分析煤礦綜合自動(dòng)化平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

石長云

[摘要]根據(jù)煤礦綜合管理自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)要求，把煤礦的各個(gè)子系統(tǒng)統(tǒng)一結(jié)合，構(gòu)建煤礦的自動(dòng)化系統(tǒng)，同時(shí)，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(gè)系統(tǒng)平臺(tái)上，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)礦井的綜合系統(tǒng)的自動(dòng)化和系統(tǒng)軟件的組態(tài)化設(shè)計(jì)。

[關(guān)鍵詞]煤礦、自動(dòng)化、設(shè)計(jì)

[中圖分類號(hào)]TP273ITDl64+.1

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1672-5158（2013）05—0142—01

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(dòng)化系統(tǒng)，但是，各個(gè)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(gè)系統(tǒng)的作用，因此，導(dǎo)致了這個(gè)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(dòng)化平臺(tái)的建立是通信線路和組態(tài)軟件的構(gòu)造過程，這個(gè)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(dòng)化平臺(tái)是各個(gè)子系統(tǒng)的組合體，各個(gè)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(dòng)化平臺(tái)的各個(gè)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(dòng)化平臺(tái)的各個(gè)子系統(tǒng)的相互獨(dú)立，各個(gè)子系統(tǒng)自成體系，各個(gè)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(gè)系統(tǒng)的綜合作用。

（五）維護(hù)工作量大

由于煤礦綜合自動(dòng)化平臺(tái)由各個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，各個(gè)子系統(tǒng)都需要精心的維修和維護(hù)，所以，從這個(gè)角度來說，各個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)和維修的工作量非常大。

二、煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的目標(biāo)

（一）通過煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)保證煤礦井上和井下的各個(gè)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(píng)估。

（二）通過煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)檢測(cè)各個(gè)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(duì)各個(gè)子系統(tǒng)的內(nèi)部控制，交流各個(gè)子系統(tǒng)之間的信息。從而保證各個(gè)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(duì)井下的各個(gè)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(gè)煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的一體化。

（四）對(duì)著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)該根據(jù)需要不斷的更新、換代或者升級(jí)，以此來保障煤礦綜合自動(dòng)化的發(fā)展需求。

三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

煤礦綜合自動(dòng)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(gè)系統(tǒng)通過設(shè)備的基礎(chǔ)管理反映到控制平臺(tái)，最后反映到信息平臺(tái)，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(gè)綜合自動(dòng)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(duì)企業(yè)一線數(shù)據(jù)的掌握和管理。

控制作為整個(gè)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(shí)，必須考慮到各個(gè)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(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須考慮到各個(gè)子系統(tǒng)的兼容性，還要注意各個(gè)系統(tǒng)的實(shí)用性等諸多問題，所以煤礦綜合自動(dòng)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(tái)的建立要求具有實(shí)時(shí)n生、開放性和可靠性，平臺(tái)建立過程中還要充分考慮到該平臺(tái)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(shí)，不必停止整個(gè)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(duì)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(duì)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(gè)系統(tǒng)既統(tǒng)一又獨(dú)立，確保其中某個(gè)系統(tǒng)出了問題后，可以不停止整個(gè)系統(tǒng)來進(jìn)行維修。換句話說，確保某一個(gè)子系統(tǒng)損壞時(shí)可以盡可能小的影響整個(gè)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(dòng)化系統(tǒng)的主要內(nèi)容，構(gòu)建煤礦綜合自動(dòng)化平臺(tái)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(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)子系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行情況的監(jiān)控，同時(shí)存儲(chǔ)相關(guān)歷史數(shù)據(jù)，確保管理者對(duì)各個(gè)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(tái)，發(fā)揮各個(gè)廠家的硬件和軟件的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)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(chǎng)的無縫連接，把煤炭生產(chǎn)、管理的各個(gè)環(huán)節(jié)統(tǒng)一在這個(gè)平臺(tái)上，形成統(tǒng)一、完善的郵寄整體，確保高產(chǎn)、高效的生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

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