自动化系统在煤矿生产中的运用

摘 要： 近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，通过实现自动化系统，从而达到高产高效，增强核心竞争力的必然途径，主要阐述自动化系统在煤矿生产中得运用，为和谐矿井的发展提供借鉴意义。

关键词： 自动化系统；煤矿；监控

中图分类号：TU99 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0610138－01

0 引言

在煤矿的生产过程中，自动化系统的存在具有十分重要的意义，其主要意义可以归结为如下三个方面：1）煤矿自动化可以在很大程度上提高煤矿生产效率和煤炭质量，这主要是因为自动化系统具有十分精确的信息检测、数据采集及处理、优化的控制策略，这便使得工作人员可以让设备在比较好的佳状态下进行运行，进而提高机械设备自身的利用率；2）可以提高煤矿生产设备的可靠性，这主要是由于自动化系统中设置了各种控制、故障监测和诊断程序，便可以对各种设备进行统一的操作和控制，进而在一定程度上提高了煤矿生产设备的可靠性；3）节约了不少的能源和人力资源，这主要是因为煤矿自动化系统可以及时的调整和优化设备在工作中的运行状态和周期，进而可以适当的减少设备运行损耗，这对于提高煤矿的生产效益有重要的作用。可见自动化系统的存在对于煤矿的生产具有十分重要作用。

1 煤矿自动化系统的构造

1.1 自动化系统的结构

煤矿生产中采用的自动化系统有其独特的模式，该系统可以实现远程控制、闭锁以及报文传送，同时其也可以对煤矿生产中出现的故障进行一定的诊断，这主要是因为该系统是采用智能化的接口设备，连接着各种生产、安全监测监控系统。

该自动化系统的特点：1）可以实现远程监察，保证实时的监测和管理煤矿井的安全状况和煤矿的生产过程；2）该自动化系统具有接口，该接口可以直接连接至管理信息系统，便可以为各部门提供生产、安全监测监控系统的实时及历史数据查询。

该自动化系统的结构大致的包括信息层（既：管理信息系统）、控制层（既：信息处理系统和生产监测系统）以及设备层（既：调度通信中心、地面设备监控、井下安全监控、供电系统监控），具体的构造图如下：

上述自动化系统中信息层的主要作用在于将一些控制器或者接口、控制软件等连接至企业的信息系统，以便更好的了解各部分的信息状态。自动化系统中控制层的主要作用在于实现具有I/O控制、闭锁以及一些报文传送，同时该控制层也可以实现其它两个方面的功能，其一：实现控制数据和控制器之间互锁的功能；其二：实现非实时关键数据的传输功能。设备层的主要功能在于快速的对设备故障进行诊断，便于工作人员快速的对出故障的设备进行维修，进而提高设备的工作效率。

1.2 自动化系统实施的前提

1）现如今要在煤矿生产过程中实施自动化系统，则需要提高工作人员的自身素质，以便可以满足自动化系统实施后对系统的操作，以及对控制子系统的维护和设备故障排除等的需求。

2）需要借鉴一些成功经验，以便可以根据该单位本身具有的特点而形成一套比较完整的管理制度。

1.3 煤矿自动化系统实现的主要目标

设置煤矿自动化系统的主要目的在于实现地面对煤矿井上下诸多设备的可靠控制。

1）自动化系统是采用光纤组建了煤矿井下工业以太网并形成环网，将井下一系列自动控制子系统接入该环网中，进而在一定程度上形成全煤矿井自动控制信息传输及处理的总集成平台，以便可以对机械设备进行远程的开停控制和监测，提高煤矿井的安全水平。

2）该系统可以实现对煤矿井下重要地点的风速、温度、氧气浓度等的监测，同时也可以实现煤矿井下工作人员的调配和人数统计。

3）由于该系统具有屏幕显示功能，所以可以对所测数据进行统计与汇总功能。

2 煤矿生产中自动化系统的应用

煤矿生产中自动化系统包含的内容很多，比如瓦斯抽放监测子系统、电力监测子系统、矿压监测子系统、机车调度子系统以及计算机网络子系统等。而综合自动化系统则具有将上述各种子系统集成在一起的能力，这主要是由于该综合系统可以为各控制系统提供统一的数据接口，该数据接口采用UDP通信接口，支持各种监测子系统的软件适配，进而可以实现各监测监控系统间的数据交互。以下是该自动化系统在各监测监控系统中的具体运用：

2.1 提升机电控系统

在煤炭矿井安全生产中，提升机是十分重要的一项设备，该设备自身的可靠性、安全性和自动化程度直接关系着煤矿的安全生产，在煤矿生产过程中一旦该设备出现了一丁点的问题，都必须安排工作人员对其进行维修。提升机的监控系统与

自动化系统之间存在2种链接方式，其一：该提升监控系统利用OPC方式链接调度管理中心的网络交换机，进而链接到煤矿生产自动化网络上；其二：提升机监控系统利用Modbus协议来达到与煤矿井自动化系统的衔接。一旦提升机监控系统与自动化系统链接在一起，操作人员便可以在调度中心观测提升机的工作情况，进而更好的了解提升机的工作状态。

2.2 瓦斯监测监控系统

在煤矿生产过程中必须实时的对井下的瓦斯浓度进行测量，以便防止安全事故的发生，瓦斯监测监控系统的存在可以对井下的瓦斯浓度进行比较精确的测定，同时该监测监控系统也具有如下的两项功能：

1）系统不仅可以对瓦斯的浓度进行监测，也可以监测位于采煤掘进面处机械设备、水泵等的生产工况参数以及这些设备的电压、电流等电力参数。

2）该监测监控系统具有显示列表的功能，可以将数据以列表的形式显示在大屏幕上，同时其也具有模拟量实时曲线和历史曲线显示功能，以便工作人员可以很好的观测需要的数据，以及数据的变化趋势等。

2.3 实现数据参数的记录

该自动化系统可以记录下一些数据参数，并且以曲线等形式展示给人们，比如：其可以实现对井下一些变电所设备启停、回路状态、操作记录等参数的集中显示和记录，该系统可以将在变电所监测监控得到的数据参数传输到监控计算机上，显示各个回路电力参数和分合状态，需要注意的是当需要进行分合操作时，工作人员可以直接通过输入口令进行高压柜的分合操作。

2.4 实现对地面选煤厂集控系统的监测

该自动化系统可以检测矿浆的浓度、矿浆的流量以及药剂的添加量等，同时也可以将各种数据进行记录，方便工作人员的分析。

3 结语

随着科技技术的不断发展，自动化系统在煤矿生产中得到了十分广泛的应用，它的存在为建设信息化矿井奠定了良好的基础，其不仅仅可以提高煤矿生产效率和煤炭质量，也可以提高煤矿生产设备的可靠性，同时也可以节约不少的能源和人力资源。可见该系统的存在可以大幅度的提高煤矿的机电一体化设备的性能、可靠性和功能。

参考文献：

[1]孙继平，矿井监控系统现状与全矿井综合监控系统[J].煤炭学报，1997.

[2]胡省三，高新技术在煤矿中的应用[M].徐州：中国矿业大学出版社，1996.