化系統(tǒng)擁有無功、無壓的自動控制功能，因此減少了電能的損耗，提高了電壓的合格率，使電氣設(shè)備能夠正常運(yùn)行。
2.2 自動化系統(tǒng)具有安全、可靠運(yùn)行的功能
由于35kv變電站綜合自動化系統(tǒng)在各煤礦的普遍應(yīng)用，因此在不斷的改良優(yōu)化中具有了自行診斷的功能，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題時能夠自動鳴警，通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)對故障處進(jìn)行細(xì)節(jié)檢查，有利于提高變電站一、二次設(shè)備的可靠性。
3 功能實(shí)現(xiàn)
3.1 實(shí)行35kv變電站綜合自動化系統(tǒng)進(jìn)行靈活調(diào)度，通過軟件等外在設(shè)備進(jìn)行邏輯性的判斷，對系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)有力的保護(hù)。
3.2 通過采用35kv變電站綜合自動化系統(tǒng)，使停電的時間縮短到最少，使人力資源可以得到最大程度上的利用，有利于經(jīng)濟(jì)效益的提高。
3.3 進(jìn)行簡約式維護(hù)方案，減少線路的連接，減少硬件保護(hù)的種類，使維護(hù)工作量大大減少。
3.4 采用高集成度的芯片進(jìn)行微機(jī)保護(hù)單元的安裝，使開關(guān)柜與控制屏的接線容易操作，在提高保護(hù)度的同時提高監(jiān)控功能。
4 有利于提高管理水平
由于35kv變電站綜合自動化系統(tǒng)占地面積小，且控制平臺在一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，因此便于操控。其自動化的運(yùn)行模式大大提高了運(yùn)行的管理水平。
5 減少維護(hù)量
由于其具有自動化監(jiān)測維護(hù)等功能，因此不僅減少了技術(shù)人員的工作量也減少了維護(hù)的工作量，提高了工作人員的利用效率。
四、結(jié)語
35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)對于煤礦作業(yè)具有明顯的優(yōu)勢，因此我公司采取了35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)，有利于煤礦提高供電質(zhì)量及信息自動化水平。
【摘要】煤礦工業(yè)流程中存在許多不確定因素，在煤礦流程工業(yè)綜合自動化過程中，必須充分考慮煤礦的這些特點(diǎn)。本文給出礦山綜合自動化的概念和要解決的問題，并討論了煤礦綜合自動化的建設(shè)中的主要問題。
【關(guān)鍵詞】流程工業(yè)；綜合自動化；不確定因素
1、煤礦綜合自動化的特點(diǎn)
煤礦生產(chǎn)涉及的系統(tǒng)多，戰(zhàn)線長，綜采設(shè)備、綜掘設(shè)備、膠帶運(yùn)輸、提升機(jī)、輔助運(yùn)輸、系統(tǒng)等，其生產(chǎn)流程從掘進(jìn)、采煤、運(yùn)輸、提升到洗選裝運(yùn)；煤礦生產(chǎn)還要面對復(fù)雜的地質(zhì)條件、礦山壓力、瓦斯、一氧化碳、地下水及煤塵等。這些過程很大程度上與地質(zhì)條件、開采進(jìn)度、開采方式等有關(guān)，具有很大的不確定性。煤礦安全生產(chǎn)過程中的事故與災(zāi)害往往與這些不確定性有很大關(guān)系。因此，煤礦生產(chǎn)的流程工業(yè)與其他流程工業(yè)如石化、煉油、制藥等有很大的區(qū)別，要充分考慮煤礦的特殊性。
2、煤礦綜合自動化要考慮的問題
2.1煤礦綜合自動化三層模型
國內(nèi)外流程工業(yè)綜合自動化技術(shù)的總體結(jié)構(gòu)可以分成3層結(jié)構(gòu)。
a.以PCS（過程控制系統(tǒng)）為代表的基礎(chǔ)自動化層，即信息采集與施用層。主要內(nèi)容包括先進(jìn)控制技術(shù)、實(shí)時數(shù)據(jù)庫技術(shù)、集散控制系統(tǒng)（DCS）、多總線網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)、基于高速以太網(wǎng)現(xiàn)場控制設(shè)備、傳感器技術(shù)、特種執(zhí)行機(jī)構(gòu)等等。
b.以MES為代表的生產(chǎn)過程運(yùn)行優(yōu)化層，即信息集成層。主要內(nèi)容包括先進(jìn)建模與流程模擬技術(shù)、先進(jìn)計(jì)劃與調(diào)度技術(shù)、實(shí)時優(yōu)化技術(shù)、故障診斷與健康維護(hù)技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘與數(shù)據(jù)校正技術(shù)、動態(tài)質(zhì)量控制與管理技術(shù)、動態(tài)成本控制與管理技術(shù)等等。
c.以ERP（企業(yè)資源管理）為代表的企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營優(yōu)化層，即管理決策層。主要內(nèi)容包括企業(yè)資源管理（ERP）、供應(yīng)鏈管理（SCM）、客戶關(guān)系管理（CRM）、產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)管理（PqDM）、數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)、設(shè)備資源管理、企業(yè)電子商務(wù)平臺等等。
煤礦綜合自動化應(yīng)結(jié)合煤礦生產(chǎn)建設(shè)過程，同時考慮礦山地測與開采過程，也就是說綜合自動化是要通過不同手段獲取各種礦山信息，并建立礦山信息的共享、協(xié)同與利用機(jī)制，最大限度地挖掘和發(fā)揮礦山數(shù)據(jù)的潛能和作用，并將其貫穿于礦山的規(guī)劃、生產(chǎn)、經(jīng)營與管理的全過程，保障礦山的科學(xué)、正確與快速決策及現(xiàn)代化管理。
2.2煤礦綜合自動化要考慮的子系統(tǒng)
對于各種子系統(tǒng)，接入方式基本是采用下面某一種接入方式：
1）是通過原子系統(tǒng)的上位機(jī)，通過以太網(wǎng)卡接入環(huán)網(wǎng)。前提是：⑴原上位機(jī)已配置以太網(wǎng)卡；⑵原系統(tǒng)廠商提供OPC方式通訊的設(shè)備點(diǎn)位配置表。
2）在PLC上添加通訊模塊通過該通訊模塊接入工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)。前提是：（1）該P(yáng)LC具有以太網(wǎng)通訊模塊；（2）子系統(tǒng)的控制接口程序在PLC中，配套廠家提供PLC的OPC Server軟件。
3）通過協(xié)議轉(zhuǎn)換或嵌入式計(jì)算機(jī)接入。
3、礦山綜合自動化主要研究內(nèi)容
一般而言，煤礦綜合自動化技術(shù)的需要關(guān)注4方面的問題。
（1）安全：即需要用高可靠性的控制系統(tǒng)、檢測和執(zhí)行機(jī)構(gòu)對設(shè)備與裝置的運(yùn)行提供保證，進(jìn)而對關(guān)鍵裝置進(jìn)行故障診斷與健康維護(hù)。
（2）低成本：通過先進(jìn)的工藝及工藝參數(shù)以降低能耗和原料消耗，以及通過先進(jìn)的建模技術(shù)、控制技術(shù)和實(shí)時優(yōu)化技術(shù)來提高產(chǎn)品的合格率和轉(zhuǎn)化率。
（3）高效率：通過先進(jìn)的計(jì)劃調(diào)度與排產(chǎn)技術(shù)和流程模擬技術(shù)來提高設(shè)備利用率和勞動生產(chǎn)率。
（4）提高競爭力：通過數(shù)據(jù)和信息的綜合集成，如先進(jìn)的管理技術(shù)（包括ERP、CRM、SCM等）、電子商務(wù)、價值鏈分析技術(shù)等，以促進(jìn)企業(yè)價值的增值，最終提高企業(yè)的綜合競爭力。
4、結(jié)論
目前煤礦綜合自動化建設(shè)中統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)平臺的建設(shè)已經(jīng)成為大家所共識，統(tǒng)一數(shù)據(jù)倉庫平臺的建設(shè)剛剛引起部分礦山企業(yè)的重視，PCS層各種安全生產(chǎn)子系統(tǒng)的控制與接入也己有許多成功的范例。應(yīng)該說，這只是為礦山綜合自動化打下了良好的基礎(chǔ)。
在這樣的基礎(chǔ)上，要研究礦山MES層的特點(diǎn)與需求，如何將其他流程工業(yè)的先進(jìn)建模與流程模擬技術(shù)、先進(jìn)計(jì)劃與調(diào)度技術(shù)、動態(tài)質(zhì)量控制與管理技術(shù)、動態(tài)成本控制與管理技術(shù)結(jié)合礦山生產(chǎn)的實(shí)際運(yùn)用起來。要研究礦山ERP層的特點(diǎn)與需求，真正實(shí)現(xiàn)礦山企業(yè)的信息流、物流、價值流優(yōu)化集成，實(shí)現(xiàn)礦山的優(yōu)化控制、優(yōu)化運(yùn)行和優(yōu)化管理，促進(jìn)企業(yè)價值的增值，提高企業(yè)的綜合競爭力。
【摘 要】結(jié)合作者在綜合自動化的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，以及自動化系統(tǒng)的建設(shè)思路，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)理念，對系統(tǒng)在設(shè)計(jì)階段和實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)分析，提出了煤礦綜合自動化的實(shí)現(xiàn)方法。
【關(guān)鍵詞】煤礦企業(yè)；自動化；實(shí)現(xiàn)方案
前言
煤礦綜合自動化系統(tǒng)，是利用工業(yè)以太網(wǎng)為通信平臺的煤礦綜合自動化系統(tǒng)，通過接口和協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化，完成了各系統(tǒng)的互連，形成了統(tǒng)一的傳輸網(wǎng)絡(luò)平臺和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫平臺，是整個礦井?dāng)?shù)字化、信息化建設(shè)過程中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)整合、過程控制、數(shù)據(jù)的關(guān)鍵層。為實(shí)現(xiàn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和管理信息網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)無縫連接，提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，為實(shí)現(xiàn)企業(yè)的智能決策管理打下基礎(chǔ)，有廣泛的應(yīng)用前景。
1、綜合自動化系統(tǒng)建設(shè)思路
1.1對自動化系統(tǒng)的要求
隨著煤礦綜采綜掘裝備及技術(shù)應(yīng)用的不斷成熟，運(yùn)輸及提升能力的不斷提高，對通風(fēng)、排水、防火、供電、監(jiān)測等系統(tǒng)的安全性要求不斷增強(qiáng)，使得礦井對機(jī)電設(shè)備及其控制系統(tǒng)的自動化技術(shù)依賴程度愈來愈高。為了將各系統(tǒng)有機(jī)的集中控制，需要建立安全可靠的數(shù)據(jù)通道和統(tǒng)一的平臺，在進(jìn)行技術(shù)整合的同時，統(tǒng)一各子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)接口和物理接口，消除子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象，為管控一體化提供必須的基礎(chǔ)，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中智能化監(jiān)控，達(dá)到減人提效增安全的目的。
1.2平臺設(shè)備的選用
煤礦的特點(diǎn)決定了整個系統(tǒng)必須具有很高的可靠性和可用性，以此保障生產(chǎn)活動的正常進(jìn)行和井下工作人員的安全。因此在選型時充分考慮所選設(shè)備的冗余性和容錯能力，并能夠適應(yīng)井下惡劣的工作環(huán)境和防爆要求。①實(shí)時歷史數(shù)據(jù)庫采用容錯架構(gòu)的服務(wù)器；②通信線路采用環(huán)網(wǎng)技術(shù)組建，核心交換采用熱備冗余技術(shù)，環(huán)網(wǎng)之間進(jìn)行耦合冗余連接，光纜敷設(shè)時，使用多芯單模備份光纖；③采用先進(jìn)的的數(shù)據(jù)存儲及備份系統(tǒng)，對自動化關(guān)系數(shù)據(jù)庫、實(shí)時數(shù)據(jù)庫及企業(yè)Internet網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)庫的重要數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時的存儲與容災(zāi)備份，確保自動化及其相關(guān)重要數(shù)據(jù)的安全性和可靠性；④后備供電采用數(shù)字監(jiān)控技術(shù)，提高電源監(jiān)控的靈活性和穩(wěn)定性，采用雙變換在線式結(jié)構(gòu)，解決電壓波動、電源干擾、閃電雷擊等問題，對設(shè)備提供全面的保護(hù)；電池組采用模塊化設(shè)計(jì)，能夠隨意組合和擴(kuò)展，保證應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)的不間斷性及完整性?，F(xiàn)場工業(yè)交換機(jī)均采用在線式UPS供電方式；⑤重視自動化工業(yè)網(wǎng)絡(luò)跨出到企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全保護(hù)硬件。
1.3煤礦綜合自動化系統(tǒng)構(gòu)成
煤礦綜合自動化系統(tǒng)是一個包括井下生產(chǎn)監(jiān)控，井上綜合信息管理于一體的大型控制系統(tǒng)，具體應(yīng)包括帶式輸送機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，井下排水控制系統(tǒng)，變電所控制系統(tǒng)，瓦斯超標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)，井下人員定位系統(tǒng)，主風(fēng)扇通風(fēng)系統(tǒng)，主井提升、副井提升系統(tǒng)等多個子系統(tǒng)。
煤礦綜合自動化系統(tǒng)主要硬件構(gòu)成包括2臺核心交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的環(huán)網(wǎng)冗余，為了保證整個系統(tǒng)各類數(shù)據(jù)處理的實(shí)時高效，要求該交換機(jī)自愈合時間不大于500ms，另外系統(tǒng)包括若干二級交換機(jī)，各類數(shù)據(jù)存放的服務(wù)器，整個自動化控制系統(tǒng)以工業(yè)以太網(wǎng)為傳輸介質(zhì)，采用骨干光纖環(huán)網(wǎng)的方式與各個子系統(tǒng)相連。
2、煤礦綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與連接方式
2.1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
根據(jù)實(shí)際需要，煤礦綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用了C/S與B/S的混合結(jié)構(gòu)，各種現(xiàn)場信息，各類設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況的數(shù)據(jù)收集等功能利用C/S結(jié)構(gòu)完成。煤礦綜合信息管理與，采用B/S的結(jié)構(gòu)，保證企業(yè)人員隨時隨地在只要有互聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境下即可通過IE瀏覽器進(jìn)行各類數(shù)據(jù)的查詢。綜合自動化系統(tǒng)具體分為現(xiàn)場設(shè)備層、控制層與信息管理層3個層次。設(shè)備層主要是將現(xiàn)場各種設(shè)備連接到各類傳感器、控制器上，負(fù)責(zé)生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行情況數(shù)據(jù)及故障數(shù)據(jù)的采集；控制層主要負(fù)責(zé)采集的各類信息高速、穩(wěn)定地傳輸；信息管理層主要通過工業(yè)以太網(wǎng)將各個PLC、上位機(jī)、服務(wù)器互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息的集中監(jiān)控與管理。
2.2系統(tǒng)的連接方式
①RS485與工業(yè)以太網(wǎng)的互聯(lián)
對于使用RS485標(biāo)準(zhǔn)通信的各種設(shè)備，不能直接連入工業(yè)以太網(wǎng)，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換協(xié)議，將數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后接入系統(tǒng)核心交換機(jī)，具體連接方式如圖1所示。
②CAN與工業(yè)以太網(wǎng)的互聯(lián)
各類CAN總線接口設(shè)備，通過CAN以太網(wǎng)智能協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊再接入交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)與以太網(wǎng)的連接，CAN以太網(wǎng)智能協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊集成了一路CAN-bus接口和一路EtherNet接口以及TCP/IP協(xié)議棧，可以輕松完成CAN-bus網(wǎng)絡(luò)和EtherNet網(wǎng)絡(luò)的互連互通。
3、上位機(jī)監(jiān)控軟件的實(shí)現(xiàn)
對于現(xiàn)場采集的各類數(shù)據(jù)，需要實(shí)時在上位機(jī)中直觀顯示，對各類故障及時報(bào)警，上位機(jī)的監(jiān)控軟件的開發(fā)使用WINCC組態(tài)軟件完成，WINCC是第1個使用最新的32位技術(shù)的過程監(jiān)視系統(tǒng)，具有良好的開放性和靈活性。
通過WINCC組態(tài)軟件將現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)通過圖表的形式表示，對于現(xiàn)場場景通過直觀的動畫進(jìn)行顯示，并將數(shù)據(jù)、故障信息通過Web方式在企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中，使企業(yè)決策者實(shí)時掌握生產(chǎn)與故障的信息。使用WINCC組態(tài)動畫搭建的風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主界面如圖2所示。利用該監(jiān)控系統(tǒng)可以在調(diào)度室監(jiān)測風(fēng)機(jī)電壓、頻率、溫度、功率等信息，并可以通過界面中簡潔的操作實(shí)現(xiàn)對風(fēng)機(jī)的遠(yuǎn)程操控，提高工作效率。
4、結(jié)語
通過分析煤礦綜合自動化系統(tǒng)構(gòu)成與建設(shè)思路，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)理念，分析了煤礦綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與連接方式，并實(shí)現(xiàn)了煤礦各類采掘、輸送、供電等設(shè)備的監(jiān)測，運(yùn)行穩(wěn)定，具有良好的推廣價值。
