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煤礦綜合自動化論文:煤礦綜合自動化數據集成平臺建設的思考

【摘 要】煤礦綜合自動化系統的建立是煤礦信息化建設的基礎，要真正實現煤礦企業信息化與工業化兩化深度融合，就必須把這些松散的生產自動化子系統、安全監測自動化子系統、井上下監測系統等進行集成，使各子系統采集到的數據和圖像存放在統一數據存儲平臺內，形成統一的安全生產調度指揮平臺，實現綜合調度和集成管理，為煤礦安全高效生產提供科學決策依據。

【關鍵詞】綜合自動化；信息化；數據集成；平臺建設

隨著電子技術和計算機技術的發展和普及，企業的信息化程度已經成為決定企業效益和國家經濟增長的戰略資源，利用信息技術提高企業管理效率和管理水平，提升企業核心競爭力，已經成為國家和企業關注的熱點。當前，國內煤炭開采環境日趨復雜，開采深度不斷增加，開采成本不斷加大，勞動密集型的勞動體制和粗放型的管理方式，使煤炭企業的可持續發展受到嚴重挑戰。近幾年，作為兩化融合的重要組成部分，國內煤炭行業綜合自動化系統建設發展十分迅速，水平逐步提高，但大多數仍處在分散控制階段，信息集成度低，數據挖掘不夠，井下作業仍處于勞動密集型階段。為了降低成本，實現本質安全高產高效、在國際競爭中立于不敗之地，加大數據集成和管理集成力度、實現“生產過程自動化、經營管理信息化，科學決策數字化”已經成為煤炭企業發展的必然趨勢。

1 確立建設和集成方案，做好單機自動化系統建設

單機自動化是整個自動化系統建設和集成的基礎。信息化管理職能部門要對礦井各主要生產系統，以及設備情況、軟硬件的設施、應用系統的廠家、現有子系統的應用情況等進行詳細的摸底核實，對于以前建成的自動化子系統具體問題具體分析，對新建的單機自動化子系統要嚴格把關，要求建設廠家能夠提供兼容的、開放的接口，明確要建設、改造和接入的自動化子系統，規劃信息傳輸平臺、數據存儲平臺以及數據集成平臺的建設方案，并且對數據存儲方式作統一的規劃和安排，確保數據挖掘和系統集成的順利進行。

2 整合生產子系統，實現生產過程信息化集成

生產子系統主要包括工作面監測系統、膠帶機控制系統、提升及裝卸載集控系統、地面儲裝運系統和洗煤廠集控系統、礦山供電系統、大巷軌道運輸系統、大型固定設備集控系統等，通過對這些系統的集成，實現從煤炭采掘、運輸到原煤入洗生產全系統的數據監測監控。根據工作面監測系統，掌握采煤、開掘工作面的瓦斯、風量、溫度、以及采掘機械設備的情況，指揮一線生產；通過井下膠帶機控制系統，了解目前各膠帶機控制系統、煤倉煤位、給煤機、大型設備的運行情況，及時安排煤炭的運輸及遠程控制運輸系統的起停；通過提升及裝卸載集控系統，掌握提升及裝卸載設備的健康狀況，以及當天的出煤量，并可以根據現場情況，遠程開停提升及裝卸載裝置；通過地面儲裝運系統，了解地面膠帶機和設備的目前狀況，并根據煤種和各煤倉的倉位，決定煤流的方向；通過洗煤廠集控系統，控制和監視入洗煤的數量、入洗設備狀況和洗精煤的儲存等；通過大型固定設備集控系統掌握各通風系統、壓風系統和排水系統的運行狀況及存在的問題，保證礦井通風壓風排水系統的安全運行；通過礦井大巷軌道運輸系統，了解各個礦車的運行情況和安全情況，并通過無線傳輸向礦車司機指令實現礦車的調配；通過供電系統的運行，實現了對礦井供電系統的監測監控，實現遙測、遙調、遙信、遙控的功能，對礦井防掉閘、短路等事故的發生起到很好的預防作用。

通過對生產系統全過程的集成，實現對整個生產流程的控制，如果中間一個環節出現故障，或者某一個設備出現報警，就可以立即安排相關環節作出調整，同時，也可以及時掌握各生產單位的生產環境、及時考核各生產單位的生產情況、采煤數量。通過生產管理的集成，既提高了管理效率，也為安全高效生產的安排提供依據，為預防事故的發生提供了最可靠的參考。

3 整合安全監測子系統，實現安全監測信息化集成

通過對人員定位系統、安全監測系統、井下應急廣播系統的集成，實現安全監測信息化集成。當事故發生時，人員定位系統會根據安全監測系統檢測的數據，自動判斷人員是否需要撤離，當參數超過預置閾值，自動利用井下應急廣播系統播放撤離信息，并向調度人員反饋危險信號。調度人員根據人員定位系統所提供的圖表、圖形，迅速了解有關人員的位置情況和礦車分布情況，通過井下應急廣播系統，快速通知井下人員撤離的方向，并利用礦井大巷軌道運輸安全綜合保障系統調動礦車到危險地區接應撤離的職工，讓他們快速安全撤離，及時采取相應的救援措施，達到安全生產、快速救援的效果。

4 整合視頻監測子系統，實現工業電視系統集成

視頻通訊技術在煤礦生產中得到廣泛的使用，由于前期缺乏統一規劃和管理，相關部門根據各自所需，自行設計安裝，視頻設備廠家各異，網絡重復敷設問題十分嚴重，造成資源的浪費，也不能形成網絡互通，資源共享。為了解決這個問題，綜合自動化建設工程除了把這些視頻系統整合起來之外，還要在原煤生產流程的關鍵部位、采掘頭面、重要搭接點、大型設備峒室、乘人點等安裝攝像儀，并在調度集控中心和相關單位計算機上顯示相關圖像，加強對生產過程、生產安全設施和職工行為的監管，并根據現場圖像內容作出進一步的處理措施，以達到減少事故、避免事故的作用，使調度員可以隨意切換，第一時間掌握重點頭面、重要崗位的監控信息和安全監測情況。

視頻監控主要用于主運輸設備運行狀態的監視。工業電視系統主要由井上部分、井下部分、調度室主控部分及流媒體部分組成。

工業電視系統必須具備的功能：

1）管理服務功能

對整個網絡監控系統的信息進行統一處理，其中包括信息的設置、信息的記錄、信息的存儲、信息的轉發及信息的查詢。對監控地點及用戶信息的編輯，包括新建、修改、刪除。對用戶進行權限設置，對用戶的操作請求進行權限認證，并實時記錄來自客戶端的操作，同時生成操作日志，并可對其進行維護與查詢以及巡檢與校時功能。

2）流媒體服務功能

通過流媒體視頻服務器，通過網絡接口與遠端編碼器相連，實時接收視頻流數據，并臨時存儲在緩沖區，根據客戶端的請求，把緩沖區的視頻數據轉發給客戶端，從而完成流媒體的播放和傳輸。

3）視頻監控功能

視頻監控模塊是系統的主要客戶端軟件，根據不同設置可以實現類似主控和分控功能。具有遠程設置DVRDVS參數、遠程實時瀏覽視頻圖像、遠程控制云臺及鏡頭以及視音頻文件的回放等功能。

4）硬盤錄像功能

工業電視系統能夠實現硬盤錄像功能，以備查詢，且檢索方便，可以復制，根據需要，設置錄像可以保存的時間，并可以方便的對存儲的流媒體文件進行WEB管理。

5 深入數據挖掘整合，實現綜合調度指揮

為了實現全方位的綜合管理，綜合自動化系統還必須建設綜合調度指揮平臺。綜合調度指揮平臺主要負責把接入的信息進行實時數據采集，利用信息融合技術、故障診斷技術、專家系統分析等技術對數據進行處理，并以良好的人機界面進行控制、顯示和查詢。主要功能如下：整合綜合自動化各子系統和大型設備運行情況、起停情況、設備參數、故障情況、報警情況、以及錄像信息。

綜合調度指揮平臺負責將實時、歷史數據信息進行分析綜合，然后對各系統進行隱患預測、規律總結，并將信息在有效時間內以數據列表和曲線圖的形式提供給系統中的相關用戶，為用戶進行設備檢修和采取必要措施提供決策依據。系統可以查詢任何系統中設備的開停情況，如開停時間、次數等，可查看累計量信息及統計圖表，還可查看整個系統的網絡故障信息，方便用戶管理。系統可將各子系統顯示的各類實時動態、動畫等圖形轉換為HTML或XML，通過IE瀏覽。

當系統出現故障和報警的時候會自動彈出窗口或彈出報警條，根據用戶自定義的等級嚴重性排序，并提供聲光報警，依據其影響程度進行分類、分級。對所有涉及系統配置操作，對子系統實施控制的操作及一些重要的操作，系統都進行完整的記錄，包括操作時間、操作者、操作碼及描述、節點名等。為系統的事故追查及重演提供重要的信息。系統能自動統計出任何一個時間段的報警故障以及操作記錄。

綜合調度指揮平臺具有綜合各子系統的數據，實現對煤的生產過程進行全過程監測，包括采掘工作面、膠帶機及大巷運輸、提升及裝卸載、地面儲裝運、動力洗選等全過程的監測。

綜合調度指揮平臺為礦井提供聯動預案調度系統，當各個子系統發生報警信號時，根據預先設定好的預案，自動彈出預案提示，使調度指揮人員及時正確的處置事故，在礦井允許的情況下還可調用指定子系統，進行聯動，及時高效的應對突發事件。配置聯動報警預案，為管理人員提供靈活自由的設置，提供報警信息和聯動預案動作的查詢，便于管理人員管理。

綜合調度指揮平臺必須具備與集團公司總調生產調度系統和安全監測系統進行連接，統一數據傳送格式，在集團公司安全監測系統中能讀取生產礦安全監測系統、人員定位系統和工業電視系統所需的全部數據。

安全生產調度指揮平臺通過對自動化子系統中生產系統、輔助系統、安全系統、工業電視系統、經營管理系統等數據的集成，以圖形和表格方式進行數據的綜合性展示，形成全礦安全生產系統圖、各專業子系統圖、指標分析、生產趨勢圖，具有報表管理、圖紙管理、歷史數據分析、系統預警管理、系統故障管理、數據聯動分析、系統效能分析、設備工況預警分析、領導帶班管理等功能，實現對現場的遠程監測監控、集中調度管理等日常管理業務。通訊系統實現應急電話、無線通訊和有線電話三網合一，調度中心可通過任何一種途徑實現對現場的調度指揮。

生產系統、安全監測、工業電視、經營管理系統等各信息化系統集成后，各子系統采集到的數據和圖像均存放在統一數據存儲平臺內，通過統一的安全生產調度指揮平臺，礦調度人員和決策人員可以非常方便查詢到所需要的各種信息，掌握企業的生產經營情況和實時動態，查詢各種歷史數據和圖像，并根據綜合信息對生產系統進行協調指揮，為科學決策、快速反應提供可靠的數據保證。

煤礦綜合自動化論文:綜合自動化系統在馬營煤礦的應用

摘要：介紹了礦井綜合自動化系統的原理、結構、特點以及子系統接入與數據采集方式，并詳細闡述了綜合自動化系統在馬營煤礦的應用，給出了各子系統的具體接入方式以及實現的功能。

關鍵詞：綜合自動化；工業以太網；監控系統；PLC控制系統；Modbus協議

0 前言

中煤集團山西金海洋能源有限公司馬營煤礦，原先屬于個人企業，被中煤集團兼并重組后，目前正在做技改建設。為將礦井建設成為高產高效的現代化礦井，礦上進行了全礦井綜合自動化系統的建設。

礦井綜合自動化系統將各子系統監控數據運用統一的網絡傳輸平臺，統一的接口，統一的通信協議，統一的編碼方式，構成統一的數據存取模式。對監控數據采用組態方法，在統一的監控系統平臺上為礦井生產調度用戶創建形象、直觀的生產動態監視畫面，實時顯示礦井生產工況和環境監測數據，同時支持數據WEB方式瀏覽，可以通過網絡接入到公司信息網，供公司領導掌握生產狀況和查詢相關信息。工程師也可以在專用工作臺上通過切換的方式，對整個綜合信息系統進行維護。

1 綜合自動化系統結構

礦井綜合自動化控制系統是整個礦井信息“大腦”，它需要一個快速、安全、運行可靠的網絡平臺為大量的信息流動提供支撐，同時要有一個功能全面的安全生產信息應用系統為礦井安全生產的科學調度提供決策支持。綜合自動化控制系統采用三層網絡體系結構，包括資源管理層（信息層）、過程控制層、操作執行層（設備層）。

資源管理層（信息層）：其主要目的是利用操作執行層（設備層）提供的大量生產信息使企業各個實體能夠不受地域的限制對工廠局域網中的各種數據進行監控，并對這些數據進行進一步的分析和整理，為相關的各種管理、經營決策提供支持，實現管控一體化。目前，資源管理層（信息層）實現的途徑就是通過企業外部網（Internet）和企業內部網（Intranet）。由于涉及實際的生產過程，必須保證網絡安全，因此這一層還要采用防火墻、用戶身份認證以及密鑰管理等安全技術。

過程控制層：是采集服務器和各個子系統主機或控制器之間利用OPC/DDE/FTP等協議方式傳輸控制信息命令，相互握手的一個過程。控制層不僅僅是命令的傳輸，需要信號采集的歸類、邏輯判斷，完成各種控制、運行參數的監測、報警和趨勢分析等功能，用戶能隨時通過執行工作站查詢網絡運行狀態以及現場設備的工況，對生產過程進行實時的遠程監控。賦予一定的權限后，還可以在線修改各種設備參數和運行參數。過程控制層通常可以獨立工作，主控設備本身具有或通過擴展接口可以接入到綜合自動化控制系統中。過程控制層的功能一般由計算機完成，為實現先進控制和遠程操作優化提供支撐環境，例如實時數據庫、工藝流程監控、先進控制以及設備管理等，就本項目而言過程控制層對應各子系統計算機主機或控制器。

操作執行層（設備層）：通過工業以太環網或現場總線與過程控制層相連，使得底層測控信息能夠與過程控制層實時交換數據，完成這一層功能的關鍵技術是以太網與底層現場設備網絡間的接口，以及底層數據包的正確解釋和傳輸。

2綜合自動化系統特點

（1）異構系統的互聯互通

分別在網絡級和串口級提供了多種符合國際主流標準的接口方式，便于各種子系統的接入，實現最大限度的信息共享。它能夠集成不同廠家的硬件設備和軟件產品，實現各系統間互操作，并將各系統數據集成。

（2）先進的體系結構

采用B/S模式設計，支持數據WEB方式瀏覽，通過網絡方便礦領導和各生產職能部門隨時掌握礦井生產動態和安全狀況方便管理層實時查詢、分析和決策。

應用系統采用三層或多層架構，遵循統一數據出口和統一數據入口的原則，通過統一的一站式服務門戶對外給用戶提供閉環式服務和共享機制，對內整合各業務應用系統。通過對上層應用服務的請求，調度下層業務邏輯及其相關業務系統的資源，完成以事件為驅動的工作流和數據流的運行。

（3）統一的系統集成平臺

以信息集成平臺為核心，將實時數據流在企業統一信息平臺上集成起來。同時，針對統一信息平臺開發各種綜合應用，形成集成化、網絡化應用。各種圖形、圖像、報表信息都可以通過Web的方式在任何一臺終端統一瀏覽，統一界面。

（4）統一的數據倉庫

在集成化的數據管理中，數據一旦被輸入，在整個系統中都可以使用。這是因為所有的數據是在一個數據庫中進行管理的。這樣就大大提高了工作效率，降低了工程的實施難度。

在軟件上使用SQL2008數據庫，在硬件上使用高配置服務器，并配備高容量的存儲空間，主要用于存儲各子系統數據，形成一個統一的數據倉庫。

（5）安全性

充分考慮系統和數據的安全性。系統具有較強的身份認證、授權、加密等機制、完善全面的事件日志、數據備份和病毒防護功能。

采集服務器和數據服務器冗余和雙機熱備，保證數據的安全。采用防火墻、網閘、殺毒軟件對系統進行全方位的保護。

3 數據采集

本系統將各控制子系統無縫集成，系統提供統一的數據接口，每個子系統用一個軟件適配器與綜合系統平臺數據交互。數據接口采用標準的接口，系統架構是全開放的，擴展能力很強。

煤礦綜合自動化系統的數據采集主要有以下三種數據接入方式：

OPC：OPC（OLE for Process Control）是被工控領域廣泛遵循的一種標準，它規范了應用程序與現場設備或數據源之間數據存取的接口協議，它是基于微軟的組件技術（COM/DCOM）設計，采用C/S體系結構。它既可存取本地OPC Server的數據，又可存取分布在網上其它節點的OPC Server的數據，并且具有高效、安全的特點。它是目前存取現場數據最理想的方法。數據集成時，可采用系統的OPC Client模塊直接與具有OPC Server的現場監控子系統存取數據。

NetDDE：基于網絡的動態數據交換（DDE）技術，也采用C/S體系結構。它既可存取本地DDE服務器數據，又可存取分布在網上其它節點的DDE服務器，它比OPC在速度和安全性方面要遜色。但對一些動態刷新系統它仍不失為一種簡單有效的方法。數據集成時，可采用系統的DDE客戶模塊直接與具有DDE服務器的現場單元系統存取數據。

FTP：監控子系統將實時數據周期性地寫入指定的共享文件中，文件的結構符合統一的信息描述，數據集成服務器可存取共享的文件實現與現場監控子系統的數據交換。

4 結語

系統建設完成后能夠使馬營煤礦井上下各生產環節的生產工況信息在異構條件下進行聯通與共享，能夠使不同功能的應用系統聯系起來，協調有序運行，使各自獨立的監控系統信息實現共享。

該綜合自動化平臺具有“集中管理，分散控制；監控全面，使用方便”的特點。不僅使礦井各生產自動化系統的可靠性大大提高，而且也提高了生產效率，并達到了減員增效的目的。

系統建設完成后實現了對全礦井安全、生產的主要環節進行實時監測、監視和信息匯總，實現全礦井的數據采集、生產調度、決策指揮的信息化、科學化，為礦井安全生產、有效預防和及時處理各種突發事故和自然災害，提供有效手段，為企業信息化的應用和發展奠定基礎。

煤礦綜合自動化論文:分析煤礦綜合自動化平臺的設計與實現

[摘要]根據煤礦綜合管理自動化的結構要求，把煤礦的各個子系統統一結合，構建煤礦的自動化系統，同時，再把煤礦的環境信息、安全信息和設備的信息統一在這個系統平臺上，從而實現整個礦井的綜合系統的自動化和系統軟件的組態化設計。

[關鍵詞]煤礦、自動化、設計

為了提高煤礦的生產效率，保證生成的安全進行，絕大多數煤礦都安裝了煤礦綜合自動化系統，但是，各個系統之間各成體系，沒有很好的結合，均衡、和諧的發揮各個系統的作用，因此，導致了這個綜合系統在實際的使用中存在很多問題。

一、存在的問題

（一）重復投資

煤礦綜合自動化平臺的建立是通信線路和組態軟件的構造過程，這個過程中存在很嚴重的重復投資和重復建設。

（二）人力資源浪費

煤礦綜合自動化平臺是各個子系統的組合體，各個子系統相互獨立，都需要專業的人員進行維護和操作，這就存在很大程度上的人力、物力、財力和精力的浪費。

（三）缺乏穩定性

由于煤礦綜合自動化平臺的各個子系統之間是相互獨立，所以造成該系統的整體穩定性差，整體可靠性低，不利于煤礦的安全生產。

（四）信息閉塞

也是由于煤礦綜合自動化平臺的各個子系統的相互獨立，各個子系統自成體系，各個系統之間的信息不能有效的交流和共享，從而嚴重影響了整個系統的綜合作用。

（五）維護工作量大

由于煤礦綜合自動化平臺由各個子系統構成，各個子系統都需要精心的維修和維護，所以，從這個角度來說，各個系統的維護和維修的工作量非常大。

二、煤礦綜合自動化系統的目標

（一）通過煤礦綜合自動化系統保證煤礦井上和井下的各個環節的生產情況能夠有效的集成并反應出來，通過礦井安全的監控、人員的安排定位等子系統的數據整合，實現相關數據的整合和評估。

（二）通過煤礦綜合自動化系統檢測各個子系統內部的運行狀況，并分析相關的生產參數，并通過連接公司局域網，實現對各個子系統的內部控制，交流各個子系統之間的信息。從而保證各個子系統的網絡化控制，企業的現代化管理。

（三）通過生產調度中心的集中監控，對井下的各個系統實現無需真人值班、留守，通過系統的定期和不定期的巡視和維護來監控井下系統生產狀況，從而實現整個煤礦綜合自動化系統的一體化。

（四）對著經濟的發展，科技的進步，煤礦綜合自動化系統應該根據需要不斷的更新、換代或者升級，以此來保障煤礦綜合自動化的發展需求。

三、系統結構

煤礦綜合自動化系統由設備、控制和信息構成，控制是維系設備和信息的紐帶和關鍵，整個系統通過設備的基礎管理反映到控制平臺，最后反映到信息平臺，從而為生產者和管理者提供生產和管理依據，也保障了企業的安全發展。

信息的收集整合是整個綜合自動化網絡的高層目標，它主要是采用1000M工業以太網技術，以TCP/IP作為信息的傳遞介質，傳輸協議，把所有的信息通過WEB服務器連接、匯總，并傳到企業管理層，從而實現管理層對企業一線數據的掌握和管理。

控制作為整個系統的中間環節，采用智能控制設備，必須確保該系統的高可靠性，以此來適應井下工作環境的特殊性，并保證井下工作的安全性。與此同時，必須考慮到各個子系統的兼容性和適應性。

四、設計方案

煤礦綜合自動化系統的設計必須考慮到各個子系統的兼容性，還要注意各個系統的實用性等諸多問題，所以煤礦綜合自動化系統的建立包括網絡傳輸、子系統的接入和軟件集成。

（一）網絡傳輸

此平臺的建立要求具有實時n生、開放性和可靠性，平臺建立過程中還要充分考慮到該平臺的一下特點：選擇通用性較強的設備；選擇開放性的標準設備；選擇可靠性高的網絡；保障產品的一致性。

1 光纜選擇

建議全部采用單纜，地面的可以采用12芯的作為千兆工業以太網絡的傳輸鏈路，井下則建議采用36芯的光纜作為傳輸線路。

2 交換機的選擇

網絡交換機有骨干交換機和分支交換機之分，骨干交換機組成主干環網，分支交換機構成分支網，建議交換機的安置選擇干燥，空氣流通性好的固定機房，

3 服務器的選擇

在滿足系統基本需求的情況下，盡可能的使維護簡便，盡量預備備用系統，以便保證任何環節出現故障時，不必停止整個系統來進行維修或者更換。

（二）子系統接人

1 硬件接人

硬件接人可以采用以下三種方式：上位機接入，即對于已經建立并且發展成熟的專業性較強的子系統采用直接通過統一的網關接口接人環網；PLC接口接入，即通過增加PLC以太網模塊的方式，直接連接進附近的交換機；擴展接人，即通過對子系統支持接口增加接口轉換裝置，從而把子系統接口轉化成標準的以太網接口接人環網。

2 軟件接人

軟件接入要求所有的子系統必須是軟件統一接入，并且要采用統一標準的OPC接口，軟件接入的過程中一定要考慮到軟件接人的以下特點：各個系統既統一又獨立，確保其中某個系統出了問題后，可以不停止整個系統來進行維修。換句話說，確保某一個子系統損壞時可以盡可能小的影響整個軟件系統；已建子系統只要能滿足RJ45和OPC接口要求，就能無縫接人；考慮以太網的兼容性和可靠性。

（三）軟件集成

軟件集成是煤礦綜合自動化系統的主要內容，構建煤礦綜合自動化平臺需要運用Intouch組態軟件，通過統一的軟件監控系統平臺實現對子系統設備運行情況的監控，同時存儲相關歷史數據，確保管理者對各個子系統的顯示、控制、分析和決策。

五、結束語

利用集成化的信息處理平臺，發揮各個廠家的硬件和軟件的優勢，實現各個系統之間的連接，實現企業信息系統和工業監控現場的無縫連接，把煤炭生產、管理的各個環節統一在這個平臺上，形成統一、完善的郵寄整體，確保高產、高效的生產。

煤礦綜合自動化論文:淺析煤礦綜合自動化信息化建設應用中認識上存在的一些問題

[摘要]隨著電腦網絡技術的不斷提高以及在煤礦企業中普遍的應用，礦井的綜合信息化自動化技術步入煤礦企業已經是歷史的必然發展趨勢了，本文就以煤礦的信息化以及自動化系統的構成、建設以及應用等認識上存在的某些問題進行剖析，達到拋磚引玉的功效、煤礦產業是支撐我國經濟發展的一個比較基礎的能源型工業，同時它也代表了我國勞動密集型產業，這個產業生產環節多，人員的素質比較低，但是勞動的強度比較大，工作的效率低下；生產的環境比較復雜和惡劣，同時存在著各種各樣的地質安全威脅；安全的壓力比較大，同時管理的水平以及技術含量普遍偏低，成為了為什么煤礦業不能告訴發辰的瓶頸。

[關鍵詞]煤礦綜合信息化自動化 煤礦建設 存在的問題

1 前言

近些年來，伴隨著計算機網絡技術的不斷提高以及煤礦企業中普遍的應用，這一阻擋煤礦產業高速發展的“瓶頸”有希望發生質的變革。煤礦的礦井綜合信息化的技術革新，就是借助計算機信息管理的平臺對煤礦生產中的各個環節、井下環境的安全參數以及設備運行時的狀態等等重要的生產參數實現實時監測、控制以及分析，使得煤礦能在最大的限度內實現安全、高產以及高效的有效統一，是科學發展的必要以及構建和諧社會所必要的重要方面。綜合信息化自動化在煤礦礦井的廣泛應用給煤礦企業的管理造成了天翻地覆的變化，改變了傳統意義中的管理方式，使得各個煤礦企業都快速的實施了礦井的綜合信息化以及自動化的管理技術，但是在這股浪潮之下也反映出了不少在認識以及使用上的問題，這些問題都急需及時的解決。

2 JE確認識煤礦綜合自動化信息化建設的真正內涵

2.1綜合自動化信息化有比較強的實用功能

礦井的綜合自動化信息化建設內容包含的非常廣泛的，就一般情況來說，包含了兩個方面：一個就是各管控子系統，二就是綜合自動化信息化的信息平臺。各管控子系統就是針對煤礦中不同種類的電氣、機械的設備進行管理、控制以及監控的子系統，它們都是一個一個比較分散的獨立系統，自己各成一個體系，自我掌控和運轉，來實現各個管理信息的采集以及傳輸。然而綜合自動信息化的信息平臺，它的與各個管控子系統之間的關系就像是大腦與肢體的關系，相互的交融，缺一不可。子系統能及時的為平臺提供數據，然而平臺同時能充分的利用各個管控子洗頭膏來進行數據的綜合分析，被相關的管控子系統利用，同時也為管理和指揮提供決策的根據。

2.2煤礦綜合自動化信息化的管理系統整體的顛覆了傳統管理模式

煤礦綜合自動化信息化的管理系統模式從實質上看，自動化信息化的管理系統是一種全新的管理模式的體現，但是表面上只是先進管理的手段之一，兩者關系類似于機械化的生產本質與小農經濟的區別，是先進的新生產力代表，同時也是煤礦綜合自動化信息化現代化的管理模式的必經之路。但是在還沒有實施煤礦綜合自動化信息化的管理系統之前，煤礦的指揮中心主要是通過了網絡系統能夠被動的接受信息來進行以人工呼叫的方式進行事物處理。這樣即使存在數量一定的計算機網絡的應用，但是系統一直都是以配角的身份來進行的一些數據備份、下井考勤等等的工作。這樣使整個煤礦的管理系統指揮中心出現雜亂和邂逅的現象，幾乎也都是窮于應付。

但是在建設好煤礦綜合自動化信息化的管理平臺之后，就可以根據各種監控設備以及井下視頻做到井下各現場同步監控，還可以了解和掌握到各種類型的井下作業生產的安全環節的檢測數據，使得綜合系統做到有效的決策，超前預防。而且還可以通過系統指揮中心展示的井下安全生產的狀態來分析各個系統之間的數據，這樣便于智能的對井下進行控制。總之，煤礦綜合自動化信息化的管理模式具有實時型、現場型、智能化、預測性等的特征。

所以，我們在建設煤礦綜合自動化信息化的管理系統的本質就是要建設煤礦的管控和現代化調度指揮一體化的管理體系。計算機深入的應用網絡信息技術使計算機更加符合現代化、科學化的管理方式。但是計算機的網絡管理系統只是一種手段，真正體現內涵的還是煤礦綜合自動化信息化管理模式的變革。

3 結束語

現在的社會是一個注重互動、依賴技術的信息時代，傳統出版企業和數字出版已成為了一種必然的趨勢。因此，在未來的一段很長的時間里，數字出版和傳統出版這兩種形式會長期互為補充，相互并存，并且結合兩種形式共同發展，使得計算機真正的體現出煤礦綜合自動化信息化管理模式的內涵。在調整經營思路以及確定媒體的觀念同時還需要尊重市場的準入原則，以推動出版作為傳統出版企業的主要任務。總之，解決出版怎樣才能不被數字化淹沒的問題已經迫在眉睫。

煤礦綜合自動化論文:淺談綜合自動化技術在煤礦中的應用

摘要：煤礦安全問題不僅關系到生產企業的自身利益，更重要的是關系到工人們的生命安全，煤礦企業生產安全是各方面都高度重視的問題，特別是煤礦井下地質及工作環境惡劣，機械設備較多，而自動化的總體水平相對滯后，煤礦自動化已成為煤炭企業及煤礦生產發展的重中之重。本文主要闡述了煤礦變電站綜合自動化、煤礦機械的電氣自動化、集中控制系統、煤礦安全和監控控制系統。

關鍵詞：自動化技術；變電站；煤礦機電；應用

一.前言

隨著供電系統的迅速發展，對各供電系統監視控制的可靠性、準確性、快速性、選擇性等要求更高了。要提高運行的經濟性和可靠性，最根本的就是提高運行管理的自動化水平，實現綜合自動化。所謂綜合自動化，就是廣泛采用微機保護和微機遠動技術，分別采集模擬量、脈沖量等非電量信信號，經過功能的重新組合，按照預定的程序和要求實現監視、測量、協調和控制自動化的集合體和全過程，從而實現數據共享和資源共享，使設計簡捷、布局緊湊，運行更加安全可靠。在煤礦中，礦井電網實現調度自動化、實現無人值守變電站及煤礦機械的電氣自動化，也是其發展的必然趨勢。煤礦綜合自動化系統基本內容包括:實時采集各種部件的電壓、電流、功率及其他模擬量等和各斷路器的分、合狀態，在此基礎上實現系統的監視和監控，根據實時采集數據，進行各種模擬和計算，以決定安全和經濟運行方式。

二．煤礦綜合自動化的概念

綜合自動化系統指的是通過執行規定的功能來實現某一給定目標的一些相互關聯單元的組合，實現對二次設備的功能進行重新的組合和優化設計，從而對全部設備的運行情況執行測量、監視、控制和協調，進而來提高設備的運行效率和管理水平的一種綜合性的自動化系統。其能夠保證系統的安全和經濟運行，在安全性能上和經濟性能上有更好的保障。

綜合自動化系統是應用現代電子技術和自動化技術對礦井生產過程實現全面監控的系統，把采掘生產設備監控系統、皮帶運輸監控系統、輔助生產設備監控系統等子系統數據進行集中監控，實現生產及輔助生產各運行參數的統計并上傳至礦區辦公局域網，這樣使得煤礦生產和管理更加科學高效。同時將一些主要生產數據和安全情況向上一級管理部門進行匯報，上一級管理部門可以通過這些數據對煤礦進行遠程實時監視。出現緊急情況發出告警信號。

三．煤礦綜合自動化的主要內容

煤礦變電站綜合自動化是將二次設備(包括繼電保護、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置及遠動裝置等)經過功能的組合和優化設計，利用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術和信號處理技術，實現對全變電站的主要設備和輸、配電線路的自動監視、測量、自動控制和微機保護，以及與調度通信等綜合性的自動化功能。變電站自動化系統是利用多臺微型計算機（包括單片機等）和大規模集成電路分級分部式自動化系統，它以微型計算機為基礎，實現對變電站傳統的機電保護、測量手段、控制方式以及通訊和管理模式的全面改造。變電站綜合自動化系統具有功能綜合化、結構微機化、操作監視屏幕化、運行管理智能化和通訊網絡化等特點變電站綜合自動化系統內各個設備間能實現相互交換信息、數據共享，能夠完成變電站運行的監視和控制任務。功能的綜合是其區別于常規變電站的最大特點,它以計算機技術為基礎, 以數據通訊為手段,以信息共享為目標。變電站綜合自動化系統取代了變電站的常規二次設備是大勢所趨。變電站綜合自動化系統簡化了變電站的二次接線，它是提高變電站安全運行水平、降低其運行維護的成木、提高其經濟效益的一項重要的技術措施。

水泵電控系統，采集參數：電機電壓，電機電流，故障，開停,電機溫度,進水壓力,出水壓力,真空壓力,進水水位，開關位置信號等。采集方式：PLC控制或分站式數據采集；接入方法：直接接入或轉換規約。

瓦斯監測監控系統，采集參數：瓦斯濃度，風速，環境溫度，負壓，水位，設備開停，風門開關，饋電開關，電壓，電流，風筒開關，軸溫，抽放管溫度，抽放管壓力，抽放管瓦斯濃度，抽放管流量，故障報警等。采集方式：采用規約轉換或讀數據庫的方式均可；接入方法：TCP/IP通信。

提升機電控系統，采集參數：安全回路、實時速度、電流曲線、電壓、電流、故障、開停、電機溫度、PLC狀態、開關量、模擬量、鉤數、提升容器位置監測。采集方式：PLC控制或分站式數據采集；接入方法：直接接入或轉換規約

風機電控系統，采集參數：電機電壓，電機電流，故障，開停,電機溫度,進水壓力,出水壓力,真空壓力,進水水位，開關位置信號。采集方式：PLC控制或分站式數據采集；接入方法：直接接入或轉換規約。

鍋爐電控系統，采集參數：鍋堂溫度，鍋堂前中后壓力（負壓）上鍋筒溫度，上鍋筒壓力，蒸汽出口流量，蒸汽管路壓力，省煤器溫度，煙道溫度，鼓風機開度，風量開關，引風機吸風量開度，風量開關，供水調節閥閥門開度，水位調節器開關，顯示，供煤爐排速度顯示，速度調節，現場手自顯示，水位報警，水位顯示（電接點和差壓變送兩個顯示），供水閥前、后壓力，供水溫度，流量，出渣機狀態，循環泵狀態，鼓風機開停狀態，引風開停狀態，供水泵開停狀態，鼓風機軸溫，引風機軸溫，風機變頻器速度等。采集方式：PLC控制或分站式數據采集；接入方法：直接接入或轉換規約。

四. 煤礦綜合自動化系統的應用

煤礦綜合自動化系統包括風機在線監測監控（通風安全環境監測）子系統、瓦斯抽放監測（管道瓦斯抽放監測與控制）子系統、火災預報束管監測（煤層自然發火實時分析）子系統、工業電視監視系統子系統、電力監測子系統、膠帶機監測子系統、主副（斜）井提升監測子系統、礦壓監測（礦井沖擊地壓實時分析及專家診斷預測與控制）子系統、礦用自動防塵撒水控制（皮帶機頭自動噴水降塵）子系統、機車調度子系統、考勤子系統、電話通訊子系統、電視會議子系統、計算機網絡子系統等等。

綜合自動化系統具有將上述各控制子系統無縫集成的能力，系統提供統一的數據接口,每個子系統用一個軟件適配器與綜合監控平臺數據交互。數據接口采用標準的UDP通信接口，系統支持瓦斯監測、視頻監控、配電監測、機電設備監控管理等各種子系統的軟件適配。系統架構是全開放的，擴展能力很強。每接入一種子系統模塊，只需要一個適配程序。系統初建時可根據需求和條件先建最急需的最基本的核心平臺，然后分期分批增加各種子系統及不斷升級，最后建成最完善的系統。

五.結束語

煤礦綜合自動化在我國才剛剛起步，隨著我國經濟技術的迅速發展，綜合自動化必將日漸成熱和完善。新型自動化技術的引入，使煤礦生產、變電站電能質量的控制系統得到了快速發展，必將推動我國煤礦變電站建設的迅速發展。

煤礦綜合自動化論文:淺談礦井綜合自動化系統在煤礦的設計與應用

【摘 要】礦山電力綜合自動化系統將井下電網保護、控制、監視、測量、故障分析等功能集合在一起，減少停電時間、面積，使調度員根據監視情況，煤礦電力網絡自動化系統是當前煤礦供電系統的主要發展方向。通過實踐應用，完全實現了井下電力參數測控的現代化，保證了井下電網的安全使用，同時為煤礦井下變電所的無人值守化打下了一個堅實的基礎。

【關鍵詞】礦井電力；綜合自動化；系統結構

21世紀煤礦開采技術最為顯著的特點，是計算機技術的全面應用和其功能的最大發揮，并將主宰礦山。計算機技術能夠使規劃、信息、控制和監測等不同部門融為一體，從而使煤礦整個系統發生根本性的變化。煤礦電力網絡自動化系統是當前煤礦供電系統的主要發展方向，井下電力設備實現自動化監測、監控，對保證井下供配電設備正常運行，確保供電系統安全意義重大。它將井下電網保護、控制、監視、測量、故障分析等功能集合在一起，目的是提高供電可靠性和供電質量，減少停電時間、面積，使調度員根據監視情況，在地面控制中心通過遙控、遙調等實現明智、必要的操作。煤礦電力網絡自動化系統是當前煤礦供電系統的主要發展方向。

1.我國煤礦自動化的發展歷程

我國煤礦自動化系統起源于20世紀60年代，當時根據國家綜合部署，集合全國煤礦行業的電子、電控方面技術骨干，成立了一家煤礦行業唯一的專業自動化研究所。

20世紀70年代，老式繼電器退休，取而代之的是晶體管和邏輯電路，這大幅度縮小了控制器體積，改善了控制功能，變得更加安全可靠。

1980年開始，煤礦行業的科研單位不斷增多，我國自主開發了KJ90、KJ95、KJ4/KJ2000與KJG2000等監控系統，還借鑒引進了美國、澳大利亞等先進國家的先進技術。至此煤礦的自動化控制和檢測系統才真正應用到實踐中。

1990年后，計算機技術進一步發展，形成了專用的獨立的監控系統，以單片機為核心控制單元，內部的信息輸入以模擬形式、FSK形式、基帶形式等簡單的調制方式為主，傳輸電纜為礦用屏蔽電纜，傳輸速率在600～9 600bit/s之間。這些系統大部分還是獨立工作，很少有系統間信息的交換，每個系統的維護使用部門也不都一樣。

進入21世紀后，以工業以太網為代表的信息網絡技術迅速發展，煤礦各個專用的獨立監控系統間的信息可以通過高速信息網實現快速的傳輸，兩兩之間的傳輸逐漸轉變為總線傳輸方式，比如CAN總線、RS485、RS232等，并被廣泛應用。隨著技術的不斷進步，煤礦的絕大部分礦井實現了煤礦生產、煤礦安全、礦用電力等監控系統，并通過高速監控網絡整合形成綜合的監控系統，由局部生產環節的自動化系統邁向礦井綜合自動化的新方向。

2.自動化系統的實現

2.1子系統的接入

在硬件方面，采用三種方式：直接與子系統PLC控制器聯接；直接與子系統控制器聯接；與子系統控制主機聯接。在軟件方面：OPC協議接入方式；WEB接入方式；MODBUS協接入方式；PROFIBUS協議接入方式。

2.2建成系統情況

控制器和設備監控站所采集信息的實時傳送；選用2臺主備冗余的服務器作為網絡數據采集服務器，將采集到的實時信息儲存到實時歷史數據庫服務器，同時數據服務器可將重要的數據記錄實時的；自動化系統網絡平臺通過網御安全“隔離”網閘設備和應用安全策略，在保證安全的前提下與企業信息管理網絡進行了互聯。

整個系統采用框架體系，環網交換機采用統一的標準接口，各個子系統可以動態加載到整個集成平臺；各個系統間通過環網平臺可完成信息的交換，實現了系統聯動和信息的共享；完全解決了子系統間由于相互獨立所造成的信息孤島，達到了信息的全方位共享和融合。

綜合自動化系統的建成，在礦井調度中心實現了對礦井綜采工作面、順槽膠帶、主運輸系統、鍋爐房集控系統、輔助運輸系統、通風機房、井下主變電所、井下主排水泵房、污水處理、洗煤廠系統等系統的遠程監測監控，部分子系統實現了無人值守。調度人員和領導能夠在調度室直觀、快捷的了解生產一線情況，掌握重要設備的實時工況；同時能夠在辦公室企業網絡調出工業網絡平臺的實時數據，隨時掌握生產動態。通過對大量數據的采集、分析、挖掘、加工和處理，實現了管理人員對礦井生產的動態綜合分析和管理。環型以太網的建立，使得技術人員方便的利用工業網絡實現遠程數據維護，極大提高了技術人員對各子系統的遠程維護水平。

3.實施全礦井綜合自動化系統需注意的問題

（1）網絡的選擇。中小型礦井或自動化水平不高的礦井，可以選擇基于工業總線的全礦井綜合自動化系統，該系統價格低，系統可靠，不足之處是開放性稍差，無法三網合一；大型礦井或自動化水平達到較高程度的礦井，可以選用1000M工業以太網的全礦井綜合自動化系統，價格適中，發展空間大，可以實施三網合一，是現在很多礦井的首選方案。

（2）網絡結構的選擇。全礦井自動化的組網方式可以是星形、環形、雙環冗余等，不同組網方式其功能和可靠性都不一樣，可適用于不同規模的礦井。其中星形網絡一般不具有冗余功能，可以適用于分支系統；環形網絡具有冗余功能，可靠性很高，得到業界的廣泛采用；雙環冗型可靠性不高，不太適合綜合自動化系統。

（3）全礦井綜合自動化系統是一個集技術、管理、經濟于一體的復雜而龐大的系統工程。因此，在實施全礦井綜合自動化之前，要做好詳實全面的整體性設計與規劃，不僅要采用先進的自動化技術，更要選用具有先進理念和管理才能的領導人員，統一指揮規劃，按設計要求實施好每一步，盡量避免重復投資現象，節省人力和財力。

（4）全礦井綜合自動化系統是一個整體，它的運行需要堅實的基礎（可靠的底層設備自動化）和完善的子系統建設，必須做到部分與整體共發展，最大限度地發揮其作用。目前存在的問題之一是有的礦井對底層設備自動化重視程度不夠，需要增強建設。同時注意整體和局部的優化關系，局部應服從全局。

（5）注意自動化系統中的軟件建設。軟件好壞的選擇可以影響到自動化系統的正常實施。綜合自動化信息的集成與加工，都需要軟件的支持。系統軟件采用組態化設計，將礦井環境監控子系統、各生產環節自動控制子系統以及系統自身完全整合。

4.結語

煤礦綜合自動化系統的建設，形成了統一的傳輸網絡平臺和統一的數據庫平臺，建立了一個具有安全運行、數據可靠、可擴展軟件架構的生產管理平臺，是整個礦井數字化、信息化建設過程中實現數據采集、數據整合、過程控制、數據的關鍵層。為實現工業網絡和管理信息網絡數據無縫連接，提供了統一的數據平臺，為實現企業的智能決策管理打下基礎，提高了企業的管理水平和競爭能力。

煤礦綜合自動化論文:變電站綜合自動化系統在煤礦中的應用

摘 要：介紹了集控制、保護、監控于一體的綜合自動化系統的概念、技術特點和優越性以及在變電所中應用的原則和作用。

關鍵詞：計算機技術；繼電保護；自動化技術；設計原則

1.引言

隨著供電系統的迅速發展，用電負荷逐年大幅度增長，變配電站數量也急劇增多，對各供電系統監視控制的可靠性、準確性、快速性、選擇性等要求更高了，因此，綜合了微電子技術，通訊技術，電力系統繼電保護等多門高新技術的變電站綜合自動化系統得到了極大的普及和應用。

傳統變電站存在著不少缺點：①安全性、可靠性不高。傳統的變電站大多采用常規的設備，尤其是二次設備中的繼電保護和自動裝置、遠動裝置等（有不少變電站沒有自動裝置和遠動裝置）。繼電保護采用陳舊的老式電磁型和晶體管式繼電保護，結構復雜、可靠性不高，很難實現快速、精確、準確地選擇切除故障點。②電能質量可控性不高。各工礦企業對保證供電質量的要求越來越高。衡量電能質量的主要指標是頻率和電壓，目前還應考慮諧波問題。頻率主要由發電廠調節、保證。而電壓的合格，不僅單靠發電廠調節，各變電站，特別樞紐變電站也應該通過調節變壓器分接頭位置和控制無功補償設備進行調整，使其運行在合格的范圍內。但傳統的變電站，大多數不具備調壓手段。至于諧波污染造成的危害，還沒有引起足夠的重視和采取有力的解決措施，不能滿足目前發展的電力市場的需求。③實時計算和控制性不高。供電系統要做到優質、安全、經濟運行，必須及時掌握系統的運行工況，才能采取一系列的自動控制和調節手段。但傳統的變電站不能滿足向調度中心及時提供運行參數的要求；一次系統的實際運行工況，由于遠動功能不全，一些遙測、遙信無法實時送到調度中心；而且參數采集不齊，不準確，因此沒法進行實時控制，不利于電力系統的安全、經濟運行。④維護工作量大。常規的繼電保護裝置和自動裝置多為電磁型或晶體管型，接線復雜且其工作點易受環境溫度的影響，因此其整定值必須定期停電檢驗，每年校驗保護定值的工作量相當大。

2.微機繼電保護裝置的基本要求和功能

微機繼電保護裝置是電力系統中一種重要的安全自動裝置，它為向用戶安全連續供電起著極為重要的作用。它的主要任務是：當電力系統發生故障時，自動的、迅速的、有選擇性的切除故障設備，保證無故障設備繼續供電；當電力系統出現不正常運行狀態時，發出信號，通知值班人員，以便及時處理。

3.變電站綜合自動化的基本概念

變電站綜合自動化是將變電站的二次設備（包括測量儀表、信號系統、繼電保護、自動裝置和遠動裝置等）經過功能的組合和優化設計，利用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術和信號處理技術，實現對全變電站的主要設備和輸、配電線路的自動監視、測量、自動控制和微機保護，以及與調度通信等綜合性的自動化功能。

4.變電站綜合自動化系統的技術特點與優點

4.1在線運行的可靠性高。變電站綜合自動化系統可以利用軟件實現在線自檢，具有故障診斷功能。使變電站的一次、二次設備運行的可靠性方面已經遠遠超過了常規變電站。

4.2供電質量高。由于在變電站綜合自動化系統中包括有電壓、無功自動控制功能，故對于具有有載調壓變壓器和無功補償電容器的變電站，可以大大提高電壓合格率，保證電力系統主要設備和各種電器設備的安全，使無功潮流合理，降低網損，節約電能損耗。

4.3后臺機系統友好、功能完善。后臺機可通過交換機與其它局域網連接。采用平臺式支持多種應用軟件，系統模塊化設計，方便系統擴充。具有功能強大的作圖軟件，大量圖庫，可制作多層多平面的系統圖。具有在線報表系統，結合曲線、棒圖信息，更好滿足用戶。實時多媒體數據庫可錄入語音、圖象等。系統所有的在線修改可在線進行。大大提高了變電站運行管理的自動化水平。

4.4經濟性。由于極大的簡化了二次接線和二次設備的配置，大大地減少占地面積，縮短建設周期，提高了系統的維護性，明顯降低了變電站的綜合造價。

4.5維護調試方便。由于綜合自動化系統中，各子系統有故障自診斷能力，系統內部有故障時能自檢出故障部位，縮短了維修時間。微機保護自動裝置的定值又可在線讀出檢查，可節約定期核對定值的時間。

5.綜合自動化系統在霄云煤礦中的應用

5.1霄云煤礦35KV變電所工程概況 35kV線路雙回，主變壓器2臺，6kV出線（電機，廠變等）X回，6kV母聯2回，35kV PT 2回，6kV PT2回等。該變電所的保護、監控系統均采用微機綜合自動化系統。該系統根據具體要求以及現場環境提出了相關的技術方案，主變壓器、35線路采用集中組屏方式，與后臺監控系統一起放置在主控制室內，6kV保護裝置分散安裝在各個開關柜上，并且每臺保護裝置均通過RS485通訊接口將所有信息上傳至后臺，這種方式既節省空間又方便值班人員的操作和控制。

5.2變壓器成套保護分別采用：變壓器差動保護裝置 MTPR-110SD、變壓器高低后備保護裝置MTPR-035HB，綜合測控裝置MMCU-10H，來實現對變壓器內部故障匝間短路、相間短路和變壓器外部故障，變壓器接地、過負荷、過流等的保護以及變壓器本體如輕重瓦斯、溫度、壓力釋放等變壓器內部保護。

5.3 35kV線路保護采用MLPR-10H2型微機線保護裝置，主要包括三段式過電流保護、單相接地保護、后加速等保護。在35KV系統中，還配置了一臺微機型PT切換及低電壓保護裝置MPTS-10H，它可作為雙母線或單母分段主接線方式下的PT切換，實現兩段母線的測量保護、絕緣監視、切換等功能，也可分別作為兩段沒有關聯的母線的電壓監視及低電壓保護。

5.4 6kV饋電部分主要包括：電動機保護測控裝置MMPR-10H2，線路及母聯保護測控裝置MLPR-10H2，廠用變壓器保護測控裝置MTPR-10H2，備自投裝置MBZT-10H，PT切換及低電壓保護裝置。各種保護裝置針對其保護的不同對象，完成相應的保護功能，例如線路的速斷、方向過流、零序過流、低周減載、母充等保護，變壓器的速斷、過流、過負荷、零序過流以及變壓器本體等保護，電動機速斷、過流、堵轉、低電壓、過負荷以及工藝聯鎖等保護。對于備自投保護裝置，就是當檢測到一進線（母線）失電，且無外部閉鎖的情況下投入另一進線（母線），以保證無故障設備可以繼續正常運行，當線路故障排除以后具有逆向自動恢復功能，使無人值班真正有意義。

5.5后臺監控計算機系統采用珠海萬力達的WLD2100變電站綜合自動系統。

5.5.1 WLD2100變電站綜合自動系統由監控保護單元、通訊管理機、后臺監控計算機系統構成。監控保護單元為間隔層裝置。通訊管理機是通訊樞紐，主要負責間隔層設備的通訊規約轉換及后臺監控計算機和上級調度的通訊。后臺監控計算機接收通訊管理機采集的所有現場信息，同時接收現場保護單元發送的信息進行綜合處理、分析、統計、顯示、打印、事件記錄報警等，實現站內計算機監控功能。

5.5.2后臺監控計算機系統具有遠程控制功能、數據采集與處理功能、統計計算功能、圖表顯示打印功能、歷史事件的追憶和查詢功能、報警功能等等多項功能。大大提高了變電站管理自動化水平。

5.5.3通訊管理機與后臺監控主機間采用以太網通訊，通訊速度可達10MBps，并且可通過HUB（交換機）輕松實現多機監控。

6.總結

新型自動化技術的引入，使煤礦生產、變電站電能質量的控制系統得到了飛速發展，今天已經發展到計算機集成監控系統和智能監控系統的新階段。濟寧霄云煤礦變電站綜合自動化系統應用設計已投運5年，運行情況良好，進而實現了“四遙”功能，實現了綜合自動化的要求。

煤礦綜合自動化論文:煤礦綜合自動化系統網絡建設的基本原則及基本架構淺析

【摘要】通過潞安集團綜合自動化礦井建設實踐，對煤礦綜合自動化系統網絡建設的基本原則及基本架構進行了研究分析，總結出煤礦綜合自動化系統網絡建設的7項基本原則及3層基本架構，為煤礦企業推廣建設綜合自動化、信息化系統起到參考和借鑒作用。

【關鍵詞】綜合；自動化；網絡；架構

引言

煤礦綜合自動化、信息化系統是煤礦自動化系統，同通訊、計算機、信息技術和現代管理技術有機融合，將礦井的生產過程控制、運行與管理作為一個整體進行控制與管理，以實現礦井的優化運行、優化控制與優化管理的系統平臺。

煤礦綜合自動化、信息化系統的建設和普及，為煤礦實現安全高效、減員增效起到了重要作用。系統網絡建設的基本原則及基本架構是基礎，下面對煤礦綜合自動化系統網絡建設的基本原則及基本架構進行分析。

1基本原則

為確保煤礦綜合自動化系統網絡平臺的安全、可靠、實用及高效率，進行設計時，其網絡建設應遵循以下原則。

1.1實時性原則

在監控系統中，對數據的采集和處理速度要求很高。因此，在進行網絡化設計時應首先考慮到這一點。根據具體情況在不同的網段采用相應的解決辦法，以減少延遲，提高系統的實時性。

1.2可靠性原則

監控系統對傳輸網絡的可靠性要求非常高。因為，其可靠性直接影響到監控計算機所得到的現場信息的正確性以及上層管理系統的命令是否能得以正確執行，進而影響整個監控系統的性能。

1.3開放性原則

網絡系統的開放性，關系到網絡系統內不同網段間互連、企業內部網絡與外界網絡互連的可實現性。隨著計算機及其網絡系統應用的飛速發展與普及，企業與國內外其它企業、市場、上級主管部門的聯系會不斷增多，所需信息量和信息的覆蓋領域會進一步擴大，網絡互連的需求會不斷加深。因此，應該選擇開放性好、連網方便的網絡系統。

1.4實用性原則

網絡系統是為滿足安全生產過程的監視、控制、管理、調度、決策需要而設置的，滿足企業生產實際需要是設計的基本出發點。網絡系統的設計以需求分析作為設計基礎，如網絡的節點數、節點的地理位置分布，網絡的信息量、運行速率、傳輸能力，以及網絡建成之后改建的可擴充性，如網絡節點增加、網絡擴展等。對底層控制網絡，充分考慮為實現控制所必須滿足的實時性要求。

1.5先進性原則

當今網絡技術發展速度非常迅速，需要盡量選擇技術水平高、有發展前途、短期內不會被淘汰的網絡系統來組建監控系統的網絡。盡量采用國際標準，采用主流技術，方便網絡的擴展與升級。另外，作為實用工業網絡，也應該充分考慮到技術的成熟性。

1.6軟件資源豐富性原則

在監控系統網絡的產品選型時，還考慮到所選系統具備豐富的軟件支持，特別是需要功能強、性能好的網絡管理軟件的支持，以便今后對網絡系統的運行、管理與維護。

1.7經濟性原則

網絡系統設計像任何一項工程設計一樣，必須考慮到投資的合理性，如系統的性價比、投入產出比、企業的經濟承受能力等因素。在計算機、網路設備、系統軟件的產品選型與購置方面，在綜合考慮上述幾種因素的基礎上，盡可能節省投資。

2基本網絡架構分析

目前的礦井綜合自動化、信息化系統，普遍采用工業以太環網、控制網和設備網所組成的開放型網絡，主要由3個層次結構組成，見附圖。

2.1信息層

信息層是整個自動化網絡的最高層。目前，它主要采用1000M工業以太網（Ethernet/IP）技術，以TCP/IP（傳輸控制協議/國際協議）+CIP（通用工業協議）作為其傳輸協議，將服務器、網關、人機接口連接，通過WEB服務器至企業的管理信息系統，實現對現場采集數據和信息進行管理功能。

2.2控制層

控制層是整個自動化網絡的中間層，是一個開放型網絡。主要使用1000MEthernet/IP網絡作為核心環網，連接操作監控站的計算機、各子系統的主控PLC和其它智能控制單元等。

控制層設備，采用高可靠性的智能控制設備進行控制，井下選用具有煤礦防爆合格證和煤安標志的設備，能夠適應井下特殊的工作環境和防爆要求。為了保證建立一個冗余、可靠的網絡結構，必須考慮各個子系統的控制系統冗余性。對于重要系統或有聯鎖要求的子系統，采用雙智能核心設備。現場采用放射式冗余網絡。光環網冗余結構通過建立一個環狀的光纖以太網結構來實現網絡冗余，減少網絡單點，增強整個通信網絡在突發情況下的生存能力。

2.3設備層

設備層是面向現場設備的一層，也是整個自動化網絡的最低層。它無需中間的輸入/輸出系統就可以將現場設備和智能設備直接相連，實現操作者和現場設備之間信息互傳，并可實現故障自動診斷。

設備網目前主要使用現場總線Profibus等通信方式，輔以I/O模塊，將底層設備直接連接到底層控制器上，進行實時I/O控制和點對點的信息交換，實現入網設備包括：監控下位機、監測單元、遠程I/O模塊等。

3結語

綜上可見，煤礦綜合自動化系統網絡平臺建設以實時性、可靠性、開放性、實用性、先進性、軟件資源豐富性以及經濟性為基本原則，其基本網絡架構主要由信息層、控制層、設備層3個層次結構組成。

作者簡介：

孫守靖（1973—），男，遼寧莊河人，工學碩士，工程師，1995年畢業于山西礦業學院電氣工程系，現從事煤礦監測監控系統管理及機電技術研發工作。

煤礦綜合自動化論文:煤礦綜合自動化系統的建立和實施

【摘 要】煤礦綜合自動化系統的建立和實施對煤礦企業具有非常大的現實意義。煤礦綜合自動化系統的主要功能在于能夠有效提高機電設備的自動控制能力，在應對自然災害和其他突發事件上具有顯著的效果，同時還具有預防災害和事故的功能，這一系列的功能聯合能夠實現煤礦產區對全礦井的數據采集和統一生產安排。煤礦綜合自動化系統對煤礦企業的經營管理和決策執行實現科學化網絡化都具有重要意義，對保障煤礦生產的穩定與安全也能夠提供可靠的保障。本文結合許廠煤礦綜合自動化系統的建立和實施進行了分析研究，旨在為其他煤礦企業在今后煤礦綜合自動化系統的建立和實施提供有益的借鑒。

【關鍵詞】煤礦綜合自動化；拍袋子系統；供電子系統；架空乘人器子系統

本文以許廠煤礦的綜合自動化系統為例進行分析研究，許廠煤礦地面1000M工業以太環網綜合自動化監控系統，在變電所、提風機房、調度室機房和機電集控中心機房設置了5個千兆環網節點，用單模光纜形成網絡將地面的所有子系統接入環網，在監測監控中心形成對地面各個子系統的信息集成。煤礦綜合自動化系統需要不斷的完善，本文主要對這一系統基礎上的進一步信息集成，井下供電、主運輸皮帶和架空乘人裝置系統的網絡接入和安裝調試進行研究，旨在為生產提供更加全方位的安全保障。

1 煤礦綜合自動化集控平臺的建立和實施

煤礦綜合自動化集控平臺的建立需要配備綜合自動化網絡平臺硬件，經過建立綜合自動化傳輸集成，形成暢通安全的傳輸通道，進而實現綜合自動化的數據集成，在煤礦區為生產管理和指揮調度提供數據信息上的支持。

首先需要建立煤礦綜合自動化網絡平臺，在許廠煤礦現有的自動化基礎上本文主要分析井下環網的建立，主干網絡采用光纖進行傳輸，建立獨立運行的雙環路光纜傳輸系統，對其采用相對于的雙層管理。在這一傳輸網絡平臺之上，進行煤礦個現場總線、以太網以及其他數據傳輸和集成，實現該系統的高速化和集中化。

許廠采用的是多通道工業以太網綜合接入器，其具有多個接口，應用的是透明傳輸技術，能夠實現各個子系統在傳輸上形成虛擬的相互隔離，在通訊上避免相互干擾，各自完成通訊使得數據在傳輸上既高效又準確，這樣的傳輸體系也能夠維持各個傳輸架構的穩定，不影響原有系統的穩定性。這一先進的接入器 能夠將礦井的設備控制系統與傳輸集成平臺相連接，實現各個子系統地面控制中心與設備之間進行數據的傳輸與信息傳遞。

在實現自動化傳輸集成基礎上就能夠實現數據的集成，實現綜合自動化數據集成需要用先進的科學技術來建立相應的綜合自動化數據集成系統平臺，與煤礦區現場的數據采集技術相結合，按照統一的適用標準，還要應用實時數據庫技術，能夠將現場各系統的數據傳入到數據庫，實現綜合自動化數據集成。

2 井下生產子系統的建設和實施

2.1 皮帶子系統

許廠皮帶監控子系統采用的是目前較為先進的KTC101通訊控制一體化裝置，各皮帶都能夠實現系統的集成接入，在實踐中運行狀況表現良好，在地面上就能夠對其進行控制完成啟動、停止等工序，在運行中各個皮帶的相關信息，如溫度、速度、跑偏、堆煤、自動灑水等都能夠及時上傳到地面的系統中，地面系統還能夠對皮帶的運轉詳情，包括啟動停止狀態、運行的時間和電機電流等都能記錄和準確掌握。皮帶的沿線還配備了與地面實現雙向通訊的功能系統，在地面就可以對皮帶周圍現場發送指令，井下的皮帶也可以直接向地面通話，保證的系統的運行安全和時效性，為井下皮帶運行的無人化值守提供了技術支持和安全保障。井下的控制器在集控工作狀態時，在地面就可以對井下實現控制指揮，實現系統的高效穩定運行。皮帶子系統除了具有上述功能外，還能夠進行復位和測試，在發生故障時還有故障及鎖閉地址自動尋址功能，這樣能夠節省處理故障的時間，有效提高系統的運行效率。

2.2 供電子系統

井下的供電子系統需要通過采用煤礦電力監控系統，將煤礦采區的各個變電所進行系統接入，介入后就能夠在地面實施對井下變電所高防開關的開關控制和復位操作等，實現遠程控制功能。在實施過程中，井下高防開關的各項信息和運行情況也會隨之上傳到地面，地面能夠及時掌握有關變電站和開關的電壓、電流功率、電量和開關保護信息等。供電子系統具有三層結構，分別為監控計算機、電力監控站和智能隔爆高壓開關。該系統采用的是工業以太網加現場總線的結構模式，主干道用光纖太環網通向各個變電所，通過網絡交換機的數據接口連接變電所開關數據和主傳輸系統；各個變電所需要安裝電力監控站點，由現場總線對變電所運行設備的參數數據進行采集，就地對數據進行檢測和實施設備控制；主站對采集到的數據進行處理并傳輸到主系統。在三層結構下供電子系統在地面就能夠及時讀取到井下高防開關的整定定值，同時還能對該定值進行修改并傳輸到井下，實現對井下高防開關工作狀態的改變。供電子系統在故障處理方面具有故障錄波功能，子啊地面對高防開關的電壓電流波形進行觀察分析，為解決故障提供準確的依據。

2.3 架空乘人器監控子系統

井下架空乘人器監控子系統的建立需要采用煤礦用控制器作為主控分站，建立由主控箱和分控箱組成的系統。分控箱的設置目的在于其具有顯示系統的基本運行狀況、運行時間的功能，還能夠進行啟動、停止和鎖閉等操作。架空乘人器監控子系統是較為先進的控制系統，總體上該系統具有控制功能、狀態顯示功能、計時自動開車功能、通訊以及告警功能，在實施中能夠發揮以下功能：第一，計時減數控制盒顯示；第二，多點鎖閉顯示和鎖閉站點顯示；第三，對可能發生的打滑實施保護；第四，對可能發生的越位實施保護；第五，對可能發生的脫繩實施保護；第六，故障屏蔽應急方式開車等。架空乘人器監控子系統在實施運行后，在地面就可以實時監測和進行動態模擬，地下運行裝置的相關運行信息和數據都能在地面的設備中得到反映，在地面就可以監控到井下所發生的故障并發出報警響應，并查看相關信息以做出具體的故障處理方案，這一系統功能也是為地下無人值守提供了保障。在實踐應用中該系統運行反映良好，且操作方便，匯集的信息全面及時有效性高，為運行監測和故障維修都提供了強大的信息支持。

3 結語

本文結合許廠煤礦對煤礦綜合自動化系統的建立和實施應用進行了分析研究，煤礦綜合自動化系統是利用先進的技術和設備，為煤礦安全生產提供保障的應用系統。煤礦綜合自動化系統經過建立和實施，在保障煤礦生產穩定和安全方面發揮了積極的作用，在預防和及時處理事故和災害方面效果顯著。煤礦綜合自動化系統在科學技術飛速發展的今天實現了煤礦生產的自動化、科學化、網絡化方面發揮了重要作用，對煤礦的科學管理和運行提供了基礎和支持。煤礦企業應當加快這一先進系統的建立和實施來提高企業的生產效率和保障生產的安全性。

煤礦綜合自動化論文:煤礦變電站綜合自動化的研究與應用

【摘 要】當前，計算機技術、信息技術發和智能控制技術等展迅速，電力行業逐漸運用自動化技術進行其管理工作。而在市場經濟體制的條件下，變電站發展迅速，變電站綜合自動化系統已逐漸取代傳統的變電站二次系統。本文在回顧變電站綜合自動化的發展歷程基礎上，結合目前變電站綜合自動化發展現狀，就變電站綜合自動化系統體系結構進行分析、研究，展望變電站綜合自動化發展趨勢。

【關鍵詞】變電站綜合自動化

一.前言

隨著供電系統的迅速發展，對各供電系統監視控制的可靠性、準確、快速性、選擇性等要求更高了。要提高變電站運行的經濟性和可靠性，最根本的就是提高變電站運行答理的自動化水平，實現變電站綜合自動化。所謂變電站綜合自動化，就是廣泛采用微機保護和微機遠動技術，分別采集變電站的模擬量、脈沖量等非電量信信號，經過功能的重新組合，按照預定的程序和要求實現變電站監視、測量、協調和控制自動化的集合體和全過程，從而實現數據共享和資源共享，使變電站設計簡捷、布局緊湊，使變電站的運行更加安全可靠。在煤礦中，礦井電網實現調度自動化以實現無人值守變電站，也是其發展的必然趨勢。煤礦變電站綜合自動化系統基本內容包括:實時采集各種部件的電壓、電流、功率等和各斷路器的分、合狀態，在此基礎上實現系統的監視和控，根據實時采集數據，進行各種模擬和計算，以決定安全和經濟運行方式。

二．煤礦變電站綜合自動化的概念

變電站綜合自動化系統指的是通過執行規定的功能來實現某一給定目標的一些相互關聯單元的組合，實現對變電站的二次設備的功能進行重新的組合和優化設計，從而對變電站全部設備的運行情況執行測量、監視、控制和協調，進而來提高變電站的運行效率和管理水平的一種綜合性的自動化系統。其能夠保證變電站的安全和經濟運行，在安全性能上和經濟性能上有更好的保障。煤礦變電站綜合自動化是將變電站的二次設備經過功能的組合和優化設計，利用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術和信號處理技術，實現對全變電站的主要設備和輸、配電線路的自動監視、測量、自動控制和微機保護，以及與調度通信等綜合性的自動化功能。變電站綜合自動化系統指的是通過執行規定的功能來實現某一給定目標的一些相互關聯單元的組合，實現對變電站的二次設備的功能進行重新的組合和優化設計，從而對變電站全部設備的運行情況執行測量、監視、控制和協調，進而來提高變電站的運行效率和管理水平的一種綜合性的自動化系統。

綜合自動化系統是應用現代電子技術和自動化技術對礦井生產過程實現全面監控的系統，把采掘生產設備監控系統、皮帶運輸監控系統、輔助生產設備監控系統等子系統數據進行集中監控，實現生產及輔助生產各運行參數的統計并上傳至礦區辦公局域網，這樣使得煤礦生產和管理更加科學高效。同時將一些主要生產數據和安全情況向上一級管理部門進行匯報，上一級管理部門可以通過這些數據對煤礦進行遠程實時監視。出現緊急情況發出告警信號。同時，通過變電站綜合自動化那系統內各個設備間相互交換信息、數據共享，能夠完成變電站運行的監視和控制任務。變電站綜合自動化系統取代了變電站的常規二次設備是大勢所趨。變電站綜合自動化系統簡化了變電站的二次接線，它是提高變電站安全運行水平、降低其運行維護的成木、提高其經濟效益的一項重要的技術措施。

三．煤礦綜合自動化的主要內容

水泵電控系統，采集參數：電機電壓，電機電流，故障，開停,電機溫度,進水壓力,出水壓力,真空壓力,進水水位，開關位置信號等。采集方式：PLC控制或分站式數據采集；接入方法：直接接入或轉換規約。

瓦斯監測監控系統，采集參數：瓦斯濃度，風速，環境溫度，負壓，水位，設備開停，風門開關，饋電開關，電壓，電流，風筒開關，軸溫，抽放管溫度，抽放管壓力，抽放管瓦斯濃度，抽放管流量，故障報警等。采集方式：采用規約轉換或讀數據庫的方式均可；接入方法：TCP/IP通信。

提升機電控系統，采集參數：安全回路、實時速度、電流曲線、電壓、電流、故障、開停、電機溫度、PLC狀態、開關量、模擬量、鉤數、提升容器位置監測。采集方式：PLC控制或分站式數據采集；接入方法：直接接入或轉換規約

風機電控系統，采集參數：電機電壓，電機電流，故障，開停,電機溫度,進水壓力,出水壓力,真空壓力,進水水位，開關位置信號。采集方式：PLC控制或分站式數據采集；接入方法：直接接入或轉換規約。

鍋爐電控系統，采集參數：鍋堂溫度，鍋堂前中后壓力（負壓）上鍋筒溫度，上鍋筒壓力，蒸汽出口流量，蒸汽管路壓力，省煤器溫度，煙道溫度，鼓風機開度，風量開關，引風機吸風量開度，風量開關，供水調節閥閥門開度，水位調節器開關，顯示，供煤爐排速度顯示，速度調節，現場手自顯示，水位報警，水位顯示（電接點和差壓變送兩個顯示），供水閥前、后壓力，供水溫度，流量，出渣機狀態，循環泵狀態，鼓風機開停狀態，引風開停狀態，供水泵開停狀態，鼓風機軸溫，引風機軸溫，風機變頻器速度等。采集方式：PLC控制或分站式數據采集；接入方法：直接接入或轉換規約。

四. 煤礦變電站綜合自動化系統的應用

煤礦綜合自動化系統包括風機在線監測監控（通風安全環境監測）子系統、瓦斯抽放監測（管道瓦斯抽放監測與控制）子系統、火災預報束管監測（煤層自然發火實時分析）子系統、工業電視監視系統子系統、電力監測子系統、膠帶機監測子系統、主副（斜）井提升監測子系統、礦壓監測（礦井沖擊地壓實時分析及專家診斷預測與控制）子系統、礦用自動防塵撒水控制（皮帶機頭自動噴水降塵）子系統、機車調度子系統、考勤子系統、電話通訊子系統、電視會議子系統、計算機網絡子系統等等。

綜合自動化系統具有將上述各控制子系統無縫集成的能力，系統提供統一的數據接口,每個子系統用一個軟件適配器與綜合監控平臺數據交互。數據接口采用標準的UDP通信接口，系統支持瓦斯監測、視頻監控、配電監測、機電設備監控管理等各種子系統的軟件適配。系統架構是全開放的，擴展能力很強。每接入一種子系統模塊，只需要一個適配程序。系統初建時可根據需求和條件先建最急需的最基本的核心平臺，然后分期分批增加各種子系統及不斷升級，最后建成最完善的系統。

五.結束語

煤礦變電站綜合自動化在我國才剛剛起步，隨著我國經濟技術的迅速發展，變電站綜合自動化必將日漸成熱和完善。新型自動化技術的引入，使煤礦生產、變電站電能質量的控制系統得到了快速發展，必將推動我國煤礦變電站建設的迅速發展。

煤礦綜合自動化論文:論煤礦綜合信息化自動化系統建設

【摘 要】本文針對煤礦綜合信息化自動化的現狀，闡述了建設綜合信息化自動化的必要性和重要性，煤礦綜合信息化自動化的功能，提出了信息化自動化建設的步驟、內容，接入子系統中存在的問題，對煤礦綜合信息化自動化系統建設進行了全面論述。

【關鍵字】煤礦；信息化；自動化；建設

一、煤礦信息化自動化現狀

近年來，煤礦企業為應對市場的發展變化，提高核心競爭力，積極實施科技興企發展戰略，高度重視現代信息技術的引進和應用，逐步建立了安全生產調度指揮系統，礦井瓦斯安全監測監控系統，井下人員安全定位監控系統，井下皮帶機集中控制系統，井下電力監控系統、井下主排水監控系統、工業電視視頻監控等系統。煤礦信息化自動化建設，大力提高了企業的信息化管理水平，為建設本質、安全、高效的現代化礦井奠定了技術基礎。

但以上各子系統分屬歸口管理，占用人員多，且資源不能共享，不能為煤礦安全生產、調度指揮、科學管理提供全方位、即時信息、數據。要實現全礦井各環節的信息化控制自動化、生產綜合調度指揮和管理網絡化，使煤礦安全生產、達到減員提效、降低成本，數據平臺共享，網絡協議轉換，標準化的數據通訊、系統聯動，管控一體化，使決策者能快速、準確地了解其各個系統運行情況及特點，實現對個子系統信息的融合、共享，消除企業內部的各種“信息孤島”。并從科學的角度做出準確的決策，就必須建設煤礦信息化自動化系統，為建設本質、安全、高效的現代化礦井奠定技術基礎。

二、煤礦綜合信息化自動化的實質

煤礦綜合自動化實質是依賴對礦井生產、安全、設備、管理等方面的信息進行采集、傳輸、處理、應用和提升，達到信息增值的目的。其主要內容包括信息的采集（傳感器與檢測）、信息的傳輸（通信）、信息的處理（計算機）、信息的應用與集成（自動化）等等，信息是未來煤礦企業的重要戰略資源，擁有全面、完整、準確的信息是企業提高生產能力，保障安全、提高管理水平、市場應變能力和競爭能力的重要保障。

三、煤礦綜合信息化自動化系統的建設

煤礦綜合信息化自動化系統，是一個集系統硬件、軟件、子系統和各種信息設備于一體的綜合性系統。因此在建設過程中，要綜合考慮系統所涉及的各個方面。首先，要根據煤礦實際情況，重點確立工業以太網絡交換機的安裝位置，從安全、易維護、供電、光（線）纜敷設，方便設備接入等多種因素全面考慮。其次，系統的核心設備（如軟件平臺、各種服務器、存儲設備、工作站等）在安裝前要按各自承擔的功能及設備間相互聯系做好規劃，然后按照擬定好的順序逐項安裝，便于設備的有序使用及后期識別和維護。

1、具體方案見下圖1

2、具體步驟

1）必須建立礦用數據的自動采集和更新系統；

2）搭建礦用監測數據中心，可以靈活使用、管理各種監測監控數據，使各子系統數據實現高度融合；

3）搭建礦用空間數據中心，可以靈活使用、管理各種固有數據；

4）基于兩個數據中心，構建各種專業算法庫；

5）構建數字礦山基礎信息平臺。采用三維、二維、組態等各種形式表現數據；構建基礎信息平臺的另外作用是：搭建一個開放的集成平臺，以后用戶可以方便的在此平臺上接入其他子系統。

6）構建信息化自動化專業應用系統。

四、煤礦綜合信息化自動化的結構

煤礦綜合信息化自動化系統自下而上可分為以下七個主層次：

1、基礎數據層。即數據獲取與存儲層。數據獲取包括利用各種技術手段獲取各種形式的數據及其預處理；數據存儲包括各類數據庫、數據文件、圖形文件庫等。該層為后續各層提供部分或全部輸入數據，基礎數據主要來源見圖2（基礎數據圖）。

2、模型層。即表述層。如空間和礦物屬性的三維和二維塊狀模型、礦區地質模型、采場模型、地理信息系統模型、虛擬現實動化模型等。該層不僅將數據加工為直觀、形象的表述形式，而且為優化、模擬與設計提供輸入。

3、模擬與優化層。如工藝流程模擬、參數優化、設計與計劃方案優化等。

4、設計層。即計算機輔助設計層。該層為把優化解轉化為可執行方案或直接進行方案設計提供手段。

5、執行與控制層。如自動調度、流程參數自動監測與控制、遠程操作等。該層是生產方案的執行者。

6、管理層。包括MIS與辦公自動化。

7、決策支持層。依據各種信息和以上各層提供的數據加工成果，進行相關分析與預測，為決策者提供各個層次的決策支持。

五、煤礦綜合信息化自動化的功能

按功能劃分，信息化自動化建設包括六大類系統：數據獲取與管理系統、數字控制系統、礦區地理信息系統、選礦數字監控系統、管理系統、決策支持系統。其中數字開采系統是核心系統，也是效率和效益的主要創造者。可實現以下功能。

六、存在問題

1、各子系統自成體系，沒有提供綜合自動化接入所需的數據來源和控制端口。例如：井下電力監測系統在接入時，變電所使用的高低壓開關綜合保護器無遠程數據傳輸接口，需要通過增加第三方的綜合保護器才能夠接入電力監控系統，同樣在皮帶運輸系統中也存在類似問題。

2、各子系統的接入不是用戶和綜合自動化廠商單方面的工作，同時需要各子系統生產廠家共同配合，提供良好的合作和支持。但由于關鍵技術等原因，導致出現部分廠家不配合現象，使有些子系統無法接入綜合自動化系統。因此，在以后建設子系統時，除提出具備必要的軟硬件要求外，還需選擇具有良好信譽的廠商。

七、結束語

煤礦綜合信息化自動化是一種動態持續的過程，是符合適應建設信息化社會要求的礦山信息化的完整解決方案，信息化自動化實施的成功，將對煤炭資源行業實現結構優化重組和應對市場競爭的能力有著積極重要的作用。

煤礦綜合信息化自動化技術正在進入一個新的飛速發展時期，計算機技術、微電子技術的不斷突破給這一領域注入了新的活力。綜合信息化自動化礦山是另一個飛速發展的領域，全面推進信息化裝備的應用，使煤礦企業綜合信息網絡化、過程控制自動化、安全管理信息化、生產集約高效化，實現信息與業務之間完全融合、信息共享，將是煤礦發展的更高追求。

煤礦綜合自動化論文:煤礦綜合自動化系統的設計與研究

[摘要]煤礦綜合自動化也被稱為CIMAS（Computer　Integrated　Mine　Automation　System），是利用自動控制技術、網絡技術、通信技術和計算機技術等先進技術，將煤礦的生成全過程建成現場總線加上工業以太環網為網絡平臺的礦井綜合自動化系統。本文結合工作實際，從綜合自動化系統設計的目標出發，并就煤礦綜合自動化系統設計的內容進行了研究與探討。

[關鍵字]煤礦；綜合自動化；設計；研究

煤礦綜合自動化系統主要包括了風機在線監測監控子系統、電力監測子系統、瓦斯抽放監測子系統、主副井提升監測子系統、膠帶機監測子系統和機車調度系統等等。綜合自動化系統將各自動化子系統在異構條件下進行有效的集成與整合，實現對生產狀態的實時評估，以及業務數據的綜合分析。并通過對生產和安全中主要設備的監測與控制，以達成全礦井生產調度、數據采集和決策指揮的信息化管理，提高礦井預防和處理各種自然災害和突發事故的能力。

1.煤礦綜合自動化系統的建設目標

1.1采用多媒體通信技術、數據庫技術、計算機網絡技術和視頻監控技術等多種先進技術，建立集合全礦井管理、控制和監測于一體化，并以網絡為基礎的大型開放式綜合控制系統，進而實時礦井生產和建設中的各個環節的自動化控制。

1.2建立基于礦井生產和建設各個環節的就地自動化、遠程自動化和綜合自動化的三級自動化體系，以最大程度的實現生產安全和減員增效的目的。

1.3建立礦井集中自動控制中心，使其成為礦井生產建設中各個環節的控制中心，以及實時數據信息傳輸的樞紐，為礦井生產的工程調度、綜合過程控制、設備人員管理和故障分析等一系列工作提供全面的實時信息，并為礦井預防和處理自然災害和突發事故提供信息基礎。

1.4充分利用各種網絡安全技術，以最大化保障自動化系統的網絡安全，并確保系統的安全、順利運行。

2.煤礦綜合自動化系統的設計與研究

煤礦綜合自動化系統的設計內容，主要包括了網絡傳輸平臺和子系統接入平臺這兩方面內容。煤礦綜合自動化系統的網絡架構示意圖，見下圖1。

2.1網絡傳輸平臺的設計

通過建立全礦井的綜合自動化網絡系統，在主干網絡采用單模光纖傳輸，將礦井的設備控制層各子系統連接到系統平臺上。并在監控中心建設終端環，對礦井內各控制子系統控制命令，監控各子系統中設備的運行狀態，收集所需的生產與安全參數，同時通過Web服務器連接信息管理網，實現生產管理信息的溝通與交換。

（1）網絡傳輸平臺的要求：應具有高度的可靠性、實時性、安全性和開發性。

（2）網絡傳輸平臺的特點：采用PROFINET技術標準，具有極高的可用性；提供工控領域的全線產品，擁有產品一致性的特點；具有開發性的標準協議；備件和備品的通用性較強。

（3）網絡傳輸平臺主要設備的技術要求和配置

①傳輸光纜：光纜均使用單模，井下主光纜使用36芯光纜作為網絡的傳輸線路；地面光纜則使用12芯光纜作為千兆工業以太網的傳輸鏈路。

②交換機：核心交換機配置不少于4個千兆光纖接口，并支持強大的端口擴展能力和網絡路由功能；環網交換機配置不少于2個千兆光纖接口，并支持強大的端口擴展能力，接核心環網交換機不少于3個千兆光纖接口。支持虛擬局域網技術（VLAN），質量服務（Qos），多播過濾功能（IGMP），流量限制功能。

③服務器：使用雙機熱備方式的高性能服務器，亦或是部件級冗余的工業標準容錯服務器，在滿足功能需要的基礎上，完成簡單維護。對服務器所有部件均要求能做到熱插拔，即CUP、電源、硬盤、內存、風扇或主機板等設備出現故障時，能在不停機的基礎上進行更換，從而使硬件故障所導致的非計劃停機時間能縮短在每年5分鐘以內。

2.2子系統接入平臺設計

（1）子系統接入的要求

對子系統接入硬件的要求為：上位機需使用OPC方式；PLC應具有支持ProfiNet的以太網模塊；使用標準化的以太網接口；具有良好的兼容性、可靠性和擴展性；某子系統的通訊或元器件出現故障時，不影響其他子系統的的通訊和整個網絡的傳輸性能。

對子系統接入軟件的要求是：子系統的生產廠商應提供所有需要的I／O變量、組態圖形、數據類型、名稱等；子系統的軟件通訊協議支持標準OPC通訊協議；上位機的軟件支持標準的OPC接口，且數據的通訊延時不得大于0.5秒。

（2）硬件接入方式

根據控制點的分布、各自動化系統的特點和接入技術的特點，可考慮以下四種接入方式，并且需要原廠家提供軟件通訊協議和以太網接口。

①PLC接入方式：自動化系統采用PLC進行控制，可以在PLC上增加以太網模塊，與交換機進行物理上的網絡聯接。

②上位機接入方式：對自動化系統較為簡單，沒有以太網接口，但有上位機，可以在該上位機上增加通訊以太網卡，與附近的交換機進行物理上的網絡聯接。

③擴展接入方式：對于自動化系統沒有以太網接口，也沒有上位機，但該系統支持RS484或ProfiNet等現場總線，則可以增加轉換設備，通過擴展方式轉化成以太網接口與交換機進行物理上的網絡聯接。

④子網絡接入方式：對于自動化系統已經很成熟，并且自成網絡，對外有統一的以太網接口，則可通過RJ45口與交換機進行物理上的網絡聯接。

（3）軟件接入方式

當各個自動化系統與綜合自動化的千兆以太網進行物理上硬件網絡聯接后，則需要解決通過軟件進行數據通訊，各自動化系統可采用以下四種通訊方式：OPC通訊方式、驅動通訊方式、DDE／NetDDE方式。最為合適的是采用OPC通訊方式，并使用原廠家提供的OPC接口。

①OPC通訊方式：如該自動化系統具有上位機，且該上位機軟件支持OPC　SERVER，則可通過上位機軟件的OPC方式進行通訊。

②驅動通訊方式：如組態軟件支持該自動化系統的PLC的驅動，或者該PLC有基于OPC　SERVER的驅動，則可以通過組態直接與PLC通訊進行數據交換。

③DDE／NetDDE方式：DDE／NetDDE通訊方式是一種標準的網絡接口，是Ms　Windows操作系統提供的一種動態數據交換信息通訊機制，它允許兩個應用程序通過連續自動的交換數據來進行對話。

3.總結：

煤礦綜合自動化系統的建立，集合不同廠家的硬件設備與軟件產品，實現了各綜合自動化系統之間的相互配合和協調操作，使工業控制現場和企業信息系統之間無縫連接，進而加強了各種自然災害和突發事故的處理能力，實現了礦井生產建設的網絡化、信息化和科學化。隨著煤礦綜合自動化系統的不斷普及與應用，必然會推動我國煤礦向著高產、高效、安全的現代化方向不斷前行。

煤礦綜合自動化論文:淺析煤礦35kV變電站綜合自動化系統的理解及認識

【摘要】由于很多煤礦年代久遠，各運行設備均出現生產力低下、電壓不穩的現象，因此運用35kv變電站的綜合自動自動化系統對其進行改進，使其符合經濟發展的需求，符合煤礦作業的標準，本文通過對煤礦中35kv變電站綜合自動化系統的結構、調試過程以及實踐過程中的方案與實現過程進行深入理解與認識，淺談煤礦35kv變電站綜合自動化系統的優勢。

【關鍵詞】煤礦；35kv變電站；綜合自動化系統；理解與認識

前言

35kv變電站綜合自動化系統在我國眾多煤礦中已有應用，且分布范圍廣泛，例如山東石大科技集團采用了型號為SZ9-8000／35的2臺35kv的變電系統，山西潞安集團公司對新疆潞新二礦的二次設備進行了綜合自動化系統的全面改造，山東泰安與曲阜之間的華豐煤礦為避免供電站供電不足的現狀，便利用35kv變電站綜合自動化系統對其進行了改造，滿足了煤礦對供電質量的要求、實現自動化與保護以及通訊功能的需求。

通過以上煤礦35kv變電站綜合自動化系統的應用案例，可以看出其對煤礦供電質量改善的優勢，我公司采用了35kV變電站綜合自動化系統對煤礦進行改造，保證了供電的質量。

一、35kv變電站綜合自動化系統的結構

變電站綜合自動化系統的原理很簡單，其是通過現代高新技術對變電站二次設備進行功能改造、優化與組合，使其實現了變電站的自動監控、測量、協調與控制，完成了設備間的信息互換、數據共享，具備了功能上的綜合化、系統上的模塊化、結構分布上的分層、分散化、操作監視中的屏幕化、通信局域中的光纜化、網絡化以及運行上的智能化、測量顯示中的數字化。其結構模式有三種：分布式系統結構、集中式系統結構、分層分布式系統結構。

通過對其結構的認識，可以從以下兩個個方面理解變電站綜合自動化系統的結構：

（一）間隔層

對測控單元以及其他裝置進行保護的設備稱為間隔層，一般情況下測控單元安裝在開關柜上。

在進行間隔層的設置時，需要準備2～3條485總線鏈路。1條鏈路將主變電能表間隔開來，并且其上面的繼電器安裝個數≤6個，將其鏈接完畢，便可實現站控主單元與光纜之間的通信功能了。

實現站控主單元與RS232串口的通信則需要運用到小電流選線裝置、主變電能表、消弧線圈以及直流屏等設備。

（二）變電站層

變電站層的系統結構是網絡系統結構，其主要包括站控主單元、公共測控單元以及后臺監視機等。

后臺監視機是一種單機系統，其在自動化系統中占據了重要的位置，以向下兼容以及模塊化的原則選用系統軟件，并且完善數據庫管理系統，使設備能夠及時迅速地進行數據的查詢，并且配置多種軟件實現畫面共享、報表生成等監控效果。

站控主單元是自動化系統結構中必不可少的一部分，其包括內存擴展模塊與高性能的主處理器兩個組成部分，通過其設備的安裝，有利于通信以及監控系統的正常運行。

二、35kv變電站綜合自動化系統的調試

（一）各功能單元保護與監控功能之間的要求

主變壓器：在進行高低壓側監控與主變壓器的保護過程中，需要對其組件進行選擇，一般情況下雙繞阻主變后備保護單元、主保護單元均用兩個，雙繞阻主變壓器用二臺。

補償電容器柜：電容保護單元以及補償電容器柜的件數為四。

高壓異步電動機：電動機保護與監控單元與高壓配電柜均用兩臺。

配電變壓器：配電變壓器選用1000kVA的規格，配電變壓器以及監控單元均為兩個。

（二）系統的調試驗收工作

1　準備工作

1.1　進行信息匯總

在進行調試驗收之前，需要檢查設計藍圖，將所有信號接收的進行進行匯總。在這個過程中，要檢測到每個信息點，使調試時有備無患。

1.2　規范通信規約以及通信方式

規范通信規約與通信方式，使監控系統可以即時監測到煤礦的工作情形。

1.3　分工合理

進行工作人員的合理分工，協調各方面的工作，做好35kv變電站綜合自動化系統各廠家的協調工作。

2　調試驗收

重視站控主單元，在進行信息配置時，一定要通過有經驗、有技術的相關工作人員的檢測才能運行。并且在運行之前需要進行相關實踐，通過試行結果從后臺監視器中觀測相關信息，對信息進行分析比較。工作人員在驗收的過程中一定要做到有耐心、有信心、有責任心，通過對信息的核對實現35kv變電站綜合自動化系統的全面運行。

三、煤礦35kv變電站綜合自動化系統方案以及實現過程

（一）系統方案

設計完整的系統方案，在主控室中設置微機監控系統，選用適宜于煤礦工作的模式，完善系統管理。

在中間管理階層中運用通訊管理單元。通訊管理單元同時還可以與站內其他的智能設備相連接，分別采用直流信號與直流電壓。

（二）實現過程

1　工程概述

1.1　改造直流電系統

利用65AH直流電源系統對原有系統進行改造，通過饋電屏以及電池屏顯示其優勢。

1.2　連接微機保護裝置與相關設備

開關量、電流以及電壓、控制信號的傳輸需要利用二次電纜，通過二次電纜將其與微機保護系統相連接，更換原有繼電保護屏。

1.3　實現直流屏信號的傳輸

要想實現保護裝置信號與通信管理機之間的信號連接，需要更換成雙以太網。

1.4　實現保護裝控單元與后臺監視的聯系

實現后臺監視系統的遠程控制功能，保證煤礦變電站綜合自動化系統的正常運行，保證作業正常施工，使保護裝控單元的相關信號順利傳輸到后臺監控系統中。

2　自動化系統的優勢

2.1　提高了供電的質量以及電壓合格率

由于35kv變電站綜合自動化系統擁有無功、無壓的自動控制功能，因此減少了電能的損耗，提高了電壓的合格率，使電氣設備能夠正常運行。

2.2　自動化系統具有安全、可靠運行的功能

由于35kv變電站綜合自動化系統在各煤礦的普遍應用，因此在不斷的改良優化中具有了自行診斷的功能，當發現問題時能夠自動鳴警，通過計算機系統的聯網對故障處進行細節檢查，有利于提高變電站一、二次設備的可靠性。

3　功能實現

3.1　實行35kv變電站綜合自動化系統進行靈活調度，通過軟件等外在設備進行邏輯性的判斷，對系統進行強有力的保護。

3.2　通過采用35kv變電站綜合自動化系統，使停電的時間縮短到最少，使人力資源可以得到最大程度上的利用，有利于經濟效益的提高。

3.3　進行簡約式維護方案，減少線路的連接，減少硬件保護的種類，使維護工作量大大減少。

3.4　采用高集成度的芯片進行微機保護單元的安裝，使開關柜與控制屏的接線容易操作，在提高保護度的同時提高監控功能。

4　有利于提高管理水平

由于35kv變電站綜合自動化系統占地面積小，且控制平臺在一個網絡系統中，因此便于操控。其自動化的運行模式大大提高了運行的管理水平。

5　減少維護量

由于其具有自動化監測維護等功能，因此不僅減少了技術人員的工作量也減少了維護的工作量，提高了工作人員的利用效率。

四、結語

35kV變電站綜合自動化系統對于煤礦作業具有明顯的優勢，因此我公司采取了35kV變電站綜合自動化系統，有利于煤礦提高供電質量及信息自動化水平。

煤礦綜合自動化論文:煤礦生產流程及其綜合自動化

【摘要】煤礦工業流程中存在許多不確定因素，在煤礦流程工業綜合自動化過程中，必須充分考慮煤礦的這些特點。本文給出礦山綜合自動化的概念和要解決的問題，并討論了煤礦綜合自動化的建設中的主要問題。

【關鍵詞】流程工業；綜合自動化；不確定因素

1、煤礦綜合自動化的特點

煤礦生產涉及的系統多，戰線長，綜采設備、綜掘設備、膠帶運輸、提升機、輔助運輸、系統等，其生產流程從掘進、采煤、運輸、提升到洗選裝運；煤礦生產還要面對復雜的地質條件、礦山壓力、瓦斯、一氧化碳、地下水及煤塵等。這些過程很大程度上與地質條件、開采進度、開采方式等有關，具有很大的不確定性。煤礦安全生產過程中的事故與災害往往與這些不確定性有很大關系。因此，煤礦生產的流程工業與其他流程工業如石化、煉油、制藥等有很大的區別，要充分考慮煤礦的特殊性。

2、煤礦綜合自動化要考慮的問題

2.1煤礦綜合自動化三層模型

國內外流程工業綜合自動化技術的總體結構可以分成3層結構。

a.以PCS（過程控制系統）為代表的基礎自動化層，即信息采集與施用層。主要內容包括先進控制技術、實時數據庫技術、集散控制系統（DCS）、多總線網絡化控制系統、基于高速以太網現場控制設備、傳感器技術、特種執行機構等等。

b.以MES為代表的生產過程運行優化層，即信息集成層。主要內容包括先進建模與流程模擬技術、先進計劃與調度技術、實時優化技術、故障診斷與健康維護技術、數據挖掘與數據校正技術、動態質量控制與管理技術、動態成本控制與管理技術等等。

c.以ERP（企業資源管理）為代表的企業生產經營優化層，即管理決策層。主要內容包括企業資源管理（ERP）、供應鏈管理（SCM）、客戶關系管理（CRM）、產品質量數據管理（PqDM）、數據倉庫技術、設備資源管理、企業電子商務平臺等等。

煤礦綜合自動化應結合煤礦生產建設過程，同時考慮礦山地測與開采過程，也就是說綜合自動化是要通過不同手段獲取各種礦山信息，并建立礦山信息的共享、協同與利用機制，最大限度地挖掘和發揮礦山數據的潛能和作用，并將其貫穿于礦山的規劃、生產、經營與管理的全過程，保障礦山的科學、正確與快速決策及現代化管理。

2.2煤礦綜合自動化要考慮的子系統

對于各種子系統，接入方式基本是采用下面某一種接入方式：

1）是通過原子系統的上位機，通過以太網卡接入環網。前提是：⑴原上位機已配置以太網卡；⑵原系統廠商提供OPC方式通訊的設備點位配置表。

2）在PLC上添加通訊模塊通過該通訊模塊接入工業以太環網。前提是：（1）該PLC具有以太網通訊模塊；（2）子系統的控制接口程序在PLC中，配套廠家提供PLC的OPC　Server軟件。

3）通過協議轉換或嵌入式計算機接入。

3、礦山綜合自動化主要研究內容

一般而言，煤礦綜合自動化技術的需要關注4方面的問題。

（1）安全：即需要用高可靠性的控制系統、檢測和執行機構對設備與裝置的運行提供保證，進而對關鍵裝置進行故障診斷與健康維護。

（2）低成本：通過先進的工藝及工藝參數以降低能耗和原料消耗，以及通過先進的建模技術、控制技術和實時優化技術來提高產品的合格率和轉化率。

（3）高效率：通過先進的計劃調度與排產技術和流程模擬技術來提高設備利用率和勞動生產率。

（4）提高競爭力：通過數據和信息的綜合集成，如先進的管理技術（包括ERP、CRM、SCM等）、電子商務、價值鏈分析技術等，以促進企業價值的增值，最終提高企業的綜合競爭力。

4、結論

目前煤礦綜合自動化建設中統一網絡平臺的建設已經成為大家所共識，統一數據倉庫平臺的建設剛剛引起部分礦山企業的重視，PCS層各種安全生產子系統的控制與接入也己有許多成功的范例。應該說，這只是為礦山綜合自動化打下了良好的基礎。

在這樣的基礎上，要研究礦山MES層的特點與需求，如何將其他流程工業的先進建模與流程模擬技術、先進計劃與調度技術、動態質量控制與管理技術、動態成本控制與管理技術結合礦山生產的實際運用起來。要研究礦山ERP層的特點與需求，真正實現礦山企業的信息流、物流、價值流優化集成，實現礦山的優化控制、優化運行和優化管理，促進企業價值的增值，提高企業的綜合競爭力。

煤礦綜合自動化論文:基于物聯網的煤礦綜合自動化方案的實現

【摘 要】結合作者在綜合自動化的建設經驗，以及自動化系統的建設思路，結合物聯網理念，對系統在設計階段和實際應用進行了詳細分析，提出了煤礦綜合自動化的實現方法。

【關鍵詞】煤礦企業；自動化；實現方案

前言

煤礦綜合自動化系統，是利用工業以太網為通信平臺的煤礦綜合自動化系統，通過接口和協議的標準化，完成了各系統的互連，形成了統一的傳輸網絡平臺和統一的數據庫平臺，是整個礦井數字化、信息化建設過程中實現數據采集、數據整合、過程控制、數據的關鍵層。為實現工業網絡和管理信息網絡數據無縫連接，提供了統一的數據平臺，為實現企業的智能決策管理打下基礎，有廣泛的應用前景。

1、綜合自動化系統建設思路

1.1對自動化系統的要求

隨著煤礦綜采綜掘裝備及技術應用的不斷成熟，運輸及提升能力的不斷提高，對通風、排水、防火、供電、監測等系統的安全性要求不斷增強，使得礦井對機電設備及其控制系統的自動化技術依賴程度愈來愈高。為了將各系統有機的集中控制，需要建立安全可靠的數據通道和統一的平臺，在進行技術整合的同時，統一各子系統之間的數據接口和物理接口，消除子系統之間的數據孤島現象，為管控一體化提供必須的基礎，從而實現遠程集中智能化監控，達到減人提效增安全的目的。

1.2平臺設備的選用

煤礦的特點決定了整個系統必須具有很高的可靠性和可用性，以此保障生產活動的正常進行和井下工作人員的安全。因此在選型時充分考慮所選設備的冗余性和容錯能力，并能夠適應井下惡劣的工作環境和防爆要求。①實時歷史數據庫采用容錯架構的服務器；②通信線路采用環網技術組建，核心交換采用熱備冗余技術，環網之間進行耦合冗余連接，光纜敷設時，使用多芯單模備份光纖；③采用先進的的數據存儲及備份系統，對自動化關系數據庫、實時數據庫及企業Internet網絡中數據庫的重要數據進行實時的存儲與容災備份，確保自動化及其相關重要數據的安全性和可靠性；④后備供電采用數字監控技術，提高電源監控的靈活性和穩定性，采用雙變換在線式結構，解決電壓波動、電源干擾、閃電雷擊等問題，對設備提供全面的保護；電池組采用模塊化設計，能夠隨意組合和擴展，保證應用系統數據的不間斷性及完整性。現場工業交換機均采用在線式UPS供電方式；⑤重視自動化工業網絡跨出到企業網絡的安全保護硬件。

1.3煤礦綜合自動化系統構成

煤礦綜合自動化系統是一個包括井下生產監控，井上綜合信息管理于一體的大型控制系統，具體應包括帶式輸送機監控系統，井下排水控制系統，變電所控制系統，瓦斯超標監控系統，井下人員定位系統，主風扇通風系統，主井提升、副井提升系統等多個子系統。

煤礦綜合自動化系統主要硬件構成包括2臺核心交換機，實現系統的環網冗余，為了保證整個系統各類數據處理的實時高效，要求該交換機自愈合時間不大于500ms，另外系統包括若干二級交換機，各類數據存放的服務器，整個自動化控制系統以工業以太網為傳輸介質，采用骨干光纖環網的方式與各個子系統相連。

2、煤礦綜合自動化系統網絡結構與連接方式

2.1系統的結構

根據實際需要，煤礦綜合自動化系統結構采用了C/S與B/S的混合結構，各種現場信息，各類設備運轉情況的數據收集等功能利用C/S結構完成。煤礦綜合信息管理與，采用B/S的結構，保證企業人員隨時隨地在只要有互聯網的環境下即可通過IE瀏覽器進行各類數據的查詢。綜合自動化系統具體分為現場設備層、控制層與信息管理層3個層次。設備層主要是將現場各種設備連接到各類傳感器、控制器上，負責生產現場設備運行情況數據及故障數據的采集；控制層主要負責采集的各類信息高速、穩定地傳輸；信息管理層主要通過工業以太網將各個PLC、上位機、服務器互聯，實現企業信息的集中監控與管理。

2.2系統的連接方式

①RS485與工業以太網的互聯

對于使用RS485標準通信的各種設備，不能直接連入工業以太網，需要設計相應的轉換協議，將數據進行轉換后接入系統核心交換機，具體連接方式如圖1所示。

②CAN與工業以太網的互聯

各類CAN總線接口設備，通過CAN以太網智能協議轉換模塊再接入交換機，實現與以太網的連接，CAN以太網智能協議轉換模塊集成了一路CAN-bus接口和一路EtherNet接口以及TCP/IP協議棧，可以輕松完成CAN-bus網絡和EtherNet網絡的互連互通。

3、上位機監控軟件的實現

對于現場采集的各類數據，需要實時在上位機中直觀顯示，對各類故障及時報警，上位機的監控軟件的開發使用WINCC組態軟件完成，WINCC是第1個使用最新的32位技術的過程監視系統，具有良好的開放性和靈活性。

通過WINCC組態軟件將現場采集的數據通過圖表的形式表示，對于現場場景通過直觀的動畫進行顯示，并將數據、故障信息通過Web方式在企業內部網絡中，使企業決策者實時掌握生產與故障的信息。使用WINCC組態動畫搭建的風機監控系統主界面如圖2所示。利用該監控系統可以在調度室監測風機電壓、頻率、溫度、功率等信息，并可以通過界面中簡潔的操作實現對風機的遠程操控，提高工作效率。

4、結語

通過分析煤礦綜合自動化系統構成與建設思路，結合物聯網理念，分析了煤礦綜合自動化系統網絡結構與連接方式，并實現了煤礦各類采掘、輸送、供電等設備的監測，運行穩定，具有良好的推廣價值。