麻黄煤矿综合自动化系统的实现

摘要：煤矿综合自动化集成平台是对外展现企业形象对内集成各种管理予一体的大型系统，能够简便而准确地调用各种信息，能监测监控各种子系统。此平台的建设对提高生产效率、改善产品质量控制、有效利用资源和减少能耗、减人增安、提高矿井生产安全具有重要作用和现实意义。

关键词：煤矿 综合自动化 集成 管理 减人增效

The realization of integrated automation system in Mahuang Mine

ZHOU Feng，DONG Xiang-fa，HAO Yun-ling

Huayang Coal Mine Communication Equipment Co.， Ltd.， Xuzhou 221116

Abstract：Coal mine synthetical automation integration platform is foreign show corporate image of integration management for large-scale systems，can simply and accurately called a variety of information， can monitor various seeds system. This platform construction to improve production efficiency，improve product quality control， efficient use of resources and reduce energy consumption，decrease a person to increase safety，improve the mine production safety is of great importance and practical significance.

Key words：coal mine integrated automation integrate administration the synergism that reduce a person

几年来煤炭工业的发展证明，建设以自动化、信息化为标志的新型现代化矿井已成为煤炭企业提高矿井安全程度，实现高产高效，增强核心竞争力的必然途径。因此，新汶矿业集团麻黄煤矿抓住机遇，在矿井大力建设煤矿综合自动化系统，结合自动化、网络、通信、数据库等技术的最新成果，提出了将生产自动化的各项应用系统统一在一个网络平台上，实现矿井主要生产及安全环节的远程集中监测、监控，保障煤矿的安全、可靠、高效运营。

1、综合自动化系统总体设计

1.1 麻黄矿自动化系统现状分析

麻黄矿目前已安装或即将建设多种自动化系统，如：主排水系统、皮带运输系统、工作面监控系统、电力监控系统、通风压风监控系统、人员定位子系统等。这些监控系统大多是在不同阶段建设，处在相互独立的状态并存在很多问题，如：重复投资、重复建、可靠性差、不利于安全生产、维护检修困难、浪费人力资源、自成体系、信息不互通、不能发挥综合效益等。

1.2 综合自动化系统网络架构

针对上述状况，为了从系统工程的角度整体上对矿山进行统一的自动化管理，防止“信息孤岛”现象，有效整合各种资源和发挥自动化集成的最大效益，需要建立统一的煤矿综合自动化系统平台。要建立系统平台首先要构架一个网络平台，采用工业以太网+现场总线的方式，即把各个控制子系统通过工业以太网接入信息层局域网，共由3层体系构成（如图1）。

（1）设备层：主要采用现场总线方式将现场设备、传感器、变送器、开关、显示屏和操作终端与PLC连接，快速、稳定地与控制层实时交换数据。

（2）控制层：建立一条贯穿于井上和井下的高速以太冗余环网，将各子系统的主机作为工业控制环网的一个节点，使各现场子系统统一整合于基于TCP/IP的以太网中。实现集控中心对全矿生产及相关环节的集中监控，从而实现作业计划、生产调度、资源调度、产能优化、质量管理等各项功能，并实现与上层矿级管理系统（信息层）进行信息交换。

（3）信息层：基于工业以太网，以TCP/IP为协议平台，利用现代IT技术实现更强大的工业控制网络数据管理、Internet接入、远程数据访问及无线网络接入等服务和功能，充分挖掘矿井生产、安全等环节的重要数据，并以企业管理网络为信息交换平台，实现更强大的安全生产可视化和矿井的管控一体化。

1.3 综合自动化系统主要构成

麻黄矿综合自动化系统主要由地面集控中心、地面子系统、井下子系统三部分组成（见图2）。

2、综合自动化系统实现及其效果

2.1 井上压风机集控系统

该系统以西门子300 PLC作为主控核心，留有以太网通信接口，通过工业以太网进入综合自动化平台并组态，在地面集控中心进行控制。

它实现对所有主扇的电量参数、风机参数、环境参数、风速、风量、负压值、液压油站等运行信息进行监测（见图3）；并可远程开停控制，实现通风机房无人值守，达到减人提效的目的。

2.2 井上电力监控系统

该系统可提供485通信接口，通过串口服务器转换为以太网信号，接入就近环网交换机从而入综合自动化平台并组态，在地面集控中心进行控制。

它实现对高低压开关设备的远程开停和在线监测（见图4），实现集控中心对变电所的“四遥”功能（遥控、遥测、遥调、遥信），实现变电所无人化，保证电力供应的安全、可靠运行。

2.3 井下主排水集控系统

井下排水控制系统采用PLC控制主站预留的以太网接口，接入工业以太环网从而进入综合自动化平台并组态，在集控中心实现对水泵的远程启停及在线监测。

它可以真实反映井下水泵房所有水泵和水仓的运行工况，包括每台水泵的运行状态、故障状态、运行时间、水仓水位、电机运行电流和电压、电机温度、水泵流量和压力等参数（见图5）；保证设备的有效运行和维护，实现无人值守。

2.4 井下皮带集控系统

井下皮带集控系统采用现场总线方式连接后通过PLC以太网通信接口，接入工业以太网从而进入综合自动化平台并组态，在地面集控中心进行控制。同时在皮带机头、机尾等重要地点设置摄像头，与井下通信系统、固定电话一起，作为远程控制的监视、联系手段。

皮带集控系统集成后能够实现对皮带的自动、手动控制，同时监测皮带机的电流、速度、拉绳、跑偏、堆煤、烟雾等保护（见图6），同时实现开停记录、操作记录、报警查询的功能。

2.5 井下工作面监控系统

该系统通过矿用本安型综合接入为网关将工作面监控系统核心控制器提供的485或CAN信号转换为光纤以太网信号，就近接入井下工业交换机，通过综合自动化网络将数据传输至集控中心数据采集服务器。

工作面监控系统集成后能够实时反映每个支架的工作参数，包括乳化液泵站工况、支架伸出长度、支架承受压力、采煤机运动方向、采煤机运行速度、采煤机所在支架号、采煤机所在位置及设备开停状态等关键参数，为远程控制提供可靠依据（见图7）。

3、结语

麻黄矿综合自动化集成平台建成应用后，能把各个子系统有机整合在一起，能使矿井各生产环节工况信息和人员物资管理信息在统一平台集中显示，集中自动控制，能实现各系统信息共享及关联数据的深入挖掘、分析，从而达到“管控一体化”和减员增效的目的。

参考文献

[1]夏良.大佛寺煤矿综合自动化网络系统的实现[J].煤炭科学技术，2007（11）.