礦井地面供電自動化控制系統設計初探

孟馮磊

（兗礦東華重工有限公司煤機裝備制造分公司，山東 濟寧 273500）

隨著能源開采行業的發展，傳統的地面供電系統無法滿足現有礦井的地面安全要求，變壓器與供電線路等長期處于超負荷或老化的狀態，降低了供電系統的可靠性，控制系統是整個地面供電網絡的管理中心，為礦井的作業提供系統檢修、故障排查等依據，綜合自動化控制系統是現代化管理的發展趨勢，因此實現礦山地面供電系統的綜合自動化設計已經成為提高井下安全作業的重要措施，在地面供電系統中，供電線路的控制是提高礦井安全作業的關鍵，不斷完善店面供電綜合自動化系統，有利于提高礦井操作的安全性和可靠性，提高經濟效益，增強企業的市場競爭力，加強深入地面供電綜合自動化系統的設計和研究，實現礦山開采操作的安全性和高效性，推動礦企更好的發展。

1 礦山地面供電綜合自動化系統簡介

目前，我國的礦山開采技術和管理在不斷的完善和創新，已經出現基于計算機為基礎的綜合自動化系統，我國目前的供電綜合自動化系統對礦企的安全生產進行實時監測，對設備的運行情況、礦井下的溫度瓦斯等監測，實現了全自動化的生產和監控；我國的礦山領域配電系統多為調度人員實時了解系統運行情況以便提供足夠的信息，管理人員依靠調度指令對系統進行調整，縮短因故障導致的生產停滯等問題，因此通過對供電系統的綜合自動化管理達到了實施監控作業的目的，指導安全生產。地面供電網絡控制系統是以計算機為基礎與網絡信號傳輸技術相互結合形成的地面供電系統管理平臺，主要通過對地面網絡開關、變壓器工作運行狀態的實施檢測，方便為管理人員提供參數；根據供電網絡提供的電氣信息，排除可能存在的安全隱患，控制地面開關，及時對線路進行檢修和分階段供電等操作。

地面供電系統是一項龐大的系統，需要時刻產生大量的電路信息，在控制系統中建立相關的數據庫，對各類信息進行整理匯總，以便管理人員參考；供電控制系統在設計過程中根據供電的特點和實際情況，合理規劃供電系統控制，依靠數據庫、人工智能、網絡技術及計算機PLC控制技術等軟件技術形成整體的控制系統，實現系統自動化控制的目的，促進企業更好的發展。

2 地面控制系統的軟件結構

綜合自動化控制系統的軟件系統主要由實時數據庫、驅動接口和編程語言控制軟件三部分組成，實時數據庫主要用來對電路中的各種輸入信息及時反饋和整理，是控制系統中最核心最重要的部分，實時數據庫由組態數據庫、事件庫、優先級數據庫和歷史數據庫組成，實時數據庫的開發實時控制系統、數據采集系統等軟件支撐而成，在企業操作過程中，使用實時數據庫進行控制系統的監控，為企業的生產管理和調度、數據分析及遠程控制等提供更多更重要的數據服務和數據管理，實時數據庫作為企業信息化的基礎，可以實現實時采集、獲取企業運行過程中的各種數據，滿足企業對供電系統的管理和監控，為企業自動化管理奠定基礎。

組態數據庫簡稱DSDBS，主要整理和記錄特殊命令的數據，及時對特殊數據信息進行反饋總結，反饋數據的屬性和時間等相關數據，組態數據庫創建的組態信息數據儲存到關系數據庫中；事件庫簡稱DEDBS，通常在供電網絡中出現的突發事件通常由該系統進行保存和處理，具有及時處理和反饋信息，對數據進行后期的控制，特別是在電路突發故障或警報時可以及時處理。優先級數據庫按照數據的優先級別劃分，時間度數越精確數據越準確，在進行優先級數據庫的設計時要保持與整個計算機系統時間的一致性，便于管理者后續的分析總結。歷史數據庫的主要作用是在存儲過去一段時間的數據，并可以隨時調動這些數據，供管理人員參考，采用歷史數據技術，要及時調整計算機硬盤的存儲空間，將數據進行壓縮打包防止數據存儲不足。內存實施數據庫是負責整個控制系統數據的數據交換數據庫；實時數據庫的五個子庫之間相互協作配合，分工明確，通過數據的傳輸實現實時分析，實現數據的存儲和指令發送等功能。動態軟件機構系統要實現實時數據庫和其他設備之間的數據和通訊，實現監控功能，就要依靠功驅動為連接，功驅動系統與實時數據庫系統是相對獨立的，可以同時保障數據的可靠和及時。

3 實時數據庫和環網交換機系統

實時數據庫作為軟件的核心部分，組態數據庫作為該系統的核心配置，負責記錄收集設備運行的情況，將數據進行分析，為數據系統的完善提供支撐，組態軟件的實施數據庫為實現設備間的通訊連接，實現資源信息的共享。應用信息化技術，礦山自身建立供電的自動化系統，實時監控井上供電系統的情況，實現生產活動的統一安排，降低工人管理存在失誤的可能，實現工作面的自動化控制，提高礦井對供電系統的自動化管理水平。

在礦山地面供電綜合自動化系統的設計過程中，引入環網交換機設備，采用工業以太網標準相符的交換機，建立地面供電系統的自動化網絡平臺，設計的平臺只有具有廣泛的輸電范圍、對電流起保護作用、安裝容易和警報準確及時，才能更好的適應礦山地面的作業環境。在設計過程中還需要引入綜合接入網關，實現供電系統對電氣設備線路的檢測，完善每個部分的監控信息匯總，綜合接入網關的設置還可以改變地面供電系統的封閉狀況，通過建立網絡通訊，實現不同線路之間數據的傳輸。

4 礦山地面供電綜合自動化系統的主要硬件設備

綜合接入網關和環網交換機是控制系統的主要硬件設備，綜合接入網關的主要作用是對地面的供電系統電路或開關等電氣設備繼續數據的檢測和匯總，并將數據傳送到管理平臺；環網交換機是非常重要的硬件設備，具有安裝操作簡便，自動感應報警燈優點，與井上供電系統連接，可以實現實時的檢測和自動控制。

實現供電系統自動化控制可以降低各類系統事故的發生，降低停電范圍，避免大面積的停電事故發生，防止供電系統出現的事故，礦山供電系統自動化控制可以實現對作業現場的實時控制盒監視，系統自動化控制系統，完成對礦山供電系統自動化控制系統的信息傳遞，在系統配置的狀態下可以對整個礦山的供電系統進行數據的傳輸和控制

5 結語

綜上所述，通過對礦山地面供電系統的設計和改造，一方面提高了礦山安全生產的可靠性，另一方面通過利用綜合自動化控制系統，滿足能源開采業網絡控制對數據的要求，實現地面供電系統的綜合自動化設計是提高礦山安全可靠的重要措施，企業只有不斷加強對供電系統綜合自動化系統的探究，才能提高礦區供電操作的安全程度，提高經濟和生產效益，推動能源開采產業的發展。