宋建

摘 要 科技在快速發(fā)展，社會在不斷進步，我國是智能化發(fā)展的新時期，智能礦井綜合自動化是利用信息網(wǎng)絡(luò)、自動控制、通信、計算機、視頻等先進技術(shù)和產(chǎn)品建立的以煤礦安全生產(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)為核心，集成生產(chǎn)運輸系統(tǒng)、安全保障系統(tǒng)和安全生產(chǎn)支持系統(tǒng)的監(jiān)控及安全生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)為一體的完整的“管控一體化”綜合應(yīng)用系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞 智能礦井;綜合自動化;管控一體化;數(shù)據(jù)中心;智能分析;聯(lián)動預(yù)警

1系統(tǒng)優(yōu)勢

傳統(tǒng)信息管理系統(tǒng)多是以上層業(yè)務(wù)流程為基礎(chǔ)，展開企業(yè)業(yè)務(wù)流程管控的，更加注重業(yè)務(wù)執(zhí)行以及資料流轉(zhuǎn)準確性，對下層工業(yè)控制系統(tǒng)具體控制方式考慮相對較少，會對生產(chǎn)管控形成一定影響。而綜合生產(chǎn)自動化系統(tǒng)更加注重生產(chǎn)層面細節(jié)控制，會按照生產(chǎn)設(shè)備運行數(shù)據(jù)，對設(shè)備運行狀況以及生產(chǎn)效率等展開分析，數(shù)據(jù)收集較為及時、全面，整體設(shè)備聯(lián)動協(xié)調(diào)效果也較為理想。在礦井企業(yè)展開自動化系統(tǒng)建設(shè)，構(gòu)建統(tǒng)一性管理平臺，可達到良好的信息融合、檢測與生產(chǎn)管理效果，可實現(xiàn)對不同生產(chǎn)系統(tǒng)與生產(chǎn)輔助系統(tǒng)信息的動態(tài)跟蹤與處理，能夠為生產(chǎn)管控以及企業(yè)決策制定提供重要依據(jù)。

2智能礦井綜合自動化系統(tǒng)

（1）總體架構(gòu)?？傮w架構(gòu)分為三個部分[1]：信息層、控制層和設(shè)備層。①信息層：實現(xiàn)信息綜合展示與綜合管理。具體內(nèi)容包括：建立礦山門戶;通過建立數(shù)學(xué)分析模型，將企業(yè)安全、生產(chǎn)、成本、監(jiān)測等數(shù)據(jù)進行綜合分析，為企業(yè)決策者有效實施管理和制定計劃提供決策依據(jù)。②控制層：實現(xiàn)統(tǒng)一平臺綜合管理，實現(xiàn)綜合數(shù)據(jù)存儲。具體內(nèi)容包括：建立高速冗余信息傳輸通道，為礦山各子系統(tǒng)數(shù)字化傳輸?shù)於ɑA(chǔ);建立統(tǒng)一的礦山數(shù)據(jù)倉庫，存儲海量的工業(yè)級實時數(shù)據(jù)，存儲管理級業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)及可進行決策分析的管理級實時數(shù)據(jù)，存儲供進行綜合分析、綜合查詢的大型綜合數(shù)據(jù)。③設(shè)備層：實現(xiàn)各專業(yè)子系統(tǒng)自動控制與監(jiān)測。具體內(nèi)容包括：建設(shè)高度智能的控制子系統(tǒng)。各個子系統(tǒng)根據(jù)各自生產(chǎn)工藝流程，采用智能傳感器和執(zhí)行器實現(xiàn)自主的自動化控制與檢測，通過與PLC或上位機的硬件通信，建立基于TCP/IP的硬件通訊機制，通過OPC或其他的數(shù)據(jù)通信標準，建立通過工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程監(jiān)視與控制的軟件通訊機制，為上層綜合自動化監(jiān)控做好準備工作。

（2）系統(tǒng)平臺具體建成使用。協(xié)調(diào)統(tǒng)一的體系結(jié)構(gòu)：采用通訊中間件，解決了集成中面臨的語義異構(gòu)、語法異構(gòu)、結(jié)構(gòu)異構(gòu)、系統(tǒng)異構(gòu)的問題。在.Net平臺下基于組件開發(fā)方式，開發(fā)人員可以方便使用、修改、擴充、定制框架中的組件，框架平臺可以通過配置組件動態(tài)加載核心模塊。

友好的軟件界面：系統(tǒng)的人機界面 采用最流行的界面組態(tài)技術(shù)，將所有的人機界面，應(yīng)用數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)完整地集成在平臺框架體系結(jié)構(gòu)中。基于面向?qū)ο蟮膱D形，表格等為用戶提供功能強大友好的操作界面。

安全性、可靠性、穩(wěn)定性高：整個解決方案采用基于角色的權(quán)限管理設(shè)計，按照人員、角色、權(quán)限、擁有資源來實現(xiàn)安全小粒度劃分，滿足在應(yīng)用層的高度安全需要。該解決方案提供了先進、成熟的支撐平臺軟件，確保關(guān)鍵應(yīng)用能穩(wěn)定運行。

強大的冗余特性：平臺強大的冗余服務(wù)器雙機熱備和LAN冗余結(jié)構(gòu)，在主服務(wù)器產(chǎn)生故障或數(shù)據(jù)連接失敗的情況下可自動從故障服務(wù)器切換到備用服務(wù)器，接管主服務(wù)器的所有功能，并保持與各節(jié)點的正常通訊。

便捷二次開發(fā)定制：整個系統(tǒng)擁有直觀的圖形工具，一般用戶都可以快速上手，簡單快捷地為他們的生產(chǎn)過程創(chuàng)建高性能的過程窗口。 可以通過模塊配置實現(xiàn)現(xiàn)有系統(tǒng)無縫接入。

良好的人機接口：系統(tǒng)支持在線組態(tài)功能，提供動態(tài)、實時、準確現(xiàn)場數(shù)據(jù)。運用了Ajax技術(shù)改善了用戶使用體驗。提供多種數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式如實時圖表、文本表格、語音報警等。

（3）系統(tǒng)功能模塊。①實時數(shù)據(jù)采集與存儲。系統(tǒng)能采集存儲生產(chǎn)過程的重要數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)設(shè)備的數(shù)據(jù)管理和分析。提供毫秒級的數(shù)據(jù)采集速度。采用高效的數(shù)據(jù)壓縮算法可以大大節(jié)約存儲空間。②平臺集中自動化控制。在平臺軟件上通過管理權(quán)限，可對相應(yīng)的自動化系統(tǒng)發(fā)送控制命令，遠程集中控制煤礦生產(chǎn)設(shè)備，在具備條件的情況下可完全實現(xiàn)無人值守。③實時監(jiān)控功能。系統(tǒng)的每幅畫面能顯示過程變量的實時數(shù)據(jù)和設(shè)備運行的狀態(tài)，這些數(shù)據(jù)和狀態(tài)能實時更新。顯示的顏色或圖形將隨過程狀態(tài)而變化。生產(chǎn)裝置的圖片、工藝流程圖、設(shè)備簡圖、單線圖等都可以在終端顯示出來?？娠@示所有的過程點，包括模擬量輸入、模擬量輸出、數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出、中間變量和計算值。④全局概要顯示。從全局的角度瀏覽礦井運輸、提升、通風(fēng)、人員分布、供電情況的總體展示。便于總調(diào)度人員使用。

（4）聯(lián)動控制。針對我國煤礦安全生產(chǎn)的實際情況，利用所建設(shè)的綜合自動化與信息化系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動控制技術(shù)考慮從如下三個方面進行：①系統(tǒng)主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)設(shè)備啟停前的人、機、環(huán)境條件評估與聯(lián)動;②利用綜合自動化系統(tǒng)信息實現(xiàn)各環(huán)節(jié)設(shè)備的協(xié)調(diào)優(yōu)化運行聯(lián)動;③礦井在異?；蚴鹿薁顟B(tài)下的應(yīng)急聯(lián)動救援指揮;④異常情況視頻監(jiān)控聯(lián)動。

系統(tǒng)聯(lián)動控制技術(shù)方案：設(shè)備啟停前的人機環(huán)境條件評估與聯(lián)動。礦井裝備了綜合自動化與信息化系統(tǒng)后，利用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，能將礦井的人、機、環(huán)境的各種主要參數(shù)實時傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控中心，由平臺軟件進行綜合分析處理、存儲。各子系統(tǒng)機電設(shè)備在啟停前，將可首先充分利用各子系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)、語音、圖像綜合信息，對諸如（皮帶運輸機電設(shè)備、排水設(shè)備、采掘設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、運輸設(shè)備、裝載設(shè)備等）所處區(qū)域環(huán)境是否安全、井下人員是否在安全位置、設(shè)備工況是否健康、該區(qū)域供電網(wǎng)是否正常、安全監(jiān)控設(shè)備是否工作正常等進行綜合評估。

3結(jié)束語

鑒于綜合生產(chǎn)自動化系統(tǒng)在節(jié)能效益以及生產(chǎn)效益等方面的凸出優(yōu)勢，各礦井企業(yè)應(yīng)進一步加大對生產(chǎn)自動化系統(tǒng)的研究與應(yīng)用力度。應(yīng)該在對系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢展開分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合礦井生產(chǎn)特點以及生產(chǎn)需要，制定出一套可行性較高的系統(tǒng)設(shè)計方案，做好監(jiān)控系統(tǒng)以及其他系統(tǒng)設(shè)計與建設(shè)，進而達到預(yù)期系統(tǒng)建設(shè)目標，實現(xiàn)對系統(tǒng)效能的科學(xué)運用，進而為礦井生產(chǎn)提供更加優(yōu)質(zhì)、可靠的技術(shù)方面的支撐。

參考文獻

[1] 楊帥.礦井綜合自動化系統(tǒng)在煤礦的建設(shè)與應(yīng)用[J].山東煤炭科技，2019，222（2）：181-182，188.