矿井综合自动化系统在榆树井煤矿的应用

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【摘 要】基于工业千兆以太环网的全矿井综合自动化系统的网络结构及其在榆树井煤矿的应用情况。实际应用表明， 综合自动化系统的建成极大地提高了榆树井煤矿的矿井生产自动化和管理现代化水平， 实现了全矿井系统实时数据和运行状态的远程实时监测、统一管理与数据共享。实现生产及辅助生产的各种运行参数上传至调度室， 可使煤矿生产和管理更加科学高效。

【关键词】矿井综合自动化系统；网络平台；工业以太环网

1 前言

内蒙古上海庙矿业公司焦煤公司榆树井煤矿位于陕甘宁交界处， 2010年7月投产， 是一个新型现代化矿井。我矿坚持把信息化建设作为重点工程，本着“总体规划、分步实施、重点突破、务求实效”的工作方针，我们不断更新观念，坚持科技兴煤战略，开发建设了KJ90安全监测监控系统、KJ251入井人员考勤系统、调度大屏显示系统、调度通信系统、全矿井综合自动化系统、工业电视系统、办公自动化系统、视频会议系统、CDMA无线通信系统，数字化矿山安全管理系统、材料管理系统、设备管理系统、调度日报系统、地理地测信息系统、采掘设计系统、智能化通防系统、井下巷道三维模拟系统等，并成功实现了集“视频、数据、通讯”为一体的“三网合一”的信息工程，实现了计算机信息资源的综合利用和共享， 使矿井的安全管理更加科学化、规范化、系统化，信息化建设取得了实质性的进展和成就，综合实力得到了显著增强。

目前，我矿信息化技术已经全面应用于生产、安全等领域，随着计算机技术、网络技术、数据库技术、自动化技术、传感器技术、数字视频技术和现代管理技术在矿井中的全面应用，我矿信息化正向信息扩展、高度集成、综合应用、自动控制、预测预报、智能决策的方向深入发展。

榆树井煤矿本着“增加人不如增加设备， 增加人不如培训人！”的理念， 通过对人才的培养和对新设备、新技术的应用，来达到减员增效的目的， 对于新设备和新系统的管理问题，榆树井煤矿推广应用了矿井综合自动化系统， 通过综合自动化系统平台运行， 实现了对各个子系统的管控一体化。

2 主要研究内容

各自动化系统的现场设备如PLC 或专业控制器就近接入工业以太网， 工程师站和管控服务器通过地面交换机接入网络， 建立数据传输的高速通道，并采取以下作业步骤， 实现信息的有机集成。

（1）在管控服务器中安装矿井综合自动化软件平台， 通过控制层和设备层将各自动化系统的数据通过工程师站或现场PLC 集成到矿井综合自动化软件平台上。集成方式采用简单、易行的应用层协议， 即运用统一的通信协议、统一的接口、统一的编码方式将各自动化系统的监控数据进行采集、分析、处理、汇总， 除了安全监控系统采用文件方式进行数据交换外， 其它自动化系统全部采用OPC 方式接入矿井综合自动化软件平台。

（2）将矿井综合自动化软件平台与设备管理信息系统、安全管理系统、综合消息平台进行联机。其中， 各自动化系统、设备管理信息系统、安全管理系统提供基础信息， 而预警信息通过消息平台发送到相关管理人员的手机上或通过计算机桌面消息方式提醒管理人员， 使他们能及时了解矿井的安全生产状况， 在必要时采取解决措施。

（3） 当所有的数据经过分析处理后， 在调度室大屏幕和调度台工作站上显示。监控数据和矢量图形采用在线组态方法， 可创建形象、直观的生产动态监视画面， 实时显示矿井生产工况和环境监测数据，从而使调度管理人员在紧急情况下及时远程遥控井下设备。

（4）系统对集成后的各类数据进行深加工、分析， 以产生比较有价值的信息和实现多系统之间的互联动。例如可以直观地在大屏幕上显示矿井各区域的安全状况， 可以在危险时及时提供该区域的人员分布情况、视频图象、主要设备运行情况、救灾物资储备情况、人员撤离路线等信息。

（5）由于矿井综合自动化软件平台支持Web方式浏览数据， 公司领导和各生产职能部门可通过网络随时掌握矿井生产动态和安全状况。

3 技术应用与特点

目前， 国内部分厂家采用组态软件开发矿井综合自动化软件平台。由于组态软件具有通用性， 在数据整合和处理上采用脚本来处理信息， 运行效率较低， 难以对现有各自动化系统的信息进行高效、有机的整合。为了最大限度地保护在原有自动化系统上的投资，矿井综合自动化软件平台采用基于微软DCOM 组件技术、Web Ser vice 技术等先进、成熟的技术， 可以为各种专家系统提供基础数据， 也可以方便地进行升级、扩展， 具有运行效率高、稳定、可靠等特点。

通过矿井综合自动化软件平台实时采集现场数据信息， 对数据进行加工处理、分析预测， 形成决策意见， 同时依据相关的规章制度和专家经验， 综合评价多种参数， 并用评价结果指导和调节各生产系统或环节的运行， 有效地预防和控制灾害。

4 使用效果

矿井自动化控制系统本身， 并不直接创造效益，但它对企业生产过程起着明显的提升作用。搭建传输平台、数据平台、监控平台， 一次投资、长期受益，能为煤矿节省传输线路铺设和维护费用， 减少矿井生产过程的原材料、能源的损耗。能提高对设备的故障分析和判断能力， 减少人工操作失误和停机事故， 增强操作系统的可靠性， 延长设备使用寿命， 提高矿井生产过程的安全性； 在地面集中监测监控， 井下减员增效， 减少井下人员伤亡的可能性， 实现无人值守、定期巡检， 有效降低生产成本， 提高矿井生产效率； 可加强对辅助运输的调度与管理， 提高运输能力， 发挥自动化系统的综合效益， 实现煤矿管控一体化， 提高煤矿的安全生产调度水平。

我矿一直坚持“科技兴煤、人才强企”战略思想，重视科技，以先进的科学技术武装生产经营的各环节，在诸多领域已达到国家乃至国际领先水平。在信息化建设中总体规划、注重实效，推进科技创新，推行小改小革，一切从本矿实际出发，以现代化信息技术改造传统产业，以科技力量引领企业加快发展。推进信息化，关键在于应用、在于务实，在实施过程中尊重生产实际，把信息化和生产调度紧密结合，抓调度、抓管理，突出重点、分步实施、务求实效。

通过全面实施信息化建设、管理，特别是数字化矿山系统的深入建设，为我矿的安全生产再上一个新高度奠定了扎实基础，与此同时，也将在实现矿井安全生产及可持续发展战略中发挥其重要作用。

5 结语

矿井综合自动化系统的建成极大地提高了榆树井煤矿系统管控一体化程度， 有效地提高了矿井生产自动化和管理现代化水平， 实现了全矿井系统的统一管理与数据共享。当系统出现故障和报警时能够快速反映出故障部位和报警位置， 方便了系统的维护， 缩短了系统故障的排除时间， 减少了设备故障带来的经济损失， 达到了减员增效的目的。该系统目前功能完善， 使用方便。在后期， 榆树井煤矿将会陆续加大子系统的接入量， 争取早日实现全矿各子系统的集中管控， 为提高矿井综合自动化程度、信息化管理水平和强化煤矿安全生产能力奠定坚实基础。