煤矿中全集成自动化的应用

【摘要】本文主要针对我国煤矿的全集成自动化系统进行介绍，其系统主要包括;全面的集成监控，各环节的子系统接入，以及整体的网络建设。通过这些平台将煤矿开采过程中的各个环节相互联系起来，实现工作过程的自动化和信息化建设。优化了生产管理，有效的提升了煤矿企业的整体生产效率。

【关键词】煤矿;全集成自动化;应用

引言

针对传统煤矿企业，其自动化生产控制主要是在单机操作的同时应用PLC，从而实现自动控制或人机交互控制的生产作业，其总体的集成化程度不高，各个环节系统独立性较强，无法建设成一个总体的控制体系，因此无法达到统一监测及控制的目的。而且其相互之间不能进行信息交换，导致各环节工作不能有效的协调。其中的通讯线路和各项组件的维修困难程度较高，可靠性较差，对整体的生产力水平影响较大，无法实现煤矿工作的统一化自动控制和管理，由于信息的不通畅，无法实现信息资源的整合，从而不能实行合理全面的控制。又由于各个控制系统的来源不同，核心的控制程序书写语言不一致，系统环节之间的协调性较差，纯技术的操作界面导致工人的操作困难。对此，应当建立综合管理的自动化信息系统，全集成自动化系统通过标准的网络架构，以及一致的编程环境，使各工作环节的数据信息形成高度的统一性，其集成的主要方面体现在;组态、编程、通讯、及数据管理。

一、主干网系统

对于主干网系统主要包括;综合自动化系统通信网络，各工作设备控制环网，数据存储、操作员站网络。

其中;综合自动化系统通信网络又称为核心环网，其采用的网络为1000M的工作以太网;在地上和井下以1000M的光纤环网经以太网交换机连接。一般在环网上都设有2个逻辑独立的单环设备，其传输方向相反，在传输的过程中能进行自动切换。信息中心设置网络交换机，配制2个1000M单模光纤接口连接光纤环网。

同时，配制6个10/100MRJ45双绞线接口连接服务器，信息中心内部的其它机器，工程师监控站，视频服务器，维护工作站。依照具体的情况设置环网交换机，在矿井上方的变电所，通风机房，提升机房，上一变电所，井下中央变电所中。

采用双服务器，同时设置多个分站。采用动态软件二次开发作为集中控制平台。矿井下的网络构造，需要重点考虑的是接入点，对井下与安全控制有关联的连接点两台交换机设备。建设区域环网系统，对环网上的各个系统，提供就地的单交换机连接。对于数据处理核心装置采用MOXA模块化千兆冗余型EDS-726系列的以太网交换机。满足了日常工作的高弹性、扩充性需求，帮助用户对使用中的以太网络进行全面的升级。

在整个信息中心系统中，其各项应用工作的展开都得依赖于核心服务器，以及核心交换机，而核心服务器上的所有连接是直接和EDS-726系列以太网交换机相连的。通过VLAN技术将内部的子系统间隔开，采用路由器联合防火墙的阻断方式，对非安全的连接进行阻拦;以此在结合交换机的广播限制，组播过滤等功能，保障其网络环境的安全性。

二、子系统接入

煤矿的全集成自动化系统主要依据每个子系统控制点分布情况，控制方法、对象，以及不同技术控制器的不同特点。通过对子系统分析，了解其设备层接入方式包括5种;

1.连接子系统主机

针对专业性较强的煤矿子系统，管控服务器经以太网、通过OPC/DDE/FTP等接口协议和对应类型的子系统主机相互连接。

2.连接子系统控制器

针对采用PLC控制的子系统，管控服务器经以太网连接器以太网接口，同时在管控服务器中安装PLC的OPC Server，实现信息交互的作用。

3.扩展接入

有些自动化系统没有以太网接口和上位机，不过对此，可采取转换设备的方式，将接口转换为以太网接口。

4.连接PC嵌入式子系统

系统结构较简单，功能好且价格便宜，所以备受人们关注。其在具体的应用中，接入方式和子系统主机连接相似。

5.子网络接入

由于有些自动化系统的本身性能较为成熟，其自身拥有比较一致的接口，通过此接口可与网络传输平台进行有效连接。

此次煤矿的子系统设计应用，由于在变电所工控机串口上安装了一个转换设备，所以能够直接的将其中的信号以太网交换机相连，对于采集的信息资源数据，利用信息中心的计算机中的组态软件进行读取，保障数据的有效运行。

驱动程序的编写要采用上位机组态软件，使其能够对35KV变电所的工控机串口进行有效的读写。对于瓦斯监控子系统而言，为实现信息中心的集中监控，应在地面通讯中控KJJl4添加以太网通信转换模块ADAM-457l。束管检测系统通过SQL和ACCESS来对数据进行存储，其软件只能查找系统数据库，不具上网传输数据功能，因此，需要在系统计算机上安装一块网卡，使信息中心能对系统数据进行访问。采用$7200 PLC作为生产供水泵房控制系统，其经以太网通讯模块，通过相应接口接入到环网交换机上，再通过相关协议，使其系统和监控中心建立通讯。

对于数据的通讯需要先将各自动化子系统和以太网进行线路连接，再经软件进行数据通讯，其数据通讯方式包括：OPC通讯方式，自动化子系统需要具有上位机，且支持OPC SERVER;驱动通讯方式，需要在SCADA软件支持自动化子系统PLC驱动或PLC具备OPC SERVER驱动的情况下，才能进行直接的数据交换;NetDDE方式，其主要是通过windows操作系统对数据信息进行相应的处理，可以进行动态的信息数据交换通汛，同时支持两个应用程序，在进行连续自动交换数据的情况下相互交流，但其方式在传输数据时的稳定性较差，所以，在平时的工作中，对于关键系统工作过程或设备的监控，尽量避免采取此种方式;自主开发，若上述条件都不满足自身煤矿软件从数据通讯，也可进行自主软件开发，通过将原有子系统协议转化为OPC协议来形成数据通讯。

三、集成控制平台

目前，煤矿企业的集成控制平台，其软件系统大都以亚控科技组态为主;原因是其能有效的对工作中各环节的自动化系统进行统一的控制。

通过以太网的网络结构，将整个系统中的控制层和设备层有机的结合，在人机界面的实时监控操作下，对其各个自动化系统进行及时的监测。

控制各系统的I/O。在日常的工作中，对工作数据治疗的存储主要是通过系统内部的数据库，在工作的过程中，及时准确的进行记录工作，在记录的同时也相应的将其内容进行对应的分类归档。继承控制平爱还具有图形编辑的功能，通过对工作中具体设备和数据的监测，形成较为直观的图表数据，再经过控制界面清晰的显示给控制人员，控制人员通过对其显示信息的分析，制定出更加有效的工作方案。

四、结束语

对于当下的煤矿产业，全集成自动化系统的应用，为其日常的生产效益提供了有效的保障措施。随着全集成自动化系统的建成，煤矿企业实现了工作中各环节系统的统一控制，及各环节信息数据的共享功能，使其工作协调性更强。

具有着设备运行稳定，传输信息内容可靠，及系统本身较安全的特点，不仅实现了自动化的工作过程，也实现了信息化的数据管理。提升了煤矿本身的工作效益，同时，也推动了煤矿行业的快速发展。

参考文献

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