礦井自動化監控技術的應用分析

李坤

摘要：隨著煤礦現代化程度的不斷提高，礦井自動化監控技術中礦井的自動化綜合監控系統憑其安全性、科學性、高效性、經濟性終將成為主流技術，提升煤礦現代化和自動化水平，提高企業監控與管理水平。本文就對礦井自動化監控技術的應用有關內容進行分析。

關鍵詞：礦井;自動化;監控技術;應用

1礦井自動化監控技術結構組成

礦井自動化監控技術由設備層、控制層和信息層三大網絡體系機構構成。其中，系統的接口和地層設備是整個設備層的主要構成部分，也是整個系統的運行核心。而控制層則實現對設備層的監控和管理。信息層則是一個企業的信息化綜合平臺，有效的呈現了礦產企業的生產信息。

2礦井自動化監控技術各子系統的應用

2.1設備和環境安全監控子系統

（1）已有監控系統的標準化管理。當前，我國的煤礦礦井有許多系統都實現了自動化監控功能。因此，只有做好系統的監控和管理工作，確保各個系統能協調運行，就能實現礦產的生產安全，確保提高企業的經濟發展效益。例如，可以采用標準數據采集接口，按照標準通信協議達到監控數據的采集與轉換，再經過工業以太網絡系統達到數據信息的集中傳輸，將已有的監控系統綜合整合到系統平臺上，實現對已有監控系統的集中監控與管理。

（2）新增監控系統的監控實現。煤礦井中還有一些沒有完全實現自動化監控的系統，這些系統需要增加自動化程度，則有必要進行技術改造，實現自動化控制，能有效地保證系統數據達到數字化的采集和集中傳輸，提高煤礦井中工作效率。

2.2工業電視監控子系統

（1）已有工業電視監控系統。對于已有工業電視監控系統的礦井而言，可直接在攝像頭的終端安裝一定的網絡視頻編碼服務器，并將該服務器連接到附近的企業網絡系統中，實現對礦井生產環境的有效監控，以此就能有效的保障礦井的生產效率和生產水平。

（2）對新增地點的視頻監控。對于煤礦井上、下新增地點的視頻監控，要分地點分區域實現監控。井上新增點可采用普通的彩色攝像機進行監控;井底需采用高清攝像機才能保證傳輸到調度中心的信號信息清晰、準確無誤;此外，每臺攝像機的視頻信號轉換都需要配置單獨的網絡視頻編碼服務器，經過壓縮后成為數字信號。通過轉換后的視頻信號，要分為井上和井下2部分進行系統接入。井下部分就近原則，選用本區域內的工業以太網交換機接入系統，通過工業以太網現實網絡信號的傳輸;井上部分則需接入到企業局域網絡的交換機中，通過企業局域網絡實現網絡信號的傳輸，最終實現井上與井下工業以太網的信號并入輸出。

2.3工業以太環網系統

（1）拓撲結構系統。拓撲結構系統的以太網經常運用在礦井作業中，比較適合礦井的生產環境。其中，礦井中一般多為狹長的巷道，而且每個工作區域一般都集中在巷道內。而為了實現對每個巷道的良好監控，就應在每個工作區域設置一個管理點，如變電所、膠帶頭等。根據礦井這一特點，工業以太環網的拓撲結構可采用星型和環形網絡相結合的網絡拓撲結構。該結構適用于每個相對獨立的工作區域內，實現區域內環境、設備等數據按星型集中接入本區域的網絡交換設備中，達到分支網絡仍有百兆的網絡流量交換。

（2）冗余結構系統。冗余結構系統也是一種常見的工業以太環網系統，其的應用充分的考慮了整個網絡系統的安全性和可靠性。因此在礦井生產中，就可選用冗余結構系統來作為整個系統的運行基礎，并選擇采用光纜來作為整個網絡傳輸的媒介，確保提高信息數據傳輸的效率和安全性。

2.4調度中心子系統

煤礦井中整個自動化監控技術系統的數據和視頻信息都需要經過調度中心系統的統一調度與分配環節，在經過工業以太環網統一傳輸后實現數據信息的存儲、分析、處理、反饋和集中輸出顯示。在整個自動化監控技術系統中，調度中心子系統則負責完成信息處理和集中顯示兩方面的系統功能。

2.5信息處理子系統

（1）服務器系統選擇。1）WEB服務器。WEB服務器是系統應用服務不可獲取的組成部分，其可以通過瀏覽器/服務器結構模式來實現系統平臺的有效構建，這樣不僅可以方便人們對信息的查詢和獲取，而且還能滿足系統的應用需求。2）數據服務器。數據服務器主要處理整個信息處理系統中數據信息的存儲、分析和管理工作，其通過對客戶端/服務器結構模式應用平臺的選擇，為調度中心、各個監控中心和操作中心提供可靠的數據分析和信息支持。3）視頻服務器。視頻服務器系統的功能主要就是較好的實現工業電視系統中的數字視頻信息存儲以及管理功能，其的應用還能有效的兼容瀏覽器/服務器結構模式，這樣就能為礦井的安全化生產提供更加優質化的服務。

（2）軟件選擇。整個信息處理子系統的應用軟件包括客戶端/服務器結構數據查詢監控系統，瀏覽器/服務器結構查詢監控系統、數據采集集成處理系統、系統維護、數據庫服務系統、緊急備份系統幾部分。

2.6信息處理集中顯示設備選擇

（1）DLP光源方式選擇。DLP投影單元光源分為單燈光源、智能雙燈光源2種技術方式。煤礦井下24h不間斷的作業特點，決定了其生產方式和生產安全需要安全性能極高的光源系統作保障。調度中心作為煤礦井中的安全指揮和監控中心，要對煤礦安全生產起到全時段監控和指揮調度的作用。因此要求煤礦調度中心的集成信息處理顯示系統具有非常高的清晰度、可靠性能和穩定性能，具有支持連續24h作業和快速故障智能恢復的能力。因此，根據這一安全生產的特殊實際應用需求，智能雙燈光源技術應成為DLP大屏幕投影拼接技術方式的首選技術。

（2）顯示屏幕內容選擇。一是，以工業電視監控子系統顯示的視頻監控圖像。這部分視頻監控圖像將被直接輸入調度中心的視頻信號，經過初次數字化和解碼還原成為視頻信號信息，最終以視頻矩陣切換形式在DLP大屏幕上得到顯示。二是，環境安全監控與設備監控子系統中的各種監控應用程序界面。操作站操作員通過對調度中心機房設備和環境安全監測操作顯示到DLP大屏幕上。包括無線通信及人員定位跟蹤系統界面。

3結語

綜上，視頻服務器系統的功能主要就是較好的實現工業電視系統中的數字視頻信息存儲以及管理功能，其的應用還能有效的兼容瀏覽器/服務器結構模式，這樣就能為礦井的安全化生產提供更加優質化的服務。

參考文獻：

[1]李曉林.煤礦巷道自動化監控信息系統設計研究[J].煤炭技術.2017（11）.

[2]王鈺涵.自動化監控技術在現代油田中的應用研究[J].石化技術.2017（05）.

[3]王秀亮.云計算中心基礎設施的自動化監控[J].數字通信世界.2017（03）.

（作者單位：鄂爾多斯市中北煤化工有限公司）