煤炭產量遠程監測系統誤差產生的原因分析及對策

文/魏勇

近年來，晉城煤業集團大力推進生產管理信息化建設，用信息化手段創新煤礦產量監管方式方法，率先建成了煤炭產量遠程監測系統，嚴防各生產礦井超能力生產，有效地促進了企業的安全生產工作。但在管理和使用的過程中，發現煤炭產量遠程監測系統存在不同程度的誤差，距離真實有效地反映各礦井原煤產量的初衷還有一定的差距。因此，必須對煤炭產量遠程監測系統誤差產生的原因進行分析，找出問題所在，提高其準確性。

一、煤炭產量遠程監測系統原理

煤炭產量遠程監測系統是通過動態稱重計量、工業視頻監控、網絡通訊及計算機等多種技術的應用，實現對產量或銷量進行動態管理的系統。

1.煤炭產量遠程監測系統網絡結構圖（圖1）

2.煤炭產量遠程監測系統構成

產量遠程監測系統主要由感知層、網絡互聯、應用層三部分組成。感知層主要由計量監測裝置、防爆攝像機組成。它的主要工作是將出產原煤重量、運輸設備運行狀態及視頻信號通過分站處理后由工業現場總線向上級傳送。

網絡互聯由工業現場總線及以太網組成。現場總線支持RS-232、RS-485、CANBUS 和 TCP/IP等多種網絡協議。主要傳輸介質有銅纜和光纜。

應用層由管理應用和數據采集應用組成。管理應用采用B/S結構、數據采集分析應用C/S結構，由多臺服務器和大型數據庫支持，多級數據安全保障體系，讓每個客戶端能方便快捷的共享產量數據。

3.煤炭計量監測裝置組成

產量遠程監測系統最核心的部分是煤炭計量監測裝置，由秤體、信號采集器、信號收集器三部分組成。

秤體是產量遠程監測系統重要部分，主要負責原始數據的直接采集。工作原理如下：產量遠程監測系統數據的準確性和精準度和秤體關系最大。秤架的穩定性、傳感器對所加物料的線性度、靈敏度都直接影響系統的采集精度。

信號采集：分站可以連續監測礦井的皮帶稱、軌道衡、箕斗稱的煤炭產量及設備開停狀態。分站和地面中心站進行信息交換，接收并執行中心站發送的各種命令；及時將監測到的各種參數及狀態傳送給地面中心站。在主通訊線出現故障時，分站可存儲中心站設置的命令，并在電源的支持下獨立運行，繼續監測和顯示各測點信息，發出報警信號。

信號收集器：礦用信息傳輸接口是用于地面主機與井下信息采集分站進行通訊的裝置，它將計算機送出的數字信號調制后進行發送，同時，也將信息采集分站送來的信號解調后送給計算機，是地面主機與分站進行信息交換必不可少的設備。該裝置與井下設備連接部分進行了隔離，并有限壓、限流保護。

4.產量遠程監測系統軟件組成

（1）煤炭產量遠程監測系統軟件的綜合布局如圖2所示。

圖2 煤炭產量網絡監控系統集團公司軟件版本

（2）礦井層面組態軟件功能。煤炭產量遠程監測系統礦井層面組態軟件主要有以下功能：監測、處理、存儲、報警、打印、人機對話、自診斷功能。

（3）集團公司層面組態軟件功能。收集礦端上傳數據、在線監測礦端產量、對數據進行查詢、分析等,同時按省局要求的格式進行上傳。

（4）省煤炭廳（局）層面組態軟件功能。實時匯總全省煤炭產量監測數據、可以進行數據查詢、報表分析、曲線分析及系統設置等功能。

二、產量遠程監測系統建設和運行情況

1.產量遠程監測系統數據統計分析

晉煤集團本部所屬已全部安裝十對生產礦井 （整合礦井除外）產量監控設備根據檢查情況，結合各礦實際生產外運情況，對2011年1～12月份實際產量和監控產量進行了認真對比和分析：誤差值 為 ：47869571 －42919788 ＝4949783， 誤差率為 （47869571－42919788）/47869571＝10.34%。

2.產量遠程監測系統存在的問題

組成產量遠程監測系統的各個環節均有不同程度的誤差；監控系統內部各項數據統計有差異，導致統計數據誤差；各礦對電子秤的標定方法較為落后，費時費力且致零點誤差較大；系統調零和間隔標定的頻率不能滿足使用的要求；各礦對產量遠程監測系統還缺乏精細化的管理，考核力度不夠。

3.產量遠程監測系統誤差原因

（1）系統誤差。產量遠程監測系統電子秤本身誤差達+2.25%；產量遠程監測系統電子秤間隔變化和零點漂移的造成的誤差；產量遠程監測系統電子秤標定時由于標定方法(實物標定和鏈碼標定)不同造成的誤差；由于皮帶磨損程度和運行速度不同造成的誤差。

（2）統計誤差。監控產量與實際產量統計時段不同造成的誤差。如監控產量是以每月1號至月底進行統計，各礦實際產量是以每月倒數第四天至下月同日進行統計，數據截取時段不同，加之期間產量不同，導致產生誤差。

（3）人為誤差。如當月產量太高或太低時，因核定產量的原因，不能報太高或太低，儲煤山或吃煤山，靠煤山調節起作用，保均衡，也是產生誤差的原因之一。

（4）網絡誤差。由于網絡原因，中斷期間的產量未及時傳送至系統數據庫，導致數據統計不全而產生誤差。

三、產量遠程監測系統消除誤差對策

針對煤炭產量遠程監測系統產生誤差原因，集團公司要求各礦購置和配備自動調校鏈碼進行調零，減小標定的人為影響因素。對產量遠程監測系統進行精細化管理，減小系統誤差。加強對系統的使用管理，加大對系統進行間隔標定和調零的頻率，減小系統本身的誤差。要求廠家對監控系統軟件內部查詢誤差進行分析、消缺和不斷優化，減小統計誤差。