煤礦機電自動化與信息化的關系

范 斌

（大同煤礦集團鐵峰煤業(yè)有限公司，山西 右玉 037200）

煤礦機電自動化與信息化的關系

范 斌

（大同煤礦集團鐵峰煤業(yè)有限公司，山西 右玉 037200）

通過闡述自動化與信息化在煤礦生產(chǎn)中的作用以及兩者的關系，并結合單侯煤礦現(xiàn)場實際應用情況，提出自動化與信息化相融合的觀點。

機電自動化；信息化；相融合

1 概述

隨著煤礦生產(chǎn)水平的不斷提高，煤礦在機電自動化、信息化方面的投入也不斷加大，許多煤礦企業(yè)在獨立的系統(tǒng)建設方面取得了長足的進步，但是隨著機電信息化、自動化進程的不斷推進，兩者的關系變的更為緊密。

2 自動化與信息化的關系

2.1 自動化

機電自動化是分析、組織和控制生產(chǎn)過程的手段。也就是說，自動化就是將自動控制應用于生產(chǎn)過程的結果。隨著科學技術的發(fā)展，自動化技術也在不斷豐富、深化。可以說，自動化技術史是一部人類以自己的聰明才智延伸和擴展史。

煤礦作為勞動密集型的高危行業(yè)，采用自動化技術可以把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣危險的工作環(huán)境中解放出來。因此，自動化是煤礦生產(chǎn)現(xiàn)代化的重要條件和顯著標志。

2.2 信息化

自20世紀70年代初信息化的概念被提出到20世紀90年代信息化呈現(xiàn)出鮮明的特色，短短的20年里信息化已經(jīng)發(fā)展的相當成熟。信息資源是信息化的基礎，開發(fā)、提取、利用信息資源是信息化的核心，隨著社會、經(jīng)濟和科學技術的快速發(fā)展，信息量不斷急劇增長，已經(jīng)成為現(xiàn)代社會發(fā)展的重要支柱和戰(zhàn)略資源。信息技術廣泛地應用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、科學技術、國防軍事及社會的各個領域。地理信息、生產(chǎn)信息、設備信息、人員信息、財務等等信息已經(jīng)成為煤礦生產(chǎn)中重要的信息基礎，在煤礦生產(chǎn)的組織和管理過程中的貢獻已經(jīng)居于突出地位。

2.3 兩者的聯(lián)系

20世紀40年代，C·E·香農(nóng)從定量的方面描述了信息的傳輸和提取的問題，從而創(chuàng)立了“信息論”，這為信息科學的研究奠定了初步的基礎。尤其是采樣定理為電氣自動化提供了信息依據(jù)，同時使得自動化系統(tǒng)成為一種信息成為可能。

經(jīng)典控制論的作者N·維納從控制的觀點揭示了機器的自動化[1]控制規(guī)律。從控制論的角度出發(fā)，認為“信息是人們在適應外部世界，并且這種適應反作用于外部世界的過程中，同外部世界進行互相交換的內(nèi)容的名稱。也闡述了信息在控制中的核心作用。

同時自動化過程是如何運用“信息”來進行對象的“控制”與“優(yōu)化”的過程，信息從采集，到信息的控制都是信息的一種具體形式，優(yōu)化的過程可以認為是一種算法的體現(xiàn)，算法的最優(yōu)處理工具已經(jīng)從傳統(tǒng)控制的定制電路轉(zhuǎn)移到具有超強處理能力的計算機。

電子計算機是一種按照程序自動進行信息處理的通用工具，它的處理對象是信息，處理結果也是信息。而自動化系統(tǒng)也是采集的信息，通過信息輸出的控制信號也可以認為是一種信息。因此計算機的問世，使得“自動化”與“信息化”兩者很好地交匯在一起了。

3 兩者在煤礦應用中相融合的必要性

目前煤礦機電自動化系統(tǒng)與信息化系統(tǒng)大部分是分頭建設的。首先建設的主導單位不同，一般信息化項目由信息中心負責，自動化系統(tǒng)是由機電部門負責，因此在建設的過程存在溝通協(xié)調(diào)問題。同時在思想認識上，大家都習慣性地認為認為信息化和自動化沒有必然的聯(lián)系。

同時煤礦在機電信息化建設過程中，也遇到了很多的問題，如很多企業(yè)在建設高速的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)后，發(fā)現(xiàn)大家除了傳輸文件，上網(wǎng)查資料，對企業(yè)能產(chǎn)生實質(zhì)性效益的應用比較少，同時在很多信息化建設的過程中，很多信息的來源需要人工錄入，不僅使信息源的正確性沒有保障，同時，增加了員工的工作，使員工對信息化沒有主動性，同時由于沒有實質(zhì)性的應用，大部分煤礦企業(yè)領導認為信息也是空洞無物，不能給企業(yè)生產(chǎn)與管理帶來實質(zhì)性效益，從而使得煤礦企業(yè)信息建設進展緩慢。

自動化系統(tǒng)在建設的過程一向注重單套設備的控制，或者某套系統(tǒng)的控制，因此形成了明顯的條塊分割，同時對自動化系統(tǒng)的使用認識有局限。

3.1 兩者融合的實現(xiàn)

工業(yè)控制系統(tǒng)目前的主流有三種形式DCS、PLC、IPC，無論是何種方式，都可以認為是信息化的一個子集，任何一種方式最終都可以通過通訊協(xié)議與信息系統(tǒng)進行通訊，都可以從自動化系統(tǒng)中獲取大量的生產(chǎn)現(xiàn)成數(shù)據(jù)。

隨著技術的發(fā)展，各種設備的監(jiān)測系統(tǒng)也方興未艾，監(jiān)測系統(tǒng)主要的作用是對設備的運行狀態(tài)有深入的了解，也可以為信息化提供重要的數(shù)據(jù)來源[2]。

在工業(yè)化發(fā)展的過程中，信息化的產(chǎn)品與自動化的產(chǎn)品也逐步走向融合，逐步形成很多標準產(chǎn)品。無論硬件提供商西門子的PLC系統(tǒng)，還是研華提倡的IPC模式，還是各個廠家的智能儀表、儀器都有標準的通訊接口。利用各個自動化產(chǎn)品的通訊接口，以計算機數(shù)據(jù)庫為采集中心，通過網(wǎng)絡傳輸?shù)鹊拳h(huán)節(jié)，工業(yè)自動化進入信息完全可以實現(xiàn)。軟件廠家如各種組態(tài)軟件都為信息化提供了軟件支持，如亞控的KINGVIEW、工業(yè)庫都兼容了微軟公司OPC等標準通訊方式。

3.2 實現(xiàn)方案

（1）設計思路：基于開放式標準，通過標準接口由應用程序進行訪問采集大多數(shù)自動化數(shù)據(jù)源，包括OPC、OPC報警和事件CSV/XML、SCADA和其它的數(shù)據(jù)庫，所有數(shù)據(jù)集成到一個統(tǒng)一的存儲點，用戶可以方便地使用按時間順序排序的數(shù)據(jù)。這種集成提供了一種無縫的、方便的數(shù)據(jù)回取方法，從任何客戶機上可以使用配置、告警、事件和概要信息。

企業(yè)級數(shù)據(jù)采集是信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源和基礎，完整的企業(yè)信息化需要將現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)源源不斷的存儲到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中。當前，大多數(shù)企業(yè)都建立了比較完整的工業(yè)以太網(wǎng)環(huán)境，因此，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集部分也基于TCP/IP技術。

對于企業(yè)中已有系統(tǒng)，利用成熟的OPC技術，無需增加站點，基于以太網(wǎng)，系統(tǒng)可把原有系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進行有效的獲取并存儲于數(shù)據(jù)庫中，大大節(jié)約了投資成本。

對于企業(yè)中還沒有采集的數(shù)據(jù)點，則就地設立計算機采集站點，采用采集庫即可做到實時采集，無論現(xiàn)場的設備是PLC、RTU還是儀表、條形碼閱讀機，無論現(xiàn)場設備通訊方式采用串口還是以太網(wǎng)，也無論您現(xiàn)場設備位置集中還是相對分散，采集系統(tǒng)都可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)連接。

（2）方案實現(xiàn)：機電自動化與信息化相融合的效果，見圖1。

圖1 機電自動化與信息化相融合的效果圖

4 應用實例

單侯煤礦綜合信息自動化系統(tǒng)采用4套工業(yè)數(shù)據(jù)庫運用雙冗余、雙鏡像結構構成生產(chǎn)、管理數(shù)據(jù)中心，提供豐富的數(shù)據(jù)可視化方式，包含工藝流程仿真畫面、數(shù)據(jù)趨勢曲線、報警信息統(tǒng)計、實時報表與周期報表等。所有數(shù)據(jù)可視化方式不僅能夠以C/S模式在固定計算機上展示，也可以采用B/S模式實現(xiàn)信息的Web發(fā)布。

在生產(chǎn)控制層，工作人員了解到企業(yè)的生產(chǎn)運行情況。采用C/S模式展示出來。

在生產(chǎn)管理層，企業(yè)的管理者通常只關心企業(yè)的經(jīng)濟指標。企業(yè)的管理者能夠隨時隨地的了解到企業(yè)的運行情況，在這一層需要使用基于B/S的數(shù)據(jù)展示方式。

基于工業(yè)數(shù)據(jù)庫的安全預警與事故應急系統(tǒng)是幫助煤礦企業(yè)避免重大事故的有力保證。系統(tǒng)的實時計算能力在此顯得尤為重要。

實時決策支持系統(tǒng)能夠以時間觸發(fā)或變量觸發(fā)的方式執(zhí)行數(shù)學分析模型，實時的將過程數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為指導企業(yè)戰(zhàn)略制定的重要信息。

5 結論

機電自動化與信息化相融合是現(xiàn)代煤礦建設的必然趨勢，隨著工業(yè)化發(fā)展的不斷成熟，信息化的產(chǎn)品與自動化的產(chǎn)品也逐步走向融合，逐步形成很多標準產(chǎn)品，如儀器的標準通訊接口、大眾化的組態(tài)軟件等等。

應用實例證明，兩者在煤礦生產(chǎn)中的相融合給煤礦帶來了巨大的經(jīng)濟效益。

[1] 李正中.淺談自動化科學與技術的發(fā)展歷程[J].西安航空技術高等專科學校學報，2006(01)：51-53.

[2] 周佩華，徐志鷗，甄陽清.濱湖礦井下膠帶輸送機電控系統(tǒng)遠程監(jiān)控的設計[J].工礦自動化，2006(05):34-35.

Relationship between Electromechanical Automation and Information in M ines

FAN Bin(Tiefeng Coal Co.,Datong Mine Group,Youyu Shanxi037200)

By introducing their roles in the production and theirmutual relationship,the study proposes the integration of electromechanical automation and information with field application in Danhou mine.

electromechanical automation;information;integration

TD63

A

1672-5050（2011）09-0072-03

2011-05-16

范 斌（1964—），男，山西大同人，大同大學本科，工程師,從事煤礦機電管理。

劉新光