物聯(lián)網(wǎng)在煤炭信息化的應(yīng)用

樊曉明

(天地(常州)自動(dòng)化股份有限公司,江蘇常州 213015)

物聯(lián)網(wǎng)在煤炭信息化的應(yīng)用

樊曉明

(天地(常州)自動(dòng)化股份有限公司,江蘇常州 213015)

本文從技術(shù)及理念為出發(fā)點(diǎn),著重分析了物聯(lián)網(wǎng)在煤礦企業(yè)作業(yè)中的運(yùn)用,及如何實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)及理念與煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)管理的現(xiàn)狀相結(jié)合,提出了“智慧礦山”的理念與物流信息化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

物聯(lián)網(wǎng) 定位 移動(dòng)通信 工業(yè)自動(dòng)化 煤礦

1 背景和依據(jù)

眾所周知我國(guó)煤礦95%以上是在井下進(jìn)行開采,也都知道井下條件惡劣、開采深度深、瓦斯爆炸、煤塵彌漫擴(kuò)散、水災(zāi)泛濫、火災(zāi)也不斷、沖擊地壓、地?zé)岬纫蛩乩_著煤炭工業(yè)的健康發(fā)展,煤炭行業(yè)雖然是國(guó)家能源的主要支柱,但也是我國(guó)開礦企業(yè)中的高危險(xiǎn)的行業(yè)。

(1)煤礦井下環(huán)境惡劣、卻要具備等大量的大型機(jī)電設(shè)備。(2)開采煤礦的機(jī)電設(shè)備要隨開采地而移動(dòng),導(dǎo)致效率低下、材料消耗嚴(yán)重。(3)煤礦企業(yè)對(duì)于礦區(qū)井上、井下的汽車的定位與管理系統(tǒng)不夠成熟。(4)煤礦企業(yè)對(duì)炸藥的管理與使用方面比較欠缺,缺少對(duì)運(yùn)載炸藥車輛和火工人員下井放炮的管理技術(shù)手段。(5)減員似乎是每個(gè)企業(yè)都會(huì)用到的一個(gè)方式,自然煤礦企業(yè)也不例外,通過(guò)減員來(lái)增加效率。對(duì)井下通信系統(tǒng)的保障有了更高的提升。(6)對(duì)煤礦安全規(guī)程缺乏有效的監(jiān)控技術(shù)手段。(7)通信不暢是災(zāi)后應(yīng)急救援急需解決的問(wèn)題。

近年來(lái),盡管我國(guó)對(duì)煤礦安全越來(lái)越重視,但是,對(duì)于井下條件我們都知道,各系統(tǒng)功能單一、系統(tǒng)間相互隔離,無(wú)法實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和管理上的效能最大化,系統(tǒng)之間不能相互協(xié)同作業(yè),不能達(dá)到想要的效果。

2 “智慧礦山”

“智慧礦山”主要包括三個(gè)方面,第一個(gè)智慧生產(chǎn)系統(tǒng),第二個(gè)數(shù)智慧職業(yè)健康與安全環(huán)境系統(tǒng),第三個(gè)是智慧技術(shù)管理后勤保障系統(tǒng)。就是在煤礦企業(yè)中應(yīng)用通信技術(shù),來(lái)感知和分析煤礦企業(yè)在安全生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中的需求,并進(jìn)一步協(xié)同和應(yīng)對(duì)各種需求。共同打造一個(gè)安全高效率的煤礦企業(yè)。

這三個(gè)核心系統(tǒng)以企業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)的自動(dòng)化和信息化為主,通過(guò)實(shí)施安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)與安全治理措施,促進(jìn)人與物的定位與流向的管理,達(dá)到定位與識(shí)別的效果。“智慧礦山”可以從多個(gè)方面體現(xiàn)其價(jià)值。可以上到中央到集團(tuán),也可以下到分層的多級(jí)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)各級(jí),各部門的工作與監(jiān)管,更可以與當(dāng)?shù)氐闹悄艹鞘邢到y(tǒng)相結(jié)合,從而實(shí)現(xiàn)智能電力、智能交通、智能環(huán)境等領(lǐng)域的協(xié)同。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤礦行業(yè)中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與理念的推廣對(duì)我國(guó)煤礦業(yè)具有重要的意義。物聯(lián)網(wǎng)是將各種信息傳感設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來(lái),賦予物體以智能。用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),從而提高傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的發(fā)展。實(shí)現(xiàn)讓與物之間的溝通和對(duì)話,也實(shí)現(xiàn)了物與物之間的溝通。煤礦井下人員定位系統(tǒng)必然成為行業(yè)內(nèi)逐步實(shí)施起來(lái)的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)人員的定位和物的定位相結(jié)合,應(yīng)用與煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)管理,創(chuàng)新了煤礦行業(yè)的新的核心技術(shù)。

3.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就是將各種信息的傳感設(shè)備裝置與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來(lái)操作的系統(tǒng)功能。包括二維碼、視頻識(shí)別(RFID)、全球定位系統(tǒng)(GPS)等裝置,再通過(guò)無(wú)線以太網(wǎng)與工業(yè)以太網(wǎng)把人員、生產(chǎn)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái),從而進(jìn)行信息的交換和通訊,來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化的識(shí)別,以及定位、監(jiān)控等一系列作用,增加物理與安全生產(chǎn)的綜合管理,再利用無(wú)線/有線一體化調(diào)度輔助通信系統(tǒng)結(jié)合安全檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)與綜合自動(dòng)化系統(tǒng),提升我國(guó)煤炭行業(yè)的物流與安全生產(chǎn)的管理水平。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)在煤礦作用中實(shí)施的技術(shù)方案

(1)人員、設(shè)備定位與管理系統(tǒng)。現(xiàn)在在煤礦業(yè)里的智能系統(tǒng)越來(lái)越先進(jìn),國(guó)內(nèi)的煤礦企業(yè)大都已經(jīng)安裝了人員定位系統(tǒng),可以接入到物流信息化系統(tǒng)管理平臺(tái)。人員定位系統(tǒng)主要有標(biāo)識(shí)卡、讀卡器、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)、上位機(jī)與系統(tǒng)軟件組成,標(biāo)識(shí)卡有個(gè)人佩戴。設(shè)備定位與管理系統(tǒng)和人員定位系統(tǒng)相同,以標(biāo)識(shí)卡的不同分組來(lái)區(qū)分人與設(shè)備,標(biāo)識(shí)卡懸掛或粘貼在設(shè)備上。(2)目前有線通信仍是我國(guó)煤礦井下機(jī)車定位沿用的主要方式,有軌機(jī)車采用的是定位繼電器+有線通信的方式,由于井下條件的限制,定位繼電器只能在少數(shù)關(guān)鍵位置實(shí)現(xiàn)定位,對(duì)機(jī)車定位的精密度比較低。(3)炸藥流向與運(yùn)輸監(jiān)控管理系統(tǒng)。炸藥流向管理向來(lái)是煤礦企業(yè)的一項(xiàng)重要任務(wù),而如今采用成本低廉的二維碼識(shí)別與管理技術(shù)則在很大程度上規(guī)范了這項(xiàng)管理對(duì)礦區(qū)內(nèi)炸藥運(yùn)輸車輛安裝了GPS定位;具有Wi-Fi傳輸功能的車輛在DVR系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),從而清楚明了運(yùn)輸車輛的一切流程。(4)六網(wǎng)合一系統(tǒng)。本文提出的是六網(wǎng)合一的系統(tǒng)。什么是六網(wǎng)合一呢。六網(wǎng)合一系統(tǒng)包括移動(dòng)通訊系統(tǒng),視頻監(jiān)控系統(tǒng),人員定位系統(tǒng),應(yīng)急救援通信系統(tǒng),工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)和無(wú)線/有線這些調(diào)度通信的系統(tǒng),同時(shí)六網(wǎng)合一系統(tǒng)中的手機(jī)還具有脫離了網(wǎng)絡(luò)還能通信的功能,就算井下的魔一段網(wǎng)絡(luò)因故障導(dǎo)致通信被隔離中斷了,井下的手機(jī)之間也能通過(guò)脫網(wǎng)通信功能發(fā)現(xiàn)在線的手機(jī),還可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部通話。(5)物流信息和系統(tǒng)平臺(tái)。物流信息化系統(tǒng)平臺(tái)是在安全生產(chǎn)管理和實(shí)時(shí)過(guò)程控制之間架起的一座橋梁,不僅讓兩者之間實(shí)現(xiàn)了信息交換,還實(shí)現(xiàn)了各應(yīng)用系統(tǒng)的集成、管理和信息共享。同時(shí)也整合了企業(yè)內(nèi)部物流、人流、危險(xiǎn)品等各子系統(tǒng)的有機(jī)整合,增加了各項(xiàng)之間的協(xié)同管理。實(shí)現(xiàn)多級(jí)、分層、實(shí)施以及任意位置的監(jiān)控與管理。

一直以來(lái)煤礦安全規(guī)程的執(zhí)行監(jiān)控缺乏有效的技術(shù)手段,而設(shè)備定位與人員定位的協(xié)同不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的位置、設(shè)備的維保、設(shè)備的數(shù)量乃至庫(kù)存與設(shè)備的管理,也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備巡檢、設(shè)備操作、設(shè)備的運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程合規(guī)性的監(jiān)控,然后輔助以無(wú)線/有線調(diào)度通信系統(tǒng),使地面調(diào)度人員做到實(shí)時(shí)合理的調(diào)度維修、運(yùn)輸、操作,糾正違章操作;還可以輔助以工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng),對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)工況進(jìn)行檢測(cè)監(jiān)控;也可以輔助以視頻監(jiān)控系統(tǒng),查看現(xiàn)場(chǎng)的視頻情況。

4 結(jié)語(yǔ)

總之,智慧礦山是未來(lái)煤礦業(yè)其發(fā)展的方向,也是智慧礦山技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì),智慧礦山的理念一方面為我國(guó)礦山設(shè)備制造業(yè)提供了一個(gè)很好的時(shí)機(jī),也為實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展技術(shù)指引了方向,從而讓我國(guó)煤礦企業(yè)成為引領(lǐng)世界采礦技術(shù)的領(lǐng)頭人。同時(shí)智慧礦山的建設(shè)也大大提升了我國(guó)煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)管理和效率。

[1]劉亞坤,程曉東,趙子先.《工業(yè)組態(tài)在煤礦綜合自動(dòng)化平臺(tái)建設(shè)中的應(yīng)用》[J].煤礦機(jī)電,2010年02期.

[2]崔曼,盧建軍,趙安新,衛(wèi)晨.基于《物聯(lián)網(wǎng)的煤炭企業(yè)物流信息平臺(tái)應(yīng)用研究》[J].煤炭技術(shù),2011年01期.

[3]物聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)發(fā)展[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2010年22期.

樊曉明(1984-),男,江蘇東臺(tái)人,工程師,2007年畢業(yè)江蘇工業(yè)學(xué)院,現(xiàn)主要從事礦山數(shù)字化建設(shè)和工程項(xiàng)目管理工作。