淺談礦井電力綜合自動化

文/楊珮，鄂爾多斯市中北煤化工有限公司色連二礦

1 前言

2l世紀煤礦開采技術最為顯著的特點，是計算機技術的全面應用和其功能的最大發揮，并將主宰礦山。計算機技術能夠使規劃、信息、控制和監測等不同部門融為一體，從而使煤礦整個系統發生根本性的變化。煤礦電力網絡自動化系統是當前煤礦供電系統的主要發展方向，井下電力設備實現自動化監測、監控，對保證井下供配電設備正常運行，確保供電系統安全意義重大。煤礦電力具有負荷集中、電氣設備運行環境惡劣、供電可靠性要求高等特點。建立綜合自動化系統對于煤礦電網的安全可靠運行具有重要意義。礦山電力綜合自動化系統具體指井下電網微機保護與控制綜合自動化系統。它將井下電網保護、控制、監視、測量、故障分析等功能集合在一起，目的是提高供電可靠性和供電質量，減少停電時間、面積，使調度員根據監視情況，在地面控制中心通過遙控、遙調等實現明智、必要的操作。煤礦電力網絡自動化系統是當前煤礦供電系統的主要發展方向。

2 綜合自動化系統結構

在“數字化礦井”中，礦井電力綜合自動化主要指采用網絡技術實現自動控制，將煤礦的設備工況信息統一在一個網絡平臺上。采用自動化技術，建立全礦井控制、基于網絡的大型開放式分布控制系統，形成全礦井控制自動化、業務運轉網絡化等，對煤礦運營狀況實行遠程監察，以保證對全礦井生產過程進行實時監視、控制、調度管理。井下部分可以是某個區域的信息采集監控站，以及協議轉換器。生產控制層采用各種不同技術方式、用于不同生產過程單元所產生的各類不同標準的信息進行匯總，使其可以共享信息狀況，達到信息資源利用的最佳化。同時，通過各專業子系統對調度操作。煤礦生產過程環節眾多，配套系統繁雜，在生產過程中各個業務環節都將產生大量的信息，如果分散處理，必將會產生大量的信息孤島。要實現不同系統之間和不同數據格式之間的信息共享與交換，煤礦須構建統一的數據處理中心。

3 軟件體系結構

將礦井環境監各生產環節自動控制子系統以及系統自身完全整合。組態軟件通過實時數據對數據進行必要的加工后，按照操作員的指令將控制數據送給I／O設備，對執行機構調整控制參數，對于提供歷史數據的檢索功能。當發生事故報警時，實時地記錄報警的歷史信息。

3.1 實時數據庫

實時數據庫是組態軟件的核心和引擎，歷史數據的存儲和檢索、數據的運算處理、I／O數據連接都是由實時數據庫系統完成的，I／O驅動等組件以實時數據庫為核心，通過高效的內部協議相互通信，共享數據。監控組態軟件的實時數據庫系統分為組態數據庫、主動規則庫、歷史數據庫、內存實時數據庫等。

3.1.1 組態數據庫

由于其主要用于記錄項目中的數據點的屬性，時間相關性等，考慮到現有成熟技術的廉價性，采用傳統的關系數據庫，用于構造實時數據庫系統。傳統的關系數據庫現在發展的比較成熟，因而分布式的數據處理等，因而得到了廣泛的應用。因此，所有的數據源都可以通過ADO來訪問

3.1.2 事件庫

事件可以看成是需要立刻處理的計算機系統里的中斷。它導致系統保存當前的狀態，對突發事情進行處理，再繼續原來的任務。在實時數據庫系統里加入事件庫，處理系統中使得最重要的事情得以及時處理。

3.1.3 主動規則庫

事件和狀態評測，對于復雜的情形，必須多個數據狀態滿足一定條件，事務活動需要觸發執行，因此主動規則庫功能如下：

1)用戶可以顯式地定義要監視的情形(事件與條件)；

2)一旦說明的情形出現，則觸發執行相應的活動；

3)系統自動探測與評價情形的出現。

3.1.4 優先級庫

其功能在于為事務調度提供依據的實時特性，為了滿足系統定時限制，使最需要更新的數據獲得系統資源，從而保證實時性。

3.1.5 歷史數據庫

有些數據是需要為系統的將來決策提供歷史依據，磁盤調度降低磁盤的使用壽命，甚至造成系統癱瘓破壞。因此歷史數據的轉儲機制減輕磁盤的緩沖技術。即使如此，歷史數據的數據量是很大的，而磁盤的容量有限，一個是采用數據壓縮技術，當磁盤容量到達危險容量值時，要求將歷史數據轉儲到備份磁盤。

3.1.6 內存實時數據庫

包含對內存數據庫的訪問接口，歷史數據緩沖區，以及實時數據本身的各種屬性，是系統交互的核心區，系統驅動運行的數據來源。

3.2 I／O驅動

監控組態軟件的實時數據庫以完成特定的功能。因此輸入輸出系統是與實時數據庫相對獨立的，但可靠性和實時性是各種設備種類繁多，需要抽象出硬件設備的統一結構。

4 結語

電力是現代化礦山企業的動力，由于煤礦生產環境復雜，缺乏有效的保護手段，這都給事故分析帶來很大困難。煤礦井下電網綜合自動化系統技術先進、性能可靠、保護功能齊全，并采用井下優先井上、事件優先正常、控制優先巡檢的控制策略。該系統中的保護器可以替代各種模擬保護器實現老型開關的改造、更新，并以電網監控中心的工業計算機可以方便地對煤礦的用電負荷進行分級管理使供電更趨于合理。通過實踐應用，完全實現了井下電力參數測控的現代化，保證了井下電網的安全使用，同時為煤礦井下變電所的無人值守化打下了一個堅實的基礎。