淺談煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

1、淺談煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)摘要：闡述了陽(yáng)煤集團(tuán)某煤礦綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)。本系統(tǒng)在煤礦安全監(jiān)控、生產(chǎn)控制和設(shè)備監(jiān)控等各個(gè)層面都有很好的效果。關(guān)鍵詞：煤礦;綜合自動(dòng)化;監(jiān)控礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、監(jiān)控全礦井各主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，實(shí)時(shí)采集和分析全礦井?dāng)?shù)據(jù)。礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)為礦井工作人員提供有效手段，及時(shí)處理礦井各種突發(fā)事故和自然災(zāi)害，為煤礦穩(wěn)定安全的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。由于TCP/IP協(xié)議組網(wǎng)低成本、易組網(wǎng)，接口方便等優(yōu)點(diǎn)陽(yáng)煤集團(tuán)某煤礦采用千兆環(huán)形工業(yè)以太網(wǎng)構(gòu)建礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)。工業(yè)以太網(wǎng)平臺(tái)以太網(wǎng)是一種開(kāi)放式的網(wǎng)絡(luò)，具有良好的系統(tǒng)兼容性和可操作性，特性如下：資源共享能力強(qiáng)，易于

2、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與信息的資源共享；數(shù)據(jù)傳軍距離長(zhǎng)；在潮濕、高粉塵等惡劣環(huán)境下能夠穩(wěn)定工作，且維護(hù)量少。綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)供配電監(jiān)控系統(tǒng)在礦井地面110千伏變電站、10千伏變電所和礦井井下變電站等處安裝通信分站。與此同時(shí)，保護(hù)單元采集到的電壓、電流及故障信息等數(shù)據(jù)上傳至地面數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，地面工程技術(shù)人員可以通過(guò)以太網(wǎng)對(duì)地面及井下主要供配電系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙測(cè)和遙控從而實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。立井提升監(jiān)控系統(tǒng)本煤礦主立井2臺(tái)提升機(jī)電機(jī)功率6000千瓦;副立井提升機(jī)電機(jī)功率3150千瓦;排矸立井提升機(jī)電機(jī)功率1500千瓦，三個(gè)豎井均采用變頻拖動(dòng)。三套電控裝置配有上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)運(yùn)行的保護(hù)和控制等功能。通過(guò)接口裝置提升

3、機(jī)的監(jiān)控信號(hào)可以直接上傳到地面調(diào)度中心，管理人員實(shí)時(shí)監(jiān)控提升設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。綜采工作面監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)初期，井下每個(gè)綜采工作面均配有采煤工作面監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)控工作面采煤機(jī)等電器設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)有擴(kuò)音電話、電流、電壓顯示及報(bào)警等諸多實(shí)用性功能。地面調(diào)度中心管理人員可根據(jù)生產(chǎn)管理的需要，通過(guò)地面監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)井下工作面工作設(shè)備進(jìn)行必要控制。礦壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為了減少或避免井下冒頂和垮塌事故對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作人員的損害，本煤礦安裝有井下頂板壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液壓支架的壓力和巷道頂板的變化情況，從而達(dá)到早預(yù)測(cè)、早處理的效果。通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)主要采用PLC控制裝置，通過(guò)PLC完成對(duì)風(fēng)機(jī)各參數(shù)

4、的自動(dòng)檢測(cè)及控制。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)通風(fēng)機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和監(jiān)控。數(shù)字化工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)工業(yè)電視系統(tǒng)采用純數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)，所有攝像儀均采用網(wǎng)絡(luò)攝像儀，就近接入工業(yè)太環(huán)網(wǎng)視頻傳輸設(shè)備上傳至調(diào)度中心。井下攝像頭均采用符合國(guó)家防爆認(rèn)證的井下本安型防爆網(wǎng)絡(luò)攝像頭。該攝像頭可將井下模擬視頻信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成基于IP傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號(hào)，利用礦井井下以太環(huán)網(wǎng)為傳輸平臺(tái)，無(wú)須重新布設(shè)傳輸光纜。攝像頭通過(guò)內(nèi)置軟件把現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)畫(huà)面變型后及時(shí)通過(guò)井下工業(yè)以太網(wǎng)傳輸?shù)降孛妫诘孛嬗?jì)算機(jī)可通過(guò)B/S方式瀏覽圖像;地面攝像機(jī)可直接通過(guò)以太網(wǎng)將信號(hào)傳至礦井調(diào)度監(jiān)控中心。監(jiān)控中心調(diào)度人員可以將任意一副畫(huà)面切換到電視墻上，而且所有有權(quán)限

5、的客戶(hù)端通過(guò)瀏覽器瀏覽各路圖像，實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況。調(diào)度人員通過(guò)監(jiān)控畫(huà)面可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并避免可能發(fā)生的突發(fā)性事件，保證生產(chǎn)安全進(jìn)行。人員定位系統(tǒng)根據(jù)國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局的要求，煤礦井下須配置井下人員管理（定位）系統(tǒng)，以便發(fā)生災(zāi)害時(shí)能及時(shí)確定井下工人位置。本礦配置了某型號(hào)煤礦專(zhuān)用井下人員管理（定位）系統(tǒng)，我們把該系統(tǒng)的分站和讀卡器安裝在在巷道出、入口和井口。通過(guò)井下定位系統(tǒng)夠及時(shí)、準(zhǔn)確地了解各個(gè)區(qū)域人員的分布情況，及時(shí)了解井下人員的入井、升井時(shí)間及運(yùn)動(dòng)軌跡，以便于進(jìn)行更加合理的調(diào)度管理。中央調(diào)度管理系統(tǒng)綜合自動(dòng)化調(diào)度中心是煤礦自動(dòng)化管理的核心組織，是人機(jī)控制、信息共享和通信的集中調(diào)度場(chǎng)所。通

6、過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)等系統(tǒng)，構(gòu)建了統(tǒng)一調(diào)度管理和統(tǒng)一應(yīng)急反應(yīng)的集中控制中心。自動(dòng)化調(diào)度集成平臺(tái)使用組態(tài)軟件構(gòu)建而成，為每個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)建軟件監(jiān)控平臺(tái)。每個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)都可以通過(guò)平臺(tái)上的人機(jī)界面（HMI實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)，并控制每個(gè)系統(tǒng)的I/O。調(diào)度中心監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)包括：核心以太網(wǎng)交換機(jī)2臺(tái)；6臺(tái)服務(wù)器；2臺(tái)磁盤(pán)陣列；2臺(tái)網(wǎng)絡(luò)管理終端；各子系統(tǒng)監(jiān)控、監(jiān)測(cè)工作站等設(shè)備。交換機(jī)通過(guò)環(huán)網(wǎng)構(gòu)成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的冗余數(shù)據(jù)匯聚中心。安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)直接接入核心交換機(jī)之中，工業(yè)電視系統(tǒng)以及大屏幕主機(jī)則都可以通過(guò)交換機(jī)接入工業(yè)核心交換機(jī)，使各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)都可以切換顯示到調(diào)度大屏幕之上。工程師站其中兩臺(tái)用來(lái)負(fù)責(zé)編制和調(diào)試人機(jī)界面。剩余工作站適用于子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理終端。例如：通風(fēng)機(jī)監(jiān)控、井下水泵監(jiān)控、安全監(jiān)測(cè)等子系統(tǒng)終端。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)防火墻與管理網(wǎng)絡(luò)連接，既保證了管理網(wǎng)絡(luò)對(duì)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的讀取，同時(shí)，還可以作為工業(yè)和管理網(wǎng)絡(luò)之間的隔離作用保護(hù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全。結(jié)束語(yǔ)陽(yáng)煤集團(tuán)某煤礦在礦井綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)建成之后，實(shí)現(xiàn)了礦井生產(chǎn)調(diào)度