矿井综采工作面系统上传接入问题研究

[摘要]针对高产、高效矿井综采工作面自动化要求，研究了现有综采工作面接入全矿井综合自动化系统平台所遇到的问题；提出了一套更加实时、稳定的综采工作面上传接入改进方案，为地面生产、管理人员提供实时的综采工作面生产及安全信息。

[关键词]综合自动化 综采工作面 子系统 监测监控

[中图分类号]TD163 [文献标识码]B [文章编号]1672-5158（2013）06-0268-02

0 引言

随着现代科学技术的不断发展，煤矿开采经历了由最原始的人力开采逐渐过渡到机械化开采、由机械化发展到当今的自动化、打造数字矿山的过程。作为煤矿企业管理生产活动的指挥中枢——生产调度，也必将随着自动化、信息化程度的不断提高，由传统的调度方式转变为现代化的生产调度指挥中心。利用计算机网络技术建立现代化的全矿井综合自动化系统，将大量的生产信息汇集到调度中，实现了煤炭生产的综合调度和生产过程。使调度中心直观、迅速、有效地判断生产过程中存在的问题，准确地下达调度指令，保证矿井生产秩序的正常进行，提高工作效率，增加企业活力，为企业取得更大的竞争力。

1 全矿井综合自动化系统概况

全矿井综合自动化系统能够使煤矿井上下各生产环节的生产工况信息在异构条件下联通与共享，使不同功能的应用系统联系起来，协调有序地运行，使各自独立的监控系统信息整合在一起实现资源共享。全矿井综合自动化系统平台能够实现对全矿井安全、生产的主要环节进行实时监测、监视和必要的控制，实现全矿井的数据采集、生产调度、决策指挥的信息化、科学化为矿井安全生产、有效预防和及时处理各种突发事故和自然灾害提供有效手段，为企业信息化的应用和发展奠定基础。

全矿井的综合自动化网络系统，全矿井综合自动化系统以TCP/IP和Web技术为基础，以开放性、网络化为特征，立足于Web和Intranet（实时数据库和人机操作界面）+Intemet（远程人机交互）一体化，实现企业管控数据流之间的无缝连接，从而使管控一体化解决方案变得简捷和现实可行。全矿井综合自动化系统网络结构图如图1所示：

2 矿井综采工作面接上传入方案研究

2.1 矿井综采工作面子系统概况

综采工作面是现代化矿井实现“高效生产”综合机械化和自动化的作业面。综采工作面环境和设备综合监测是保障煤矿安全、高效生产的重要技术基础。综采工作面的自动化集成监测系统通过现场工业总线将综采工作面的各设备节点有机结合起来，实现了地面调度指挥中心对综采工作面运行情况的远程监控，为井下工作现场和地面生产、管理人员提供实时的井下工作面生产及安全信息，是实现工作面高产、高效、安全生产的有效手段。

2.1.1 矿井综采工作面TK200子系统

TK200系统可实现井下通讯，工作面、顺槽皮带、大皮带的保护、控制、沿线通话、拉线闭锁、故障检测、显示及报警功能。系统采用集中、分布同时控制，达到智能、安全、实用的现场生产要求。TK200集控设备通过RS485接口接人工业以太环网交换机，设在通讯机房的TK200主控机与各胶带集控设备进行数据交互。实现了在网络终端（调度室和办公室）通过浏览器、采用多种方式（图形、表格）监测胶带的开停、电流、电压、闭锁开关状况、跑偏等的功能，并在调度中心通过权限可远程控制胶带的启停。

2.1.2 矿井综采工作面采煤机子系统

采煤机是工作于煤矿综采工作面的重要设备，它的正常运转直接决定着煤矿生产的效率。因此，对采煤机的运行状态进行监测与诊断，及时发现故障及隐患并采取相应措施，是提高采煤机可靠性和安全性的重要手段。通过工业以太网络采集综采工作面的采煤机、及综采面瓦斯浓度、温度、湿度等监测信息，传输至地面上的监测计算机，由计算机进行分析数据，对设备状况及综采面安全做出评估，提高对采煤机的监测效率，对实现综采自动化具有重要意义。

2.2 原有矿井综采工作面子系统上传接入方案

原有矿井综采工作面子系统上传接入方案是：硬件采用485传输模块+以太网络，软件采用Modbus+IFIX+OPC接入方式。现有矿井综采工作面子系统接人流程图如图2所示；系统接入步骤如图3、图4、图5所示：

第一步设置串口485传输模块参数如图3所示：

第二步设置虚拟串口转换协议参数如图4所示：

第三步IFIX软件中接人综采工作面子如图5所示：

在矿井综采工作面系统运行过程中，采煤机及TK200系统数据上传中断问题严重，经系统维护工程师对综采工作面现场实际调研，并就相关问题咨询相关厂家技术人员。分析问题在于综采工作面系统中采煤机及TK200系统，实际运行采用间歇式工作模式，综采工作面生产班，设备运行正常，检修班综采工作面设备断电检修，设备数据中断上传。每次系统检修完成后，工作面设备运行正常，但工作面系统数据上传中断。系统维护人员将Modbus数据采集软件手动重启后，数据上传正常。

2.3 改进后矿井综采工作面子系统上传接入方案

通过对综采工作面系统上传分析，并同综采工作面厂商、全矿井综合自动化厂商等相关技术人员探讨，得出现有的数据采集软件无法实现数据自动续传。最后对现有综采工作面接入方案进行了改造，采用TK200皮带集控OPC数据采集软件替换Modbus软件和IFIX软件，实现了工作面数据自动续传。改进后矿井综采工作面子系统接入方案如图6所示：

皮带集控OPC数据采集软件采集综采工作面数据配置如图7所示：

3 结束语

通过对矿井综采工作面系统上传接入方案的改进设计，不仅实现了煤矿综采工作面主要生产设备的工况及环境实时、高效远程监测；并将综采工作面信息及时传输到地面全矿井综合自动化服务器，通过Intenret网络实现共享，提高了煤矿生产管理的信息自动化程度。

参考文献

[1]OPC Foundation，OPC Data Access Custom Interface Standard（Version2.0）[Z]，1998

[2]孙敏、张成钢、李成铁，OPC技术在组态软件中的应用，制造业自动化2004.2第26卷第2期

[3]王鲲，袁中凡，OPC接口技术在工业自动化系统中的应用[J]中国测试技术，2005（1）：95-97