探析煤礦綜合自動化系統架構和實施

陳 列

（國家安全生產監督管理總局通信信息中心,北京 100013）

現階段隨著人們生活水平的不斷提升，對于煤炭的需求量也在不斷增加，所謂的煤礦自動化系統，是在地面或者井下，用智能系統進行設備控制，從而實現了接入子系統的監視和對部分子系統的遠程集中控制，這對于煤礦行業的發展有很大作用。

1 煤礦綜合自動化系統和實現的目標

1.1 接入子系統

煤礦綜合自動化系統主要包括調度通訊系統、行政通訊系統、井下無線電系統、矸石山系統以及接入子系統等，上述的系統都必須接入子系統。

1.2 控制、監視子系統

現階段煤礦綜合自動化系統中可以實現控制子系統主要包括：地面主變系統和用戶變電系統、井下配電和變電系統、地面壓風系統以及井下運輸信號封鎖系統等。可以實現監控的子系統主要包括：瓦斯監控系統、井下采煤系統、井選煤系統、井下送分系統以及井下降溫系統等。

1.3 采煤項目的目標和實現措施

對于煤礦綜合自動化系統進行仔細分析討論，有很大作用，例如，可以減輕采煤工人的勞動強度、提升采煤的安全性、提升采煤的效率，合理地利用采煤措施，能夠達到理想的水平。

2 煤礦綜合自動化系統實施前提

煤礦綜合自動化系統實施前提主要包括三個方面：煤礦綜合自動化系統實施前提必須能夠提升員工的綜合素質，能夠對煤礦接入子系統進行維護、操作以及故障排除等；借鑒國內外先進的技術經驗，根據自己單位的實際要求，制定一套科學合理管理制度和安全保障體系；對煤礦綜合自動化系統的控制平臺位置要合理的選擇。

3 探析煤礦綜合自動化系統架構及實施

煤礦綜合自動化系統采用100M以太網網絡技術，分別控制內網環境和外網環境。采用網閘、防火墻以及殺毒墻等設備進行病毒安全清除；并且采用單向性進行數據信息防護，從而防止黑客進行網絡攻擊；綜合核心系統彩用雙機冗余技術進行系統保護。探析煤礦綜合自動化系統架構主要包括三個層面：接入層、控制層以及信息層。

3.1 煤礦綜合自動化系統架構的接入層

接入層主要控制各個智能子系統的接入。接入層為各個子系統提供RJ45、RS485等總線接入口，使各個資源成功地接入到以太網中，并且采用IF-ix、RSView等SCADA軟件程序接口，把子系統接入到綜合自動化系統的集成平臺。數字化視頻接口需要通過RJ45網絡接口，接入到以太網中，并且把視頻軟件編碼上傳到服務器。

3.2 煤礦綜合自動化系統架構的控制層

（1）副井監控系統。副井監控系統采用智能化監控系統，主要包括傳動系統、監視系統、上位機PC系統、上下井監控系統、操車系統以及閘控PLS系統等，這些系統和煤礦綜合自動化系統架構進行連接，可以在上位機PC系統和監控PLS系統上讀取數據信息。如果采用上位機PC系統和以太網系統進行直接連接，就可能導致病毒侵入以太網中。因此可以采用監控PLS系統+PLS方式進行網口接入。

（2）壓風機系統。在每個煤礦上都設置有多臺壓風機，如果采用PLC分別進行控制，能夠增加一臺PLC結構網關，把PLC結構網關到監控PLS系統能夠實現遠程控制。因此，如果采用遠程就地按鈕，對于壓風機和采煤人員都安全都有很大保障。

（3）井下綜采系統。井下綜采系統具有三套設備，并且控制系統、信息傳遞系統類型有很大差異，因此，可以采用二次集成的方式進行控制。每一個子系統都具有網關功能的智能設備，通過二次集成對子系統進行集成，最后通過網關提供的接入口，能夠接井下綜采系統接入綜合自動化系統。

（4）膠帶機系統。由于每臺膠帶機都具有自己的系統接入口，把每臺膠帶機系統連接起來。然后再盡可能采用遠程就地操作按鈕進行膠帶機控制，根據煤炭流動的方向，在每臺膠帶機系統增加PLC程序，能夠將膠帶機系統合理的控制，不僅可以提升設備工作的效率，對于設備的安全也有很大作用。

（5）井下主排水系統。采煤井下有多臺排水泵系統，在這些排水泵系統增加一個網關接口，就可以接入智能系統進行遠程控制。為了確保人員安全，可以接入設計相應的控制就地按鈕進行遠程操作。但是必須在明確井下水位的情況下，才能進行遠程控制，避免不安全情況的發生。

（6）選煤系統。選煤系統的設備較多，并且工藝較為復雜，可以通過控制主PLC系統實現對多臺選煤設備的接入和集成。另外，為了提升選煤系統，可以將選煤系統和裝車系統進行合并，且接入控制系統中，接入時注意從接入系統進行接入，防止網絡被黑客攻擊。

3.3 信息層面

信息層面對接入系統和控制系統傳入的數據信息進行共享。信息層面屬于外網，核心系統設備通過雙機冗余技術進行隔離，只是從控制層面讀取數據信息，與防火墻和殺毒設備進行連接，能夠為礦井中的各個管理人員做到信息共享。信息系統能夠通過數據庫向用戶提供各個方面的信息資源，例如，子系統運行圖、報警數據以及井下的視頻圖像等。對所有的數據信息進行儲備，使煤礦綜合自動化系統更加完善。

4 結束語

上文主要對煤礦綜合自動化系統架構和實施進行了分析，現階段煤礦綜合自動化系統已經在采煤中順利應用，不僅可以提升采煤的效率，對于工人的人身安全也有很大幫助，因此，在實際工作中，要特別注重煤礦綜合自動化系統的構建及實施，從而有效地提高煤礦開采安全水平，促進煤礦企業的穩定發展。

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