煤矿中全集成自动化的应用探究

摘要：本文首先指出了传统自动化技术的弊端，介绍了全集成自动化系统的特点优势，讨论了全集成自动化在煤矿生产中的应用，说明了全集成自动化的应用前景。

关键词：煤矿生产、自动化、应用探究

中图分类号：O741+.2 文献标识码：A 文章编号：

传统的自动控制是通过PLC的应用在实现在单机设备上自动、人际交互控制和几台单机间的连锁操作。这种自动控制的集成化程度很低，无法在一个控制系统中完成对整个矿区设备的检测、调度和控制，而且在组态软件和通讯线路间存在重复投资现象，系统维护困难，整体可靠性不高，对生产力的提高产生了严重制约。而全集成自动化则具有高度统一性和完全开放性的特点，这种控制方式通过标准的网络体系结构和统一编程组动态环境，实现了数据集成的高度统一，为企业提供全方位的信息集成，下面就具体论述以下煤矿中全集成自动化的应用问题。

传统自动控制的弊端

传统的自动化控制一般采取单机控制，需要处理的变量很少，所以都是采用小型的但办事PLC，输入程序也采用手写形式。由于设备之间不能通讯，每一台设备都是单独工作，不能统一进行调整，在生产和管理上产生了许多麻烦。从管理方面来讲，设备的不兼容性使得操作人员的工作量多、技术难度大；从技术方面将，由于控制系统的供货厂家不同，控制程序的编写方式也不同，工作时很难做到设备间的协调性，操作截面不友好，运转困难。这些问题给煤矿的生产带来了很多的麻烦。

二、全集成自动化的特点和优势

无论是从技术角度还是企业利益方面，都需要一种具有普遍使用性和高集成度的控制方案解决实际上产过程中的问题，而这些条件，全集成自动化控制无疑全部具备。全集成自动化的优势主要体现在三个方面：集成组态、编程，集成数据管理，集成通讯。

集成组态、编程。全集成自动化不用在每台设备上安装PLC，也无须单独设计程序。TIA把矿山生产中的所有设备都几种在一个系统平台上，将生产流程当做主程序，并按照设备的类型和功能制定子程序，对于不同环节上具有相似功能的设备使用同一个子程序，并且按照重要程度区分主次，对重要的设施优先调控。

集成数据管理。将系统管理的数据信息从鼓励分散的单机存储设备集合起来，按照设备的类型、单位进行划分，实现分类管理，做到了信息的实时共享。

集成通讯。通过局域网实现系统与设备和系统见得连接，实现相同操作系统数据接口的统一，以最经济的方式获得节点间的直接通讯。使用工业PC，在PC的基础上实现睇动画控制，非常简便地九江PC应用程序与控制系统连接起来，实现了“软PLC”功能。这可以是、使工作人员及时掌握生产情况，并做到远程监控。

三、系统建设

系统建设的主要内容包括：一是把井上井下的每个子系统都通过工业以态王连接起来；二是通过中央控制中心完成对所有设备的控制和所有信息的集中；三是工程师根据服务器采集的数据，完成每个子系统的组态，达到监测控制目的。系统的建设主要包括三个方面。

1、主干网系统设计，主要分为核心环网、数据存储和操作员站网、设备控制环网；

2、子系统的接入设计，主要包括整合方法和通讯方式；

3、集成监控平台，则主要是运用软件系统，为全集成自动化控制系统建立一个统一的监控平台，并利用工业以太网将控制层和设备层有机结合，实现系统对各个运行设备的监控。

四、全集成自动化的应用

由自动化设备、高性能PLC、工业PC和数字式仪表构成的全集成自动化控制在重介车间中已成为主要的生产模式。下面以西门子离散型控制系统为例，说明全集成自动化在煤矿中的应用。与普通的PLC相比，西门子离散型控制系统的组成更合理，它包括电源末班、CPU模板、模拟量模板、数字量模板、扩展模板和接口模板等部分，以积木的方式安装在基板上。CPU处于控制中心的位置，单机设备和数字化仪表与系统通讯则通过数字/模拟模板，在现场运行的是I/O系统，CPU与I/O的连接则是通过总线系统。如此，每个分散的处理单元，系统设备，I/O系统和人际接口就被PLC数据通讯系统连接起来，保证了系统通讯的可靠高校性，每一个现场设备的控制意图和闭锁关系都被编成程序，储存到CPU之中，在生产进行中，PLC就会根据设定好的程序自动控制每个设备的运行，无需人员干预。PLC和PC由光纤链路器进行光纤通讯，早厂区形成一个工业以太网，生产系统可以随时通过网络实现数据通讯。

自动化生产枢纽是调度室，调度室是由控制、开发和监视三个系统组成的。调度室中设置一个操作员工作台和一个工程师工作台。调度人员可以通过操作员工作成对整个系统运行情况的监视控制，完成对大功率电机的电流、功率监测，对仓位、密度压力等生产技术参数实现监控，作为指令的终端，操作员工作台将所有设备的运行信息都集中到一起，并且将每台设备的运行情况以三维图形的方式在计算机上表示出来，由鼠标键盘完成指令的下达，取代传统操作中的按钮和开关元件，操作十分便捷。计算机上的三维图形反映了设备的运行状况，有很强的实时性；设备故障会根据设备类型在计算机屏幕上通过警报或者文字闪烁提醒等方式表现出来；可以对灰粉、密度、煤量值随时检测，并且按照要求，将信息通过报表形式打印出来。工程师工作台不仅具有操作员工作台的所有工程，还负责开发系统，具有对程序的开发诊断、数据库和控制截面的编辑和修改、控制系统组态等多项功能。监控系统则是由各类摄像头、监控器和控制平台构成，通过安装在现场的摄像头，可以清晰地将设备实际状态反应到控制平台，方便调度人员观察了解。

五、总结

全集成自动化控制系统在煤矿生产中全面应用，对稳定设备、实现传输可靠、保证系统安全具有重要作用。在生产上，个、改进了生产技术，使产品质量得到提高升，使得生产效率有了巨大飞跃；在管理上，减轻了劳动强度，使人力资源得到充分利用，在维护上，减小了人工操作对设备造成的损坏，降低了维护成本。

全集成自动化系统的建立，不仅实现了监、管、控一体化的目标，还将煤矿的自动化技术水平提升到了国际先进水平，为我国的工业现代化起到了模范作用。

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马飞，男，1985年8月出生，助理工程师，毕业于淮南职业技术学院计算机与信息管理专业