煤礦機(jī)電設(shè)備信息化管理

范 斌

（大同煤礦集團(tuán) 鐵峰煤業(yè)有限公司，山西 右玉 037200）

煤礦機(jī)電設(shè)備信息化管理

范 斌

（大同煤礦集團(tuán) 鐵峰煤業(yè)有限公司，山西 右玉 037200）

概述了煤礦機(jī)電設(shè)備信息化管理的現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，結(jié)合煤礦機(jī)電設(shè)備信息化管理實(shí)際，提出了建立SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)的概念 。

煤礦；機(jī)電設(shè)備；信息化管理；SCADA

煤礦生產(chǎn)是一個(gè)比一般企業(yè)生產(chǎn)更為復(fù)雜的系統(tǒng)工程。隨著技術(shù)進(jìn)步，煤礦生產(chǎn)基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了綜合機(jī)械化作業(yè)，機(jī)械化作業(yè)的主體就是機(jī)電設(shè)備。因此，管好、用好煤礦大型關(guān)鍵設(shè)備，既是煤礦安全生產(chǎn)的保障，也是煤礦穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的前提，主通風(fēng)機(jī)、主排水泵、皮帶輸送機(jī)、提升機(jī)、變電所、電機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備安全運(yùn)行是煤礦安全運(yùn)行的核心，也是煤礦正常生產(chǎn)的重要保障。

煤礦機(jī)電設(shè)備信息化正在全面展開(kāi)，很多煤礦與企業(yè)、高校及科研單位開(kāi)展了大量的嘗試，有的從通訊調(diào)度入手，解決煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)與通訊基礎(chǔ)；有的從ERP的角度來(lái)實(shí)現(xiàn)信息化；有的利用現(xiàn)有的CONTROLNET等自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。然而，總體來(lái)說(shuō)，信息化項(xiàng)目失敗的比較多，主要原因是沒(méi)有重視機(jī)電設(shè)備在煤礦生產(chǎn)中的作用，盲目地為信息化而信息化。

1 機(jī)電設(shè)備信息化管理要求

信息化的最終目的在于為生產(chǎn)服務(wù)，為管理服務(wù)。為生產(chǎn)和管理服務(wù)，首先就是要管理好機(jī)電設(shè)備。作為煤礦機(jī)電設(shè)備監(jiān)測(cè)、監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)具備以下幾個(gè)基本功能：

1）能全面、實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程采集煤礦所有大型、關(guān)鍵、重要機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，包括：設(shè)備的開(kāi)停、檢修、備用；運(yùn)行過(guò)程中的電氣參數(shù)、工藝參數(shù)、振動(dòng)參數(shù)等；2）把采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)組織，能對(duì)機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的異常進(jìn)行報(bào)警，如設(shè)備的溫度異常、振動(dòng)參數(shù)異常等報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的保護(hù)；3）系統(tǒng)可以根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，利用智能分析系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)與分析，對(duì)簡(jiǎn)單常見(jiàn)故障有診斷功能；4）通過(guò)網(wǎng)絡(luò)及其他通訊手段對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行本地與遠(yuǎn)程傳輸，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、多點(diǎn)訪(fǎng)問(wèn)，方便機(jī)電調(diào)度、礦調(diào)度、局調(diào)度等相關(guān)部門(mén)通過(guò)單臺(tái)計(jì)算機(jī)、大屏幕或工業(yè)電視等系統(tǒng)實(shí)時(shí)跟蹤，并在權(quán)限允許的操作終端實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制；5）能夠與其他系統(tǒng)、工業(yè)電視閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)，內(nèi)部通訊系統(tǒng)、企業(yè)E R P或其他管理系統(tǒng)集成。

2 SCADA系統(tǒng)概述

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)SCADA(Supervisory Control And Data系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)[1]是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過(guò)程控制與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。它可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類(lèi)信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能。

由于各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)CADA的要求不同，所以不同應(yīng)用領(lǐng)域的SCADA系統(tǒng)發(fā)展也不完全相同。具體在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在生產(chǎn)中的主要設(shè)備的監(jiān)測(cè)與控制上。煤礦的機(jī)電設(shè)備主要應(yīng)用在通風(fēng)、運(yùn)輸、掘進(jìn)、電力和排水等子系統(tǒng)。

對(duì)于整個(gè)煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)[2]而言，無(wú)論是底層過(guò)程控制系統(tǒng)還是中間層的制造執(zhí)行系統(tǒng)，甚至最頂層的企業(yè)資源管理系統(tǒng)都是由若干個(gè)子系統(tǒng)搭建而成，這種架構(gòu)要求各個(gè)子系統(tǒng)間既互相獨(dú)立，又要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

完善的機(jī)電設(shè)備信息化管理系統(tǒng)應(yīng)該包括9個(gè)子系統(tǒng)：膠帶機(jī)自動(dòng)化及監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)；主井提升監(jiān)控子系統(tǒng)地面膠帶機(jī)自動(dòng)化子系統(tǒng)副井提升監(jiān)控子系統(tǒng)主通風(fēng)機(jī)控制子系統(tǒng)排水監(jiān)測(cè)控制子系統(tǒng)輸配電監(jiān)控子系統(tǒng)視頻監(jiān)控子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)服務(wù)器系統(tǒng)。

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由軟件、硬件兩部分構(gòu)成。

軟件系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集平臺(tái)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與支持平臺(tái)、數(shù)據(jù)、事件分析平臺(tái)、數(shù)據(jù)發(fā)布展示平臺(tái)四部分。

硬件系統(tǒng)示意圖，見(jiàn)圖1。

橙色表示礦內(nèi)光纜環(huán)網(wǎng)：系統(tǒng)利用工業(yè)以太光纖環(huán)網(wǎng)冗余技術(shù)和多主并發(fā)通訊技術(shù)，使系統(tǒng)在通訊速率、可靠性，穩(wěn)定性、反應(yīng)時(shí)間、擴(kuò)容接入能力、故障自恢復(fù)能力等方面性能較現(xiàn)有的傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)有質(zhì)的提高；井下部分通過(guò)分站采集所有符合工業(yè)要求的數(shù)據(jù)；調(diào)度指揮中心通過(guò)大屏幕現(xiàn)實(shí)所有設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、工業(yè)閉路監(jiān)控畫(huà)面；所有的遠(yuǎn)程控制在有權(quán)限的工作站進(jìn)行操作；可以根據(jù)需要選配本地監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

圖1 硬件系統(tǒng)示意圖

4 結(jié)論

SCADA系統(tǒng)可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類(lèi)信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能，其內(nèi)含的9個(gè)子系統(tǒng)既互相獨(dú)立，又?jǐn)?shù)據(jù)共享，較完善地解決了煤礦機(jī)電設(shè)備管理不協(xié)調(diào)、不便捷的弊端，為煤礦機(jī)電設(shè)備信息化、標(biāo)準(zhǔn)化管理的建設(shè)提供一種方法。

[1]常 成，姚文明，張素偉，何用.大型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)同步設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2010（13）：24-26.

[2]閆文瑞.煤礦主井提升及定量裝卸綜合自動(dòng)控制系統(tǒng)[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2008（11）：36-38.

Information ManagemenToFMechanical and Electrical Equipments in Mines

FAN Bin

(Tiefeng Coal Co., Datong Mine Group, Youyu Shanxi 037200)

The paper introduces the current situation and problems in the information management of mechanical and electrical equipments in mines and proposes the SCADA system (Supervisory Control and Data Acquisition).

mine; mechanical and electrical equipment; information management; SCADA

TD29

A

1672-5050（2011）10-0072-02

2011-05-16

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

劉新光