時(shí)間：2022-06-22 19:24:44
開(kāi)篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇煤礦自動(dòng)化控制，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
【關(guān)鍵詞】綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)；煤礦企業(yè)；系統(tǒng)構(gòu)成
前言
煤炭在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中所占的主體地位將仍然持續(xù)于未來(lái)大半個(gè)世紀(jì)，但我國(guó)90%的煤炭都以井工開(kāi)采為主，生產(chǎn)隱患多，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高，各種礦井事故（如瓦斯突出與爆炸事故、礦井突水事故、機(jī)電事故、頂板事故等）層出不窮，因此，有必要研究新型技術(shù)逐漸代替部分人力的作用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，自動(dòng)化控制技術(shù)逐漸被運(yùn)用到各個(gè)行業(yè)與領(lǐng)域中，基于現(xiàn)代化管理與安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的需要，在煤礦行業(yè)中安裝采用綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)已成必然趨勢(shì)。自該項(xiàng)技術(shù)在煤礦應(yīng)用一二年以來(lái)，顯著提高了礦井生產(chǎn)效率與安全系數(shù)，因此，大力發(fā)展自動(dòng)化控制技術(shù)是新型現(xiàn)代化礦山企業(yè)建設(shè)與實(shí)現(xiàn)安全高產(chǎn)高效的必然途徑。以下筆者將從煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)特點(diǎn)、構(gòu)成與實(shí)現(xiàn)三方面進(jìn)行詳細(xì)闡述。
1 煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)的特點(diǎn)
煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)作為煤礦自動(dòng)化總平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了在地面對(duì)煤礦井上下諸多設(shè)備的可靠控制。
（1）采用光纖組建了煤礦井下工業(yè)以太網(wǎng)并形成環(huán)網(wǎng)，全礦井下膠帶、軌道、供電、排水、通風(fēng)、礦井提升、選煤等自動(dòng)控制子系統(tǒng)均以現(xiàn)場(chǎng)總線等形式就近接入工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，同時(shí)，采用OPC及組態(tài)軟件等技術(shù)接入軟件平臺(tái)，形成全礦井自動(dòng)控制信息傳輸及處理的總集成平臺(tái)，基于該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了在地面集控中心對(duì)井下膠帶、供電、排水、軌道、通風(fēng)、壓風(fēng)、提升、選煤等設(shè)備的遠(yuǎn)程開(kāi)停控制和在線監(jiān)測(cè)，井下諸多環(huán)節(jié)和崗位實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守，大大減少了井下現(xiàn)場(chǎng)人員，提高了礦井安全水平。
（2）煤礦安全監(jiān)控、人員定位等監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)在地面接入煤礦自動(dòng)化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了礦井自動(dòng)化信息、安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)信息的集成、共享和Web等功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)井下所有掘進(jìn)頭、工作面的瓦斯自動(dòng)檢測(cè)和超限自動(dòng)斷電、告警，實(shí)現(xiàn)了對(duì)井下所有重要地點(diǎn)的風(fēng)速、溫度、風(fēng)門、局扇開(kāi)停的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)井下人員分布情況的在線監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)。
（3）建立了礦井自動(dòng)化監(jiān)控中心，具有大屏幕顯示功能，控制功能，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)匯總功能，網(wǎng)絡(luò)功能等，操作員站之間具備相互冗余功能。
（4）建立了礦井工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)，將井下和地面各主要地點(diǎn)攝像機(jī)的信號(hào)傳輸?shù)降孛嬉曨l服務(wù)器，在集控中心顯示和切換圖像，為地面遠(yuǎn)程控制提供了必備的監(jiān)視手段。
（5）建立了礦井移動(dòng)通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了井下現(xiàn)場(chǎng)與集控中心的清晰通話，為地面遠(yuǎn)程控制提供了暢通的聯(lián)絡(luò)手段。
（6）完成了煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)與煤礦管理網(wǎng)絡(luò)安全對(duì)接，將煤礦井下現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化信息、安全監(jiān)測(cè)信息、井下視頻與管理信息系統(tǒng)聯(lián)通，通過(guò)Web等方式實(shí)現(xiàn)了各類信息在全公司的資源共享。
2 煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)構(gòu)成與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
2.1 煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)構(gòu)成
礦山綜合自動(dòng)化系統(tǒng)以礦用千兆冗余工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)為通訊平臺(tái)，采用3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)、視頻、音頻、通訊一條線路同網(wǎng)傳輸，基于VLAN、IGMP等工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)優(yōu)化資源配置，合理分配各系統(tǒng)的資源和帶寬，確保重要數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和可靠性及各種情況下通信的暢通。通過(guò)光纖通信為骨干通信平臺(tái)，將主井提升子系統(tǒng)、選煤廠控制系統(tǒng)、井下人員定位系統(tǒng)、帶式輸送機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、井下供電無(wú)人值守系統(tǒng)、電力調(diào)度子系統(tǒng)等統(tǒng)一集成在一個(gè)骨干光纖軟件平臺(tái)上，構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的煤礦綜合自動(dòng)化信息管理平臺(tái)。
2.2 煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主干通信網(wǎng)絡(luò)使用千兆環(huán)型工業(yè)以太網(wǎng)，使用核心交換機(jī)將井上信息管理平臺(tái)與井下各類自動(dòng)控制系統(tǒng)互連，骨干網(wǎng)提供工業(yè)以太網(wǎng)接口，保證整個(gè)系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性，骨干網(wǎng)一旦出現(xiàn)故障，可以迅速自適應(yīng)恢復(fù)通信，保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由井下網(wǎng)絡(luò)和井上網(wǎng)絡(luò)2部分構(gòu)成，網(wǎng)絡(luò)均為環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，2部分網(wǎng)絡(luò)使用核心交換機(jī)完成互聯(lián)。全礦骨干網(wǎng)絡(luò)使用1000M工業(yè)以太網(wǎng)構(gòu)建，為全礦各子系統(tǒng)提供方便靈活的工業(yè)以太網(wǎng)接口，地面、井下子系統(tǒng)均可以方便接入。
圖1 煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)井上部分由核心交換機(jī)和以太環(huán)網(wǎng)組成，以太網(wǎng)使用千兆帶寬，保證系統(tǒng)通信的穩(wěn)定性與安全性，其他子系統(tǒng)接入附近的交換機(jī)，主網(wǎng)絡(luò)通過(guò)地面網(wǎng)關(guān)交換機(jī)接入調(diào)度指揮控制中心網(wǎng)絡(luò)。井下控制網(wǎng)絡(luò)通過(guò)環(huán)形工業(yè)千兆太環(huán)網(wǎng)，構(gòu)成井下生產(chǎn)過(guò)程控制自動(dòng)化的統(tǒng)一軟件平臺(tái)。煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如1所示。
3 煤礦綜合自動(dòng)化子系統(tǒng)軟件功能的實(shí)現(xiàn)
煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)使用統(tǒng)一的平臺(tái)集成了電力調(diào)度子系統(tǒng)、壓風(fēng)機(jī)子系統(tǒng)、鍋爐房子系統(tǒng)、中央回風(fēng)井通風(fēng)機(jī)子系統(tǒng)、副井提升子系統(tǒng)、井下帶式輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)、考勤、人員定位和無(wú)線通訊系統(tǒng)等不同功能子系統(tǒng)。不同的子系統(tǒng)軟件的實(shí)現(xiàn)主要采用組態(tài)軟件完成，組態(tài)軟件根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行快速二次開(kāi)發(fā)，真實(shí)模擬現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)畫效果，有效處理數(shù)據(jù)。例如煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的井下主排水系統(tǒng)的監(jiān)控軟件需要實(shí)現(xiàn)水泵的在線監(jiān)測(cè)和自動(dòng)化控制。能對(duì)水泵的各項(xiàng)運(yùn)行工況參數(shù)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)和顯示，通過(guò)智能專家系統(tǒng)使水泵始終處于高效的運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)故障參數(shù)進(jìn)行分析預(yù)警，防止事故，控制操作程序，防止誤操作，同時(shí)可根據(jù)操作員指令或預(yù)定控制程序，按要求自動(dòng)完成水泵的定時(shí)啟動(dòng)、定水位啟動(dòng)、自動(dòng)切換啟動(dòng)、智能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等操作，自動(dòng)控制分時(shí)運(yùn)行、削峰填谷，即可現(xiàn)場(chǎng)操作控制，也可遠(yuǎn)程操作控制，實(shí)現(xiàn)水泵的高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人值守運(yùn)行。通過(guò)組態(tài)軟件可以快速高效的實(shí)現(xiàn)上述功能，利用組態(tài)軟件設(shè)計(jì)的井下主排水系統(tǒng)監(jiān)控界面形象直觀，具體界面如圖2所示。
圖2 井下主排水系統(tǒng)監(jiān)控界面
4 結(jié)語(yǔ)
煤礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)在地面遠(yuǎn)程控制井下設(shè)備，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人值守，不僅減人提效，也是煤礦“無(wú)人為安”思想的體現(xiàn)，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的發(fā)展具有重大意義。通過(guò)在煤礦建立綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)在煤礦地面控制中心對(duì)井下膠帶運(yùn)輸、軌道運(yùn)輸、供電、排水、壓風(fēng)、地面選煤設(shè)備的開(kāi)停控制，并減少井下現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員數(shù)量，從而可取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
參考文獻(xiàn)：
[1]王健.淺談煤礦綜合自動(dòng)化的發(fā)展及應(yīng)用[J].科技信息，2011（08）.
【關(guān)鍵詞】煤礦 自動(dòng)化 現(xiàn)狀 研究與應(yīng)用
在我國(guó)一些煤礦企業(yè)都已經(jīng)建立了自動(dòng)化的系統(tǒng)，并且一直都在開(kāi)發(fā)和完善，自動(dòng)化系統(tǒng)可以幫助煤礦企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，能夠節(jié)省大量費(fèi)用的支出，這些費(fèi)用都是線路鋪設(shè)所花費(fèi)的支出，可以為煤礦企業(yè)帶來(lái)長(zhǎng)遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，并且能夠?qū)ΦV井安全數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和歸納，實(shí)現(xiàn)井下作業(yè)的自動(dòng)化和信息化，提高井下作業(yè)的安全性等，從而提高了礦井的勞動(dòng)效率和現(xiàn)代化科學(xué)化的管理水平，也確保了煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的安全生產(chǎn)，筆者首先介紹了自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀。
1 自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
在根據(jù)一些調(diào)查的數(shù)據(jù)和結(jié)果中我們可以觀察到，雖然現(xiàn)在的煤礦大部分都是大型的開(kāi)采煤礦，一些特殊的煤礦在地質(zhì)和環(huán)境條件上都是相對(duì)較為復(fù)雜的，每一處煤礦都存在大量的安全隱患，和一些礦井的災(zāi)害。自動(dòng)化系統(tǒng)的引進(jìn)和開(kāi)發(fā)都需要積極的開(kāi)展和實(shí)施，要在煤礦企業(yè)普及一些新的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)的控制，如控制主排、主運(yùn)和洗煤等，與此同時(shí)還需要全面的建設(shè)一些檢測(cè)和監(jiān)控系統(tǒng)，這樣才能保證生產(chǎn)持續(xù)不間斷的運(yùn)行，才能夠保證煤礦企業(yè)日益的增長(zhǎng)和一些的需求，然而這些自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)作的同時(shí)，一些漏洞和問(wèn)題及弊端也越來(lái)越凸顯。舉個(gè)鮮明的例子，煤礦企業(yè)在進(jìn)行自動(dòng)化建設(shè)的初期，都會(huì)從自身的實(shí)際需要出發(fā)來(lái)進(jìn)行自動(dòng)化建設(shè)，在其他方面卻忽視了協(xié)調(diào)建設(shè)，導(dǎo)致信息不通暢的現(xiàn)象，沒(méi)有形成有效的信息共享機(jī)制。其自動(dòng)化建設(shè)的可靠性得不到保障，不便于維修和保養(yǎng)。煤炭企業(yè)在經(jīng)營(yíng)過(guò)程中，在調(diào)度方面缺乏統(tǒng)一的管理和集中的控制，對(duì)井下的具體情況沒(méi)有做到及時(shí)的了解。因此，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的審計(jì)和評(píng)估，我們可以這樣認(rèn)為，集中調(diào)度和管理，有利于為企業(yè)的管理者做出科學(xué)合理的決策而提供依據(jù)，不僅會(huì)使礦井的生產(chǎn)安全得到保障，還可以使企業(yè)的管理水平大大的提高，所以，系統(tǒng)的集成是一項(xiàng)必須要完成的重要工作。
2 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)
上述現(xiàn)象分析得出，現(xiàn)在急需基于現(xiàn)行的系統(tǒng)，建立一個(gè)監(jiān)控中心，這個(gè)監(jiān)控中心具有效率高、穩(wěn)定和可靠性強(qiáng)的數(shù)據(jù)傳遞平臺(tái)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換和集合。在一些的系統(tǒng)建立要實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，并且掌握實(shí)時(shí)的工況信息和一些的遠(yuǎn)程控制，在建立數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)之上，提高抗事故風(fēng)險(xiǎn)的能力，從而達(dá)到資源共享的目的，打造一個(gè)全面的信息傳輸和共享的平臺(tái)。
3 系統(tǒng)集成
3.1 傳輸通道集成目標(biāo)
3.1.1 有利于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有時(shí)由于會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)癱瘓和中斷現(xiàn)象，為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，要對(duì)網(wǎng)絡(luò)的整體系統(tǒng)資料進(jìn)行備份，防止格式化，把規(guī)避網(wǎng)絡(luò)故障現(xiàn)象而帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，提高網(wǎng)絡(luò)的安全性和穩(wěn)定性。
3.1.2 打造高帶寬
由于一些自動(dòng)化的應(yīng)用技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，復(fù)雜的數(shù)據(jù)所體現(xiàn)的信息對(duì)于網(wǎng)絡(luò)傳輸來(lái)說(shuō)，改變了以往的單一數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪Ｊ剑咕W(wǎng)絡(luò)的帶寬消耗空前加大，這會(huì)嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng)反應(yīng)的速度，特別是在業(yè)務(wù)量井噴式爆發(fā)時(shí)，系統(tǒng)很可能會(huì)趨于癱瘓，因此，高帶寬可以避免這一現(xiàn)象的發(fā)生，能夠從容應(yīng)對(duì)越來(lái)越多的業(yè)務(wù)量而造成的網(wǎng)絡(luò)帶寬消耗現(xiàn)象。
3.1.3 提高可管理性
網(wǎng)絡(luò)的核心主要就是網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，在實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的時(shí)候，必須要慢慢一些條件和因素，比如，必須要有一個(gè)強(qiáng)大的系統(tǒng)和統(tǒng)一的網(wǎng)管系統(tǒng)作為支持。網(wǎng)管系統(tǒng)要應(yīng)該簡(jiǎn)單一種直觀的統(tǒng)一，不管是操作，還是一些系統(tǒng)上的管理，都要做到統(tǒng)一。
3.1.4 增強(qiáng)擴(kuò)展性
在未來(lái)的發(fā)展中和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，擴(kuò)展的接口是需要建設(shè)的，隨著煤礦企業(yè)業(yè)務(wù)的多樣化和供求關(guān)系的變化，有必要對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級(jí)，這是業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的構(gòu)建是主要途徑，能夠增強(qiáng)擴(kuò)展性，使網(wǎng)絡(luò)得到很好的升級(jí)。
3.2 軟件平臺(tái)集成目標(biāo)
提高和安全性。個(gè)自動(dòng)化子系統(tǒng)都采用了相對(duì)較為不同的控制技術(shù)，數(shù)據(jù)表達(dá)的格式不能夠統(tǒng)一，其要求就是要完成新建成的系統(tǒng)能夠兼容不同的廠家的數(shù)據(jù)格式，正確的采集信息，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無(wú)縫連接。同時(shí)，安全性的系統(tǒng)能夠識(shí)別身份認(rèn)證、授權(quán)、加密等等，完善了日志和數(shù)據(jù)備份功能。
集成的編程和組態(tài)。要想實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)等一些全過(guò)程的組態(tài)應(yīng)用，就要采用統(tǒng)一化的圖形和對(duì)象的設(shè)計(jì)，使用戶在操作的過(guò)程中，使用起來(lái)更加的輕松自如，從而降低用戶的培訓(xùn)費(fèi)用。
故障自診斷功能。該軟件有著很強(qiáng)大的自診斷功能和報(bào)警功能，可以完全判斷出故障屬于哪個(gè)類型，并且能夠解釋的判斷出位置進(jìn)行圖像和語(yǔ)音提示及打印輸出，易于管理和維護(hù)。
信息共享。整個(gè)煤礦的信息資源，都是由自動(dòng)化信息來(lái)實(shí)時(shí)共享的，通過(guò)平臺(tái)的，可隨時(shí)的瀏覽系統(tǒng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)資源的利用最大化。
4 總結(jié)
綜上所述，整合煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)是有百利而無(wú)一害的，可以節(jié)省經(jīng)常維修而帶來(lái)的成本提高，有利于企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)效益的提高，整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)各環(huán)節(jié)通過(guò)互動(dòng)和資源共享，提高煤礦工作的效率，如煤礦生產(chǎn)部門的調(diào)控和信息的共享與整合，實(shí)現(xiàn)各個(gè)工作環(huán)節(jié)的信息和網(wǎng)絡(luò)化，達(dá)到科學(xué)合理的過(guò)程和結(jié)果，有利于深化煤礦企業(yè)的改革和提高其管理的水準(zhǔn)，降低煤礦生產(chǎn)的安全風(fēng)險(xiǎn)，在獲得經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，提高了社會(huì)影響力。
參考文獻(xiàn)
[1]任永忠，劉哲，史好好.礦井主排水泵自動(dòng)化控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].山東煤炭科技，2012，03：155-156.
【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化控制技術(shù)；煤礦通風(fēng)系統(tǒng)；應(yīng)用
引言
隨著煤礦行業(yè)的高速發(fā)展，因此安全環(huán)節(jié)便成為了尤為重要的一部分。鑒于目前我國(guó)的煤礦通風(fēng)系統(tǒng)大部分均為人工操作，還不能有效實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制及監(jiān)控，因此充分利用自動(dòng)化技術(shù)便有著尤為深遠(yuǎn)的重要意義，不但能夠使煤礦生產(chǎn)的安全性得到提高，而且還能夠有效改善煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的管理水平。
1 在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)的必要性分析
在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)存在極具明顯的必要性。我們可以從以下兩方面進(jìn)行分析。
（1）一方面，將自動(dòng)化控制技術(shù)運(yùn)用在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)當(dāng)中，能夠使煤礦通風(fēng)系統(tǒng)更具可靠性與安全性。從而有效提升煤礦通風(fēng)管理的水平，并使無(wú)人值班的工作模式得以實(shí)現(xiàn)。這樣不但降低了維護(hù)環(huán)節(jié)的工作量，還使人力、物力資源得到了有效解決。
（2）另一方面，在現(xiàn)狀之下我國(guó)絕大多數(shù)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)所使用到的自動(dòng)化設(shè)備具備的是分散、獨(dú)立的特點(diǎn)，基于這些特點(diǎn)的局限性使得這些設(shè)備參數(shù)不具全面性、可靠性與安全性均不高。并且，這些設(shè)備還匱乏自動(dòng)化的診斷能力，使煤礦通風(fēng)系統(tǒng)無(wú)法做到集中調(diào)度與監(jiān)控，這樣便對(duì)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定及安全運(yùn)行非常不利。鑒于此，將自動(dòng)化控制技術(shù)運(yùn)用到煤礦通風(fēng)系統(tǒng)當(dāng)中便非常有必要，這也是煤礦通風(fēng)系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
2 自動(dòng)化控制技術(shù)在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用探究
圖1便是自動(dòng)化控制技術(shù)在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用原理。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要重視三個(gè)方面的設(shè)計(jì)，分別是傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)、通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及中央控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。下面筆者便對(duì)這三方面的設(shè)計(jì)進(jìn)行探究。
2.1 傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)
在傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先需要考慮的裝置便是信號(hào)發(fā)生器。對(duì)于不相同的信號(hào)的傳輸及接收，煤礦通風(fēng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)均應(yīng)該對(duì)其完成。其中，涵蓋了指令和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。對(duì)于多路信號(hào)的傳輸方式，普遍情況下有兩種：其一是時(shí)分制式，其二是頻分制式。其中，時(shí)分制是以不相同的時(shí)序?yàn)榛A(chǔ)，進(jìn)而將各路信號(hào)以依次的方式進(jìn)行傳送。而頻分制式是以不相同的頻率為基礎(chǔ)，進(jìn)而把各路信號(hào)進(jìn)行發(fā)送及接受。因?yàn)轭l分制式的優(yōu)勢(shì)極具明顯性，例如故障發(fā)生率較低、電路具有簡(jiǎn)單性等。因此，在傳輸電路信號(hào)方式的選擇上，普遍上是選用頻分制式。并且，在頻分制系統(tǒng)中，用于發(fā)送及頻率接收的是載頻器；在信號(hào)的傳遞上所使用到的是500V以下的動(dòng)力線或者是專用線，進(jìn)而再對(duì)檢測(cè)元件進(jìn)行確認(rèn)。
2.2 通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
通風(fēng)系統(tǒng)能夠?qū)︼L(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，在設(shè)計(jì)上主要存在兩種方法。其一，以風(fēng)門或百葉窗的改善為基礎(chǔ)，進(jìn)而對(duì)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)及控制。以頻率發(fā)送器把風(fēng)門或者葉片的狀態(tài)信號(hào)往地面控制室傳送。在這種情況下，地面控制室則應(yīng)該以發(fā)出的信號(hào)為基礎(chǔ)，進(jìn)而對(duì)風(fēng)門或者葉片進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。其二，以改善通風(fēng)機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速為基礎(chǔ)，進(jìn)而對(duì)變頻裝置進(jìn)行設(shè)置，這樣便能夠?qū)νL(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)有效改變。與此同時(shí)，對(duì)于井下局部通風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)，所使用到的是定時(shí)控制模式，進(jìn)而以裝置定時(shí)器為基礎(chǔ)，對(duì)爆破開(kāi)關(guān)加以設(shè)置，這樣便可以在爆破之后使自動(dòng)通風(fēng)得以實(shí)現(xiàn)。在西方一些國(guó)家，對(duì)于局部通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，能夠讓已經(jīng)設(shè)置的檢查元件進(jìn)行完成，主要是讓作業(yè)機(jī)器在運(yùn)作過(guò)程中所引發(fā)出來(lái)的某一種氣體的濃度或者空氣溫度的變化作為基礎(chǔ)，進(jìn)而對(duì)控制動(dòng)作進(jìn)行完成。目前，我國(guó)在這方面的技術(shù)上還不具完善性，但毫無(wú)疑問(wèn)的是，這給通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的進(jìn)步及發(fā)展提供了具有明顯價(jià)值的參考依據(jù)。
2.3 中央控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
中央控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中所利用到的核心裝備是微型計(jì)算機(jī)。該類型的計(jì)算機(jī)具有接口多及擴(kuò)展能力強(qiáng)的明顯優(yōu)勢(shì)。并且，還可以對(duì)絕大多數(shù)的任務(wù)進(jìn)行有效完成。在應(yīng)用過(guò)程中，其自動(dòng)控制展現(xiàn)了精度高及速度快的特點(diǎn)。同時(shí)，還可以使控制過(guò)程得到優(yōu)化，進(jìn)一步使煤礦通風(fēng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的要求得到有效滿足。對(duì)于中央控制系統(tǒng)，其主要任務(wù)是對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與處理，并以實(shí)際需要作為基礎(chǔ)，進(jìn)而對(duì)通風(fēng)量做出有效的動(dòng)態(tài)控制。另外，中央控制系統(tǒng)還能夠使監(jiān)控及報(bào)警功能得以實(shí)現(xiàn)。總而言之，中央控制系統(tǒng)所負(fù)責(zé)的任務(wù)涵蓋了：監(jiān)控指令的發(fā)出、反饋監(jiān)控信息的處理、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的修改以及通風(fēng)設(shè)備工作狀況的監(jiān)視等。其中，如果在對(duì)通風(fēng)設(shè)備工作狀況進(jìn)行監(jiān)視時(shí)有異常的情況發(fā)生，便需要通過(guò)報(bào)警或者啟動(dòng)處理程序來(lái)對(duì)所發(fā)生的異常情況進(jìn)行有效處理。
3 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)本課題的分析與探究，充分認(rèn)識(shí)到在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)的必要性。另外，在應(yīng)用過(guò)程中，需要對(duì)傳感器系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)以及中央控制系統(tǒng)三方面進(jìn)行精密設(shè)計(jì)，以此體現(xiàn)出自動(dòng)化控制技術(shù)的實(shí)效性與科學(xué)性。相信將自動(dòng)化控制技術(shù)有效應(yīng)用在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)當(dāng)中，能夠在很大程度上提升煤礦通風(fēng)系統(tǒng)可靠性、安全性及管理水平，進(jìn)而為煤礦業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
[1]鄔如梁.自動(dòng)化控制技術(shù)在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2013（04）.
關(guān)鍵詞:自動(dòng)化；煤礦通風(fēng)；管理控制
煤礦井下通風(fēng)狀況關(guān)系到礦井的生產(chǎn)全，采用自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制的技術(shù)，加強(qiáng)礦井通風(fēng)技術(shù)，提高安全生產(chǎn)能力，將礦井通風(fēng)過(guò)程中的自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)的技術(shù)加以提升，是當(dāng)前防止礦井安全事故、達(dá)到礦井通風(fēng)自動(dòng)化運(yùn)行的重要技術(shù)手段。對(duì)于減輕事故發(fā)生的危害程度，提高礦井的安全系數(shù)，具有關(guān)鍵的作用。從當(dāng)前常用的礦井通風(fēng)系統(tǒng)的自動(dòng)化管理方面進(jìn)行分析，主要包括檢測(cè)通風(fēng)狀況和監(jiān)測(cè)環(huán)境質(zhì)量等方面，常見(jiàn)的檢測(cè)是針對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量，常用的自動(dòng)化通風(fēng)系統(tǒng)包含了通風(fēng)、信號(hào)、傳感器系統(tǒng)，主要由中央控制系統(tǒng)符合運(yùn)行和協(xié)調(diào)。
1、煤礦通風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)化控制
進(jìn)行煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的自動(dòng)化安裝和運(yùn)行，主要是為了保持井下空氣狀況的安全和穩(wěn)定，通過(guò)通風(fēng)巷道，將井上和井下的空氣加以交換，給工人提供較為舒適的工作環(huán)境，保持礦井內(nèi)部的空氣的新鮮，將井下的有害氣體以及熱量、水蒸氣等加以排出，得到適合安全生產(chǎn)的礦井工作條件。檢測(cè)的內(nèi)容包括瓦斯的含量的監(jiān)控，系統(tǒng)通風(fēng)量的及時(shí)調(diào)整，瓦斯含量如果發(fā)生了異常的升高或者涌出，應(yīng)該警惕是否有安全事故或者隱患存在。目前采用的人工管理的方法，對(duì)于監(jiān)控和調(diào)度的自動(dòng)化程度來(lái)說(shuō)，是不足以維護(hù)煤礦安全運(yùn)行的。自動(dòng)化控制水平高的煤礦通風(fēng)系統(tǒng)，能夠控制風(fēng)量計(jì)算模型，運(yùn)用科學(xué)合理的通風(fēng)系統(tǒng)的管理來(lái)保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠。
2、自動(dòng)化控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)
2.1自動(dòng)化系統(tǒng)采用的是集中控制和分散檢測(cè)的方式，建立了動(dòng)態(tài)檢測(cè)煤礦的監(jiān)控分站，對(duì)煤礦內(nèi)部的氣體、風(fēng)壓、溫度等狀況進(jìn)行檢測(cè)，由煤礦通風(fēng)總站將數(shù)據(jù)加以傳輸，得到了關(guān)于監(jiān)控分站的各種數(shù)據(jù)的匯總，然后采用推算的算法，得到了煤礦風(fēng)量的分布的情況，將風(fēng)量控制方案，反饋給變頻裝置等監(jiān)控分站中的重要位置，達(dá)到通風(fēng)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制的目的。2.2自動(dòng)系統(tǒng)的原理，是以煤礦通風(fēng)主站、分站，進(jìn)行檢測(cè)和控制，通過(guò)風(fēng)壓、風(fēng)量、氣體、溫度的傳感器將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加以傳輸、匯總、分析和運(yùn)行。自動(dòng)系統(tǒng)包含了通風(fēng)系統(tǒng)、中央控制以及傳感器系統(tǒng)等內(nèi)容。傳感器系統(tǒng)包含了信號(hào)發(fā)生器等，將不同的信號(hào)加以傳輸和接受，得到了監(jiān)控的指令和數(shù)據(jù)。信號(hào)經(jīng)過(guò)傳輸分為頻分制和時(shí)分制度，按照計(jì)劃將各路信號(hào)按照頻率進(jìn)行接收和發(fā)送。頻分制的電路較為簡(jiǎn)單，故障較少，頻率的接收和發(fā)送使用載頻器進(jìn)行定型生產(chǎn)，吸納后通過(guò)動(dòng)力線傳遞線進(jìn)行傳輸，并對(duì)元件進(jìn)行檢測(cè)。礦井的環(huán)境狀況等通過(guò)風(fēng)量的控制得到精確的測(cè)量，測(cè)量到的數(shù)據(jù)包括了風(fēng)量、風(fēng)壓和溫度以及有毒的氣體，巷道中被放置了很多傳感器，如風(fēng)速檢測(cè)元件可以對(duì)風(fēng)量進(jìn)行精確的遙測(cè)。這些元件包括了恒流式風(fēng)速儀、恒溫風(fēng)速儀、三杯電渦流式傳感器、光耦感應(yīng)器傳感器等。采用熱敏元件的溫度遙測(cè)可歸為紅外線輻射技術(shù)，風(fēng)壓的遙測(cè)可以采用差壓變送器進(jìn)行。而紅外線吸收可以使用光譜法或者定點(diǎn)位電解法進(jìn)行CO氣體濃度的遙測(cè)。2.3通風(fēng)系統(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)置，采用風(fēng)門和百葉窗的方式加以風(fēng)量的控制和調(diào)節(jié)。頻率發(fā)送器將風(fēng)門和葉片的狀態(tài)加以發(fā)送，最終傳送到地面控制室，根據(jù)葉片和風(fēng)門轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)出的吸納后，通過(guò)改變通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的變頻信號(hào)，可以得到局部井下通風(fēng)機(jī)的定時(shí)控制，另外，在定時(shí)器裝置的外部安裝爆破沖擊裝置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)通風(fēng)，采用工作面作業(yè)機(jī)器運(yùn)行的方式，引發(fā)氣體濃度或者空氣的溫度的變化，最終對(duì)工作面的作業(yè)機(jī)器的元件進(jìn)行控制，保證其良性運(yùn)轉(zhuǎn)。2.4中央控制系統(tǒng)采用的是微型計(jì)算機(jī)作為核心裝備的設(shè)置方案，這種設(shè)置擴(kuò)展能力較強(qiáng)，接口較大，在自動(dòng)化控制中能夠優(yōu)化控制過(guò)程，精度較高，速度較快，對(duì)通風(fēng)自動(dòng)化系統(tǒng)的需求是綽綽有余的。中央控制系統(tǒng)包含了報(bào)警和監(jiān)控功能，能夠幫助監(jiān)控站發(fā)出指令，處理反饋的監(jiān)控信息，修改監(jiān)控獲取的數(shù)據(jù)，執(zhí)行選定的控制方案，對(duì)通風(fēng)設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)視。當(dāng)異常情況發(fā)生的時(shí)候，相應(yīng)的處理程序就會(huì)啟動(dòng)并且報(bào)警。
3、自動(dòng)化通風(fēng)系統(tǒng)控制應(yīng)用
值班人員根據(jù)顯示屏上的風(fēng)量大小、風(fēng)壓數(shù)值、有毒氣體含量等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的檢測(cè)，然后負(fù)責(zé)將傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線繪制，將數(shù)據(jù)曲線變化加以統(tǒng)計(jì)和匯總，得到系統(tǒng)的工作情況，幫助工作人員發(fā)現(xiàn)問(wèn)題或者故障，最后將數(shù)據(jù)報(bào)表進(jìn)行打印，供使用者查詢。進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，一旦出現(xiàn)故障，應(yīng)啟動(dòng)備用風(fēng)機(jī)，通過(guò)系統(tǒng)發(fā)出的控制指令，將故障風(fēng)機(jī)電源關(guān)閉，并實(shí)行自檢，確認(rèn)無(wú)誤后再重新啟動(dòng)。
結(jié)語(yǔ)：
通風(fēng)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的自動(dòng)化運(yùn)行，無(wú)人值守，突法事件的處理，需要對(duì)控制單元采用風(fēng)量計(jì)算算法等，這種設(shè)計(jì)方案能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控，大大提高煤礦工作安全，降低通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本，因此應(yīng)在自動(dòng)化運(yùn)行中加以推廣。
參考文獻(xiàn)：
[1]鄔如梁.自動(dòng)化控制技術(shù)在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù),2013,32(4):62-63,72.
[2]幸大學(xué).自動(dòng)化控制技術(shù)在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù),2013,(10):88-89,90.
關(guān)鍵詞：煤礦通風(fēng)系統(tǒng)；自動(dòng)化控制技術(shù)；應(yīng)用
1自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成
1.1總控中心
控制中心的主要設(shè)備就是微型計(jì)算機(jī)，其優(yōu)勢(shì)在于具有極快的操作速度，精度高，可擴(kuò)展性強(qiáng)，數(shù)據(jù)接口數(shù)量多，這些特點(diǎn)保證了計(jì)算機(jī)能夠高效、快速的完成通風(fēng)系統(tǒng)中的計(jì)算任務(wù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制與管理。總控中心可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)監(jiān)控設(shè)備記性數(shù)據(jù)和信息的收集和分析處理，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)解決，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井中風(fēng)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理。控制中心還可以對(duì)全部的系統(tǒng)進(jìn)行控制與監(jiān)督，保證事故的功能性。
1.2通風(fēng)系統(tǒng)
通風(fēng)系統(tǒng)主要調(diào)節(jié)礦井中的風(fēng)量，在系統(tǒng)中，變頻設(shè)備可以對(duì)通風(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證礦井中風(fēng)量的調(diào)整。傳輸系統(tǒng)調(diào)節(jié)風(fēng)門和百葉窗的運(yùn)行狀態(tài)，再將數(shù)據(jù)信息反饋給控制中心，控制中心對(duì)全部的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際情況調(diào)整和制定風(fēng)門或者百葉窗的角度，對(duì)礦井內(nèi)部的風(fēng)量進(jìn)行及時(shí)的管理和調(diào)控。
1.3傳輸系統(tǒng)
傳輸系統(tǒng)中最為重要的組成之一就是指令發(fā)出系統(tǒng)，在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，全部信號(hào)的接收和發(fā)射都是由指令發(fā)出系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。
2自動(dòng)化控制技術(shù)在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用
2.1實(shí)時(shí)監(jiān)控
對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)收集到大量的數(shù)據(jù)信息，包括通風(fēng)機(jī)的各類工作狀況，風(fēng)量以及風(fēng)壓的變化狀況以及空氣含量等相關(guān)參數(shù)，這些信息都將會(huì)出現(xiàn)在顯示屏中，為工作人員的具體工作提供相應(yīng)的信息支持和參考依據(jù)。
2.2提供數(shù)據(jù)信息
通過(guò)數(shù)學(xué)曲線提供數(shù)據(jù)信息，為工作人員的工作提供基礎(chǔ)和保證，系統(tǒng)從監(jiān)測(cè)設(shè)備中收集到大量的數(shù)據(jù)以及資料，通過(guò)圖形傳遞給工作人員，圖形所表現(xiàn)的內(nèi)容體現(xiàn)了數(shù)據(jù)和文字的變化狀況以及變化趨勢(shì)。這些信息和資料表現(xiàn)了數(shù)據(jù)在不同時(shí)期的變化趨勢(shì)，以及系統(tǒng)中不同環(huán)節(jié)的工作狀態(tài)，對(duì)于工作人員的工作有著積極的促進(jìn)作用，有助于操作人員了解系統(tǒng)中的狀況，并發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部存在的弊端和不足，以采取相應(yīng)的措施進(jìn)行解決和處理。
2.3查詢和打印數(shù)據(jù)表
自控系統(tǒng)可以幫助工作人員對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)的查詢和打印，有助于工作人了解并掌握系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)資料的分析和共享，文件中包括了多個(gè)種類以及方面的報(bào)表，覆蓋了各個(gè)不同的時(shí)間段，包括年度報(bào)表以及月報(bào)表等，為技術(shù)人員開(kāi)展查詢工作創(chuàng)造了便利的條件。
2.4及時(shí)發(fā)現(xiàn)技術(shù)故障并采取措施
對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面的檢查，一旦發(fā)現(xiàn)技術(shù)故障，及時(shí)進(jìn)行處理。如果發(fā)現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)中的通風(fēng)機(jī)存在故障，自動(dòng)化技術(shù)不能保證通風(fēng)機(jī)馬上開(kāi)始工作，應(yīng)該保證其他通風(fēng)設(shè)備安全運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，使通風(fēng)量顯著提高，保證井內(nèi)通風(fēng)狀態(tài)良好。這一工作原理主要是通過(guò)總控中心進(jìn)行指令的下達(dá)，將出現(xiàn)問(wèn)題的風(fēng)機(jī)進(jìn)行暫時(shí)性的關(guān)閉，然后保證備用的風(fēng)機(jī)在開(kāi)始工作時(shí)或者其他風(fēng)機(jī)超額完成任務(wù)時(shí)，對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)的處理。有系統(tǒng)可以進(jìn)行出現(xiàn)問(wèn)題的解決，為后期工作提供參考。
2.5建立安全生產(chǎn)體系
將自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用于煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中，不僅可以保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全，而且可以保證設(shè)備的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)于系統(tǒng)的安全生產(chǎn)具有積極的意義。積極合理應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)，可以盡量降低人為操作失誤，避免造成較大的安全事故。在安全生產(chǎn)環(huán)節(jié)，要責(zé)任落實(shí)到人，保證生產(chǎn)的細(xì)致化，每個(gè)工作人員做好自身的本職工作，保證生產(chǎn)安全。
2.6科學(xué)設(shè)計(jì)傳感器系統(tǒng)
實(shí)現(xiàn)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的自動(dòng)化管控，在對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收和傳輸?shù)耐瑫r(shí)，進(jìn)行合理的系統(tǒng)建設(shè)。信息指令和信息監(jiān)測(cè)控制數(shù)據(jù)在系統(tǒng)當(dāng)中。通風(fēng)控制系統(tǒng)的多路信號(hào)可以分為時(shí)分制和頻分制，將二者進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)頻分制對(duì)信號(hào)的傳輸安全性更高，避免出現(xiàn)故障或者降低出現(xiàn)故障的頻率。由于電路的組成較為簡(jiǎn)單，所以在傳輸系統(tǒng)中，可以使用載頻設(shè)備實(shí)現(xiàn)接收，進(jìn)行信號(hào)的發(fā)送，通過(guò)專用線路進(jìn)行信號(hào)的傳遞，在信號(hào)完成傳輸之后，在進(jìn)行元件的檢測(cè)。另外，在控制煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量時(shí)，要明確井下的環(huán)境以及通風(fēng)設(shè)備中的風(fēng)量，了解溫度條件以及有害氣體的濃度等內(nèi)容。
2.7通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
在對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過(guò)下述方法實(shí)現(xiàn)風(fēng)量的調(diào)節(jié)。第一，進(jìn)行百葉窗角度的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)量的合理調(diào)控，然后將風(fēng)門的變化狀況以及數(shù)據(jù)通過(guò)頻率發(fā)送設(shè)備向地面控制系統(tǒng)進(jìn)行傳輸。要通過(guò)自動(dòng)化的方式實(shí)現(xiàn)井下開(kāi)關(guān)的控制，進(jìn)行合理的定位，將爆破開(kāi)關(guān)在定時(shí)設(shè)備上安裝，爆破以后保證自動(dòng)化的處理效果。現(xiàn)階段國(guó)際上通常采用檢測(cè)元件對(duì)局部通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)速的調(diào)控和監(jiān)管，在運(yùn)行的設(shè)備中進(jìn)行風(fēng)速以及溫度的調(diào)節(jié)，依據(jù)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)空氣溫度的狀況以及氣體的濃度狀況實(shí)現(xiàn)合理有效的調(diào)控。有些技術(shù)現(xiàn)階段還不夠成熟，所以必須進(jìn)行進(jìn)一步的更新與調(diào)控。
2.8總控中心的設(shè)計(jì)
總控中心的重要設(shè)備之一就是計(jì)算機(jī)，微型計(jì)算機(jī)的接口數(shù)量較多，具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性，可以實(shí)現(xiàn)任務(wù)的順利完成。使用微型計(jì)算機(jī)，可以提高自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作效率，保證工程的準(zhǔn)確性，使自動(dòng)化的水平更加提高。和通風(fēng)系統(tǒng)的控制密切相關(guān)。總控中心的主要工作就是對(duì)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行收集和處理。
綜上所述，煤礦生產(chǎn)中，通風(fēng)系統(tǒng)的合理建設(shè)對(duì)于保證生產(chǎn)安全以及工作效率具有積極的意義，在系統(tǒng)中要注重實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的管理，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的綜合控制，正確計(jì)算風(fēng)量，了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。及時(shí)采用有效的措施和方法，進(jìn)行問(wèn)題的解決，降低在系統(tǒng)中資金和人力資源的投入，保證生產(chǎn)高效率的進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：煤礦型乳化炸藥 微機(jī)自動(dòng)控制 應(yīng)用
0 引言
煤礦型乳化炸藥生產(chǎn)在我國(guó)從上個(gè)世紀(jì)八十年代的罐式間斷乳化到九十年代初兩段連續(xù)乳化，繼而是九十年代中期的連續(xù)乳化，近年出現(xiàn)了微機(jī)監(jiān)控的煤礦型乳化炸藥連續(xù)乳化生產(chǎn)線。連續(xù)乳化就是水相和油相按一定配比計(jì)量后連續(xù)不斷地加入到連續(xù)乳化機(jī)中，一次完成乳化并連續(xù)排出乳膠基質(zhì)。工藝連續(xù)化程度高，乳膠基質(zhì)質(zhì)量得到了較好的保證，工人勞動(dòng)強(qiáng)度也大幅降低。進(jìn)入二十一世紀(jì)后，由于連續(xù)冷卻裝置、連續(xù)敏化裝置和自動(dòng)裝藥機(jī)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用以及微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，從而誕生了乳化炸藥微機(jī)監(jiān)控全連續(xù)生產(chǎn)工藝技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)新建乳化炸藥生產(chǎn)線均采用連續(xù)化生產(chǎn)工藝。微機(jī)監(jiān)控連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)是集手動(dòng)與自控于一體，方便控制切換，從原材料準(zhǔn)備到裝藥包裝各工序?qū)崿F(xiàn)了機(jī)械化自動(dòng)化和微機(jī)化。采用自動(dòng)控制和安全控制，預(yù)警、報(bào)警等技術(shù)手段，使其安全生產(chǎn)得到保證，勞動(dòng)強(qiáng)度大幅降低，生產(chǎn)效率大大提高。
1 煤礦型乳化炸藥連續(xù)化生產(chǎn)線的主要優(yōu)點(diǎn)
1.1 連續(xù)乳化生產(chǎn)，乳化是在瞬間完成，采用無(wú)金屬磨擦的系統(tǒng)密封，使軸密封處于最佳狀態(tài)，生產(chǎn)的乳化基質(zhì)均勻、性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠。
1.2 規(guī)范整體工藝水平提高。連續(xù)冷卻與連續(xù)敏化工藝均采用低速工藝設(shè)備，使生產(chǎn)安全得到充分保證。
1.3 連續(xù)乳化設(shè)備內(nèi)存藥量小，各工序間敞口作業(yè)，低壓管道輸送，所以更加安全可靠。
1.4 設(shè)備布置緊湊，生產(chǎn)效率高。功率消耗小，勞動(dòng)強(qiáng)度低，人均效率高。
2 煤礦型乳化炸藥連續(xù)生產(chǎn)線工藝布置及工序簡(jiǎn)介
按照GB50089-2007《民用爆破器材工程設(shè)計(jì)安全規(guī)范》及原煤炭部《煤礦爆破器材工廠乳化炸藥安全規(guī)程》的規(guī)定，生產(chǎn)線的主要部分由原材料破碎、水相制備和儲(chǔ)存、油相制備和儲(chǔ)存、連續(xù)乳化、連續(xù)冷卻、連續(xù)敏化、裝藥、包裝等八個(gè)主要工序組成。根據(jù)裝藥機(jī)的自動(dòng)化程度，可設(shè)置一個(gè)工房或兩個(gè)工房，加上其它輔助工房及公用設(shè)施就形成了乳化炸藥生產(chǎn)線。
3 煤礦型乳化炸藥連續(xù)化生產(chǎn)線應(yīng)用微機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)的目的
對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的工藝技術(shù)參數(shù)及設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制，可使工藝參數(shù)的變化在一定的許可范圍內(nèi)，有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量；連續(xù)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，判斷設(shè)備故障等異常因素引起的參數(shù)變化，實(shí)時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警并自動(dòng)有序停機(jī)，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。自動(dòng)控制系統(tǒng)可保證生產(chǎn)過(guò)程中工藝參數(shù)穩(wěn)定在生產(chǎn)設(shè)定值，使水、油相配比更加穩(wěn)定和精確，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)作業(yè)。控制系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能：①實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各控制點(diǎn)（水相和油相罐、連續(xù)乳化機(jī)、敏化機(jī)）的溫度。②監(jiān)控連續(xù)乳化機(jī)的電流、壓力、冷卻水狀態(tài)、噪聲。③實(shí)現(xiàn)水、油相流量自動(dòng)調(diào)節(jié)，并進(jìn)行斷料保護(hù)。④實(shí)現(xiàn)敏化劑、促進(jìn)劑流量自動(dòng)精密調(diào)節(jié)。⑤控制連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中工藝設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。⑥實(shí)現(xiàn)水相溶解罐的電子稱重及投料、溶解自動(dòng)化。⑦實(shí)現(xiàn)水、油相輸送計(jì)量至乳化工藝的一鍵自動(dòng)化控制。⑧實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備在控制室集中控制。⑨對(duì)生產(chǎn)全過(guò)程進(jìn)行可視監(jiān)控（含裝藥和包裝）。⑩對(duì)工藝設(shè)備主要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和超限報(bào)警。
4 煤礦型乳化炸藥連續(xù)化生產(chǎn)線應(yīng)用微機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)的范圍及方式
4.1 油、水相各罐的溫度。（監(jiān)控）
4.2 油相各罐和水相儲(chǔ)存罐的液位及水相溶解罐質(zhì)量。（監(jiān)視）
4.3 油、水相工藝流體的流量調(diào)節(jié)、斷流保護(hù)。（監(jiān)控）
4.4 連續(xù)乳化機(jī)的電流、溫度、壓力、冷卻水狀態(tài)、噪聲。（監(jiān)控）
4.5 關(guān)鍵監(jiān)控參數(shù)超限檢測(cè)、報(bào)警和自動(dòng)停機(jī)。（監(jiān)控）
4.6 生產(chǎn)全過(guò)程視頻監(jiān)視。（含裝藥和包裝）。
5 監(jiān)控器件及作用
為實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控，所需配置的監(jiān)控器件或傳感元件有以下幾種，數(shù)量按設(shè)備數(shù)量和工藝確定。
5.1 溫度傳感器（現(xiàn)場(chǎng)顯示和遠(yuǎn)傳兩種）。
5.2 液位傳感器（判斷物料的多少）。
5.3 電子稱重系統(tǒng)（測(cè)量物料的重量）。
5.4 壓力傳感器（判斷設(shè)備的壓力大小）。
5.5 流量傳感器（瞬時(shí)流量和累計(jì)流量監(jiān)測(cè)和控制）。
5.6 拾音器（測(cè)量設(shè)備運(yùn)行噪聲）。
6 控制流程圖
控制流程圖見(jiàn)圖6.1。
7 監(jiān)控過(guò)程說(shuō)明
7.1 水相溶解：使用電磁閥和電動(dòng)推桿實(shí)現(xiàn)水相溶解罐自動(dòng)加水和加料，水量由流量計(jì)檢測(cè)，加料量由電子稱重系統(tǒng)檢測(cè)，達(dá)到設(shè)定量即自動(dòng)關(guān)閉水閥及下料閥，實(shí)現(xiàn)水相制備自動(dòng)化。
7.2 液位監(jiān)視：油相各罐和水相儲(chǔ)存罐的液位數(shù)據(jù)由裝在各罐上的液位計(jì)輸出信號(hào)到數(shù)字顯示儀表進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和二次控制。
7.3 油、水相流量數(shù)據(jù)由各自的流量計(jì)輸出到數(shù)字儀表，根據(jù)工藝要求通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)流量，以滿足工藝要求。
7.4 敏化劑、促進(jìn)劑流量數(shù)據(jù)由各自的流量計(jì)輸出到數(shù)字儀表，根據(jù)工藝要求通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)流量，以滿足工藝要求。
7.5 使用自動(dòng)乳化按鈕實(shí)現(xiàn)水、油相輸送計(jì)量至乳化工藝的一鍵自動(dòng)化控制。
7.6 水、油相流量斷流保護(hù)，水、油相流量超過(guò)設(shè)定值，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出聲、光報(bào)警并控制水、油相輸送泵和乳化機(jī)停機(jī)。
7.7 乳化機(jī)出現(xiàn)電流過(guò)大、出料溫度過(guò)高、壓力過(guò)大、冷卻水異常等現(xiàn)象系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出聲、光報(bào)警并控制水、油相輸送泵和連續(xù)乳化機(jī)停機(jī)。
7.8 所有設(shè)備除設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)控制按鈕外，同時(shí)在控制室設(shè)置起動(dòng)停止按鈕進(jìn)行集中控制。
8 結(jié)束語(yǔ)
利用微機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)煤礦型乳化炸藥生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制，可有效提高生產(chǎn)過(guò)程設(shè)備運(yùn)行的可靠性和安全性；還可以使工藝過(guò)程更加穩(wěn)定，產(chǎn)品性能得到提高，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。連續(xù)化自動(dòng)化生產(chǎn)體現(xiàn)了文明生產(chǎn)、文明作業(yè)的現(xiàn)代化生產(chǎn)方式。對(duì)推動(dòng)行業(yè)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、自動(dòng)化、微機(jī)化生產(chǎn)都具有重要意義。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞:煤礦綜采;煤礦工作面;自動(dòng)化技術(shù)
doi:10．3969/j．issn．1006－8554．2016．06．154
引言
20世紀(jì)60年代時(shí)期，我國(guó)煤礦行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，煤礦生產(chǎn)過(guò)程中涉及到的主要環(huán)節(jié)均已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化。至今，在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)能夠滿足煤礦綜掘綜采工作面的監(jiān)測(cè)、管理與控制一體化，并且對(duì)煤礦綜采的各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制管理與監(jiān)控。在互聯(lián)網(wǎng)的支持下還能夠?qū)γ旱V調(diào)度運(yùn)轉(zhuǎn)等進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)。
1煤礦綜掘和綜采工作面自動(dòng)化技術(shù)
1．1煤礦綜掘和綜采工作面自動(dòng)化技術(shù)構(gòu)成
煤礦綜掘與綜采工作面自動(dòng)化技術(shù)擁有眾多技術(shù)支撐，其主要包括自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、故障診斷技術(shù)、直線控制技術(shù)等多樣化綜合技術(shù)的運(yùn)用［1］。煤礦綜掘與綜采工作面自動(dòng)化系主要包括五大構(gòu)造部分:①主采機(jī)組控制區(qū)。該區(qū)域主要是由采煤機(jī)、刮板機(jī)與工作面支架構(gòu)成，其主要用于對(duì)煤礦采煤設(shè)備進(jìn)行控制與挑戰(zhàn)。②轉(zhuǎn)載運(yùn)輸控制區(qū)。該區(qū)域主要是由轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、皮帶機(jī)等構(gòu)成，其主要用于在煤礦工作面控制協(xié)調(diào)與主采機(jī)組推動(dòng)一同移動(dòng)，并且獲取煤礦工作面相關(guān)機(jī)械設(shè)備的工作數(shù)據(jù)。③為視頻安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其主要用于監(jiān)控煤礦工作面所有關(guān)于煤礦開(kāi)采的相關(guān)工作，以全方位保證煤礦工作面開(kāi)采的安全。④為通訊調(diào)度系統(tǒng)，其主要用于在煤礦工作面中提供無(wú)線通訊，讓煤礦工作面能夠開(kāi)展順暢無(wú)阻的通訊交流。⑤為工作面綜合控制區(qū)域。其是煤礦綜掘綜采工作面的綜合控制區(qū)域，能夠與地面開(kāi)展信息溝通，可以對(duì)煤礦工作面的設(shè)備參數(shù)，工作運(yùn)行狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)視控制管理［2］。
1．2煤礦綜掘和綜采工作面自動(dòng)化技術(shù)要求
煤礦綜掘與綜采工作面自動(dòng)化技術(shù)是煤礦開(kāi)采生產(chǎn)第一線的工作內(nèi)容，同時(shí)也是難度最大，最為復(fù)雜的工作內(nèi)容。因此，其對(duì)于自動(dòng)化控制技術(shù)的要求較高。①煤礦綜掘與綜采工作面自動(dòng)化技術(shù)要利用遠(yuǎn)程集中控制、區(qū)域集中控制等方式來(lái)對(duì)綜掘與綜采工作面的工作進(jìn)行檢測(cè)管理。②煤礦綜掘與綜采工作面自動(dòng)化技術(shù)要能夠?qū)崿F(xiàn)在地面上利用自動(dòng)化技術(shù)可以對(duì)礦井中的運(yùn)輸機(jī)、采煤機(jī)等大型煤礦挖掘運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行控制。同時(shí)，還能夠?qū)Ω邏洪_(kāi)關(guān)、泵站等區(qū)域進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。再次，煤礦綜掘與綜采工作面自動(dòng)化技術(shù)利用遠(yuǎn)程控制能夠保證在有煤流的情況下輸送機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行，無(wú)煤流的情況下輸送機(jī)暫停工作，同時(shí)對(duì)煤炭輸送機(jī)加以控制避免其短時(shí)間內(nèi)充分啟停［3］。③當(dāng)煤礦綜掘與綜采工作面系統(tǒng)出現(xiàn)工作故障時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)能夠及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行診斷與檢驗(yàn)，并且提供妥善的處理策略。
2煤礦綜掘和綜采工作面自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
煤礦綜掘與綜采工作面自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:①高度集成的綜掘和綜采現(xiàn)場(chǎng)信息。煤礦綜掘和綜采是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工作，簡(jiǎn)單的自動(dòng)化技術(shù)難以滿足日常需求。我國(guó)煤礦綜掘和綜采自動(dòng)化技術(shù)要求實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信息的高度集成，使得礦井內(nèi)作業(yè)可以使用機(jī)械開(kāi)展安全生產(chǎn)，并且利用傳感器對(duì)綜掘和綜采現(xiàn)場(chǎng)的信息進(jìn)行采集，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備控制，并且利用互聯(lián)網(wǎng)傳輸系統(tǒng)通過(guò)各種協(xié)議將綜掘和綜采現(xiàn)場(chǎng)能夠連接起來(lái)，從而把獲得的素有信息回送傳輸至地面控制平臺(tái)［4］。②無(wú)人自動(dòng)化工作面。工作面無(wú)人化工作將會(huì)成為我國(guó)煤礦綜掘和綜采自動(dòng)化技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)，三機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)、三機(jī)工況檢測(cè)與故障診斷系統(tǒng)、災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)、采煤工藝智能化系統(tǒng)、模擬采礦系統(tǒng)以及決策仿真等系統(tǒng)都將成為無(wú)人自動(dòng)化工作面的重要組成部門。在無(wú)人自動(dòng)化工作面下，煤礦綜掘與綜采的效率將會(huì)得到顯著提升，煤礦開(kāi)采的安全也將得到可靠的保障。
3結(jié)語(yǔ)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與成熟，社會(huì)已經(jīng)邁入現(xiàn)代化時(shí)代，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)普及應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)當(dāng)中，并且?guī)?lái)了十分重大的影響。國(guó)家建設(shè)了一批自動(dòng)化程度較高的煤礦礦井，充分保證了煤礦開(kāi)采過(guò)程中的高效率與安全。相信在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，煤礦綜掘與綜采工作面自動(dòng)化技術(shù)將會(huì)更加成熟，為煤礦開(kāi)采做出更大的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞：自動(dòng)化系統(tǒng)；PLC；機(jī)械
中圖分類號(hào)：TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003－773X（2015）10－0059－03
作者簡(jiǎn)介：秦愛(ài)芳（1977—），男，山西高平人，畢業(yè)于河北工程大學(xué)煤礦開(kāi)采技術(shù)專業(yè)，助理工程師，現(xiàn)就職于山西省原平市軒崗鎮(zhèn)焦家寨煤礦煤運(yùn)站，從事煤質(zhì)運(yùn)銷工作
引言
我國(guó)煤炭行業(yè)經(jīng)過(guò)近年一系列的改革和發(fā)展，煤炭生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)自動(dòng)化水平逐年提高，技術(shù)水平得到長(zhǎng)足的發(fā)展。以焦家寨煤礦公司的煤礦鐵路裝車系統(tǒng)為例，傳統(tǒng)裝備技術(shù)發(fā)展水平有限，一直以來(lái)裝車控制系統(tǒng)還使用人工手動(dòng)操作方式，有些甚至還是簡(jiǎn)單繼電器控制，極易因誤操作而引起設(shè)備事故甚至人身傷害事故，給企業(yè)造成不必要的安全隱患和財(cái)產(chǎn)、人員損失。通過(guò)一系列的實(shí)地調(diào)研和分析研究，提出了鐵路裝車集中控制解決方案，此方案具有投資見(jiàn)效快、易實(shí)施、可升級(jí)改進(jìn)，可以滿足大部分自動(dòng)裝車控制系統(tǒng)需求，已有多個(gè)成功應(yīng)用運(yùn)行的案例，且收到了較好的實(shí)際使用效果。鐵路裝車集控系統(tǒng)是一套綜合集成自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了鐵路裝車管控信息管理一體化。該系統(tǒng)主要包括四部分：自動(dòng)化控制系統(tǒng)，工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)，液壓閘門系統(tǒng)及信息管理系統(tǒng)（可選）。集控系統(tǒng)主要功能是快速準(zhǔn)確定量地完成各種產(chǎn)品的快速裝車，并實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地記錄下裝車信息，形成信息報(bào)備，便于后期進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和管理等。該系統(tǒng)操作界面直觀簡(jiǎn)潔，管理簡(jiǎn)單，監(jiān)控畫面可全面覆蓋全流程工作狀況，便于進(jìn)行實(shí)時(shí)管理和處置運(yùn)行狀況。系統(tǒng)控制主要分為自動(dòng)、手動(dòng)兩種控制方式。自動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)控制過(guò)程主要由控制應(yīng)用軟件程序自動(dòng)實(shí)現(xiàn)；手動(dòng)時(shí)，可由操作人員分步驟單獨(dú)操作完成［1］。在該鐵路裝車集控系統(tǒng)解決方案中自動(dòng)化控制系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心組成，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行統(tǒng)一綜合管理。下面主要探討自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制和原理，為今后系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)和升級(jí)改造提供一定的技術(shù)依據(jù)，也為熟悉系統(tǒng)的運(yùn)行和管理打下基礎(chǔ)。
1自動(dòng)化控制系統(tǒng)
自動(dòng)化控制系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成，硬件包括可編程控制器（PLC）、工業(yè)上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)、電子軌道衡稱重系統(tǒng)、車號(hào)識(shí)別系統(tǒng)、皮帶稱重系統(tǒng)、給煤系統(tǒng)、料位計(jì)及其它信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)、就地控制等；軟件包括上位監(jiān)控軟件、軌道衡稱重軟件、裝車控制應(yīng)用軟件等。1．1自動(dòng)化控制系統(tǒng)中PLC的功能及優(yōu)點(diǎn)PLC（ProgrammableLogicController）作為系統(tǒng)的信號(hào)采集和數(shù)據(jù)運(yùn)算處理核心，是整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的核心。通過(guò)它可以完成現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)運(yùn)算處理，邏輯信號(hào)閉鎖及實(shí)時(shí)通信。使用PLC的優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備之間的閉鎖關(guān)系通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)，避免了通過(guò)繼電器硬接線實(shí)現(xiàn)連鎖而造成的接線復(fù)雜、故障點(diǎn)多的現(xiàn)象。而且當(dāng)控制流程改變而要改變閉鎖關(guān)系時(shí)，通過(guò)計(jì)算機(jī)更容易實(shí)現(xiàn)；通過(guò)PLC的診斷功能和上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)的軟件提示功能提示可以方便地查找故障，甚至故障點(diǎn)可以精確到接線端子，這樣有利于故障的排除，減少維修時(shí)間，從而提高生產(chǎn)效率；PLC輸出控制通過(guò)隔離中間繼電器實(shí)現(xiàn)，這樣可以保護(hù)輸出接點(diǎn)，延長(zhǎng)輸出接點(diǎn)的使用壽命，從而降低以后設(shè)備運(yùn)行過(guò)程的維護(hù)成本；完善設(shè)備保護(hù)信號(hào)設(shè)置，可以對(duì)設(shè)備實(shí)施有效地保護(hù)，降低設(shè)備故障率和設(shè)備的維修費(fèi)用，提高生產(chǎn)效率［2］。
1．2控制系統(tǒng)操作模式
全廠集控控制系統(tǒng)的操作在控制室內(nèi)完成，通過(guò)調(diào)度監(jiān)控計(jì)算機(jī)實(shí)施監(jiān)控操作。通過(guò)采用工業(yè)計(jì)算機(jī)作為人機(jī)接口實(shí)施監(jiān)控操作，具有如下優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)OPC（OLEforProcessControl）通信方式和PLC相連，代替?zhèn)鹘y(tǒng)操作臺(tái)上的主令器件操作方式，使操作簡(jiǎn)單方便；避免了傳統(tǒng)操作臺(tái)的硬接線方式，減少了故障點(diǎn)，更利于維護(hù)檢修；系統(tǒng)組態(tài)方便。可根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程的需要組態(tài)操作畫面，避免了當(dāng)更改操作方式或流程改變要重新修改操作臺(tái)主令器件的布置安裝費(fèi)用。控制系統(tǒng)操作過(guò)程通過(guò)工業(yè)計(jì)算機(jī)進(jìn)行。控制方式采用集中（自動(dòng)、手動(dòng)）／就地兩種控制方式。集中／就地可以方便地予以轉(zhuǎn)換而不影響設(shè)備的原有運(yùn)行狀態(tài)。在集中方式下集中控制系統(tǒng)還具備對(duì)設(shè)備的單獨(dú)控制功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)單臺(tái)設(shè)備的單獨(dú)起停車操作。
1．3自動(dòng)裝車控制系統(tǒng)工作原理
當(dāng)軌道衡自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別到第一節(jié)車箱行駛到快加給料機(jī)允許加料位置時(shí)，工控機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出指令啟動(dòng)快加給煤機(jī)加煤料，加煤料量約為總加煤量的80～95％，在加煤過(guò)程中，實(shí)時(shí)判斷車廂是否處于加煤允許位，防止物料灑落到車廂外，節(jié)約物料損耗，如果車廂不在加煤允許位則暫停加煤，直到車廂處于加煤允許位為止；當(dāng)?shù)谝还?jié)車箱開(kāi)始上衡時(shí)，工控機(jī)控制系統(tǒng)能夠自動(dòng)識(shí)別其位置并啟動(dòng)慢加給煤機(jī)加煤；當(dāng)給煤機(jī)加煤到最終設(shè)定值時(shí)，停止慢加煤料；然后工控機(jī)控制系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行稱量數(shù)據(jù)采樣和處理；當(dāng)?shù)诙?jié)車輛行駛到快加給煤機(jī)允許加煤位置時(shí)，重復(fù)上述動(dòng)作，直到全部車廂通過(guò)秤臺(tái)并加煤完畢為止。該控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)下列功能：自動(dòng)判出機(jī)車后車輛數(shù)、總軸數(shù)；自動(dòng)標(biāo)簽對(duì)位并將讀出的車號(hào)信息與現(xiàn)車準(zhǔn)確對(duì)位；自動(dòng)判斷每節(jié)車廂是否完全上衡，從而自動(dòng)完成稱量；自動(dòng)判斷車廂是否處于給煤允許位，防止物料灑落到車廂外，節(jié)約物料損耗。
2系統(tǒng)實(shí)施具體內(nèi)容
根據(jù)煤礦現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)集中控制裝車的控制要求，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了如下設(shè)計(jì)：通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)裝車集中控制系統(tǒng)快速準(zhǔn)確定量的完成裝車，形成裝車記錄，系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面按照裝車功能分頁(yè)顯示，設(shè)備工作狀態(tài)明晰直觀，各項(xiàng)故障狀態(tài)可以及時(shí)了解、處理；裝車系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，裝車系統(tǒng)過(guò)程數(shù)據(jù)上傳到綜合自動(dòng)化平臺(tái)，達(dá)到在集控中心監(jiān)控和對(duì)裝車數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。系統(tǒng)實(shí)施進(jìn)度：首先實(shí)現(xiàn)計(jì)量控制室具備半自動(dòng)化、全自動(dòng)方式，手動(dòng)控制方式保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性；在不影響煤礦正常裝車生產(chǎn)的前提下可先實(shí)施半自動(dòng)化調(diào)試過(guò)程，然后逐步模塊自動(dòng)化調(diào)試，最后整體調(diào)試。由于煤礦的給煤系統(tǒng)、裝載系統(tǒng)、軌道衡稱重系統(tǒng)、車號(hào)識(shí)別系統(tǒng)硬件到位情況，考慮到煤礦外運(yùn)量，實(shí)現(xiàn)集中控制裝車要增加很多設(shè)備，軟件編制調(diào)試任務(wù)最大而且需要時(shí)間，因此為了更好地完成系統(tǒng)功能，可考慮分步實(shí)施：首先完成系統(tǒng)現(xiàn)有各功能模塊的安裝、調(diào)試，并進(jìn)行集中調(diào)試；然后在計(jì)量控制室增加PLC通訊分站、平煤器系統(tǒng)，并與現(xiàn)有控制系統(tǒng)關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有的給煤機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)、倉(cāng)口、平煤器、軌道衡、車號(hào)識(shí)別、鐵牛等關(guān)鍵設(shè)備的配線及軟件集中手動(dòng)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)半自動(dòng)化控制；在完成半自動(dòng)化控制模式下，分別進(jìn)行車輛上衡自動(dòng)控制、給煤機(jī)預(yù)裝煤及補(bǔ)煤分步自動(dòng)控制、倉(cāng)口制動(dòng)器的分布自動(dòng)控制、鐵牛的自動(dòng)控制、平煤器的自動(dòng)控制等模塊的分布調(diào)試，逐一完成各模塊的控制，最后綜合調(diào)試。
3結(jié)語(yǔ)
本系統(tǒng)通過(guò)PLC控制的各個(gè)系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)總線的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了裝車自動(dòng)控制。有效提高鐵路裝車的效率，操作員在控制室既可了解現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的工作狀態(tài)，也能對(duì)其運(yùn)行參數(shù)調(diào)整，還可預(yù)測(cè)或?qū)ふ夜收稀Ｕ麄€(gè)系統(tǒng)始終處于操作員的遠(yuǎn)程監(jiān)視與可控狀態(tài)，提高了系統(tǒng)的可靠性、可控性和可維護(hù)性。系統(tǒng)集成了設(shè)備檢測(cè)、變換和補(bǔ)償功能，實(shí)現(xiàn)了控制和運(yùn)算功能，不僅方便了用戶，而且有效降低了裝車系統(tǒng)的運(yùn)行成本。
參考文獻(xiàn)
［1］管振翔，鄒愛(ài)英，郭秀欣．南屯煤礦鐵路裝車線的技術(shù)改造［J］．煤礦機(jī)械，2004（12）：56－57．
關(guān)鍵詞：煤礦；自動(dòng)化技術(shù)；發(fā)展現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)
隨著信息化的發(fā)展，人類已經(jīng)進(jìn)入信息時(shí)代，自動(dòng)化技術(shù)呈現(xiàn)出智能化、多功能化等特點(diǎn)。在各個(gè)行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用，我國(guó)煤礦行業(yè)在20世紀(jì)60年代起開(kāi)始實(shí)行自動(dòng)化，煤礦生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化。應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)在煤礦企業(yè)建立大型、開(kāi)放的分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)全礦井的檢測(cè)、管理、控制一體化，并對(duì)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行自動(dòng)化控制，利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行生產(chǎn)的綜合指揮調(diào)度及業(yè)務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)，能全面提高煤礦的生產(chǎn)水平。本文結(jié)合實(shí)際談?wù)劽旱V自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。
一、煤礦自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀
（一）采掘機(jī)械自動(dòng)化。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，國(guó)外普遍采用計(jì)算機(jī)控制采掘機(jī)械，進(jìn)行采煤機(jī)、工作面運(yùn)輸及支架的聯(lián)合控制，實(shí)現(xiàn)了采煤作業(yè)的綜合自動(dòng)化。另外，計(jì)算機(jī)一般具有離機(jī)操作的功能，可以進(jìn)行設(shè)備的故障診斷和工況檢測(cè)。采煤機(jī)經(jīng)歷了從液壓牽引到電牽引，從直流牽引到交流頻電牽引的發(fā)展，逐漸向大容量過(guò)渡，采用多電機(jī)拖動(dòng)的方式，能使總裝機(jī)的功率達(dá)到1500kW；大運(yùn)量、重型化、高強(qiáng)度、高壽命是工作面輸送機(jī)的發(fā)展方向；液壓支架實(shí)現(xiàn)了高壓、大流量供液。掘進(jìn)機(jī)發(fā)展到由大型PLC控制，能夠自動(dòng)化控制、進(jìn)行故障診治判斷和工況檢查。
（二） 運(yùn)輸提升的機(jī)械自動(dòng)化。我國(guó)仍以軌道運(yùn)輸為主進(jìn)行主煤運(yùn)輸。20世紀(jì)80年代以來(lái)，膠帶運(yùn)輸被逐漸應(yīng)用到在一些大型礦井和新建礦井中，使用計(jì)算機(jī)或PLC進(jìn)行控制，裝備了綜合保護(hù)裝置，運(yùn)用DCS結(jié)構(gòu)與礦井的安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。采用全數(shù)字化控制和IGBT、FFR、GTO等新型電力器件的軌道運(yùn)輸電機(jī)，并研制成功了PLC或計(jì)算機(jī)控制的“信集團(tuán)”系統(tǒng)。國(guó)外先進(jìn)采煤國(guó)普遍采用全數(shù)字SCR―D系統(tǒng)進(jìn)行礦井提升運(yùn)輸。隨著變頻交流系統(tǒng)的迅速發(fā)展，PLC控制的提升機(jī)被廣泛應(yīng)用，形成了標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了提升工況流程控制、安全回路檢測(cè)。
（三）安全監(jiān)控系統(tǒng)。由于作業(yè)條件艱苦，并受到水、火、冒頂、煤塵和瓦斯等自然災(zāi)害的威脅，煤炭行業(yè)發(fā)展煤礦自動(dòng)化設(shè)置安全監(jiān)控系統(tǒng)十分必要。我國(guó)自上世紀(jì)70年代起，從國(guó)外引進(jìn)先進(jìn)的安全監(jiān)控系統(tǒng)和制造技術(shù)，經(jīng)過(guò)多年的消化和吸收，已經(jīng)出現(xiàn)了幾十家生產(chǎn)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的科研和生產(chǎn)單位，包括AL、TF200、KJ系列等監(jiān)控系統(tǒng)。從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用的角度來(lái)說(shuō)，與國(guó)外90年代的水平相當(dāng)，但傳感器的種類較少、穩(wěn)定性差、壽命較短，系統(tǒng)維護(hù)的工作量大；由于軟件的檔次不夠，缺乏專家的診斷和決策，許多監(jiān)控系統(tǒng)缺乏可靠性、利用率較低。
二、煤礦自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)
（一）現(xiàn)場(chǎng)信息自動(dòng)化控制。過(guò)程控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)控集控要求現(xiàn)場(chǎng)信息的高度集成。儀表技術(shù)的智能化、現(xiàn)場(chǎng)總線及工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的全面迅速發(fā)展，為過(guò)程控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)信息高度集成化提供了基礎(chǔ)。其整體思路是在設(shè)備自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，使礦井安全生產(chǎn)的機(jī)械化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、自動(dòng)化成為可能，并實(shí)現(xiàn)本地、遠(yuǎn)程、移動(dòng)、固定的立體數(shù)字信息化網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。通過(guò)傳感器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行采集實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的系統(tǒng)控制，按照主控器指令通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制，再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)利用各種協(xié)議將各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)連接，并將獲得的系統(tǒng)信息傳輸?shù)降孛娴募斜O(jiān)控中心。通過(guò)監(jiān)控軟件（HMI/SCA―DA）和監(jiān)控中心服務(wù)器對(duì)礦井內(nèi)的多有自動(dòng)化子系統(tǒng)進(jìn)行集中控制和管理。
（二） 集中控制的全礦井過(guò)程自動(dòng)化。全礦井的過(guò)程自動(dòng)化控制是將先進(jìn)的采煤作業(yè)的過(guò)程控制技術(shù)引入礦井自動(dòng)化集中控制中心，采用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)和先進(jìn)的自動(dòng)化采掘設(shè)備，在礦井集中監(jiān)控中心建設(shè)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)企業(yè)集控中心對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)視、監(jiān)控和操作礦井關(guān)鍵設(shè)備的目的。采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化組態(tài)軟件編程，實(shí)現(xiàn)各類系統(tǒng)或設(shè)備在地面的在線參數(shù)化，通過(guò)地面支援中心進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷，將故障指令下達(dá)并通知礦井人員做出及時(shí)處理，并對(duì)企業(yè)內(nèi)個(gè)性資源進(jìn)行統(tǒng)一的集中調(diào)度。煤礦自動(dòng)化發(fā)展的方向是在礦井過(guò)程自動(dòng)化集中控制的基礎(chǔ)上建設(shè)企業(yè)級(jí)過(guò)程自動(dòng)化集中控制中心。它將弱化并取代礦級(jí)集控中心，跨礦井實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程控制層、基礎(chǔ)設(shè)備層、企業(yè)各級(jí)管理層、安全生產(chǎn)調(diào)度曾的集中統(tǒng)一控制，建立企業(yè)的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，改變?cè)械念~煤礦安全生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)管控一體化的礦井生產(chǎn)模式。
（三） 煤礦遠(yuǎn)程集控中心。煤礦遠(yuǎn)程集控中心通過(guò)快速的通訊傳輸網(wǎng)和高效的自動(dòng)控制網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)多有礦井全生產(chǎn)過(guò)程的在線監(jiān)控和遠(yuǎn)程操作。借助中心集控軟件監(jiān)視礦井內(nèi)各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行設(shè)別的遠(yuǎn)程診斷并調(diào)整相關(guān)參數(shù)。根據(jù)設(shè)備或系統(tǒng)的故障類型將設(shè)備檢修、維護(hù)等指令下達(dá)給礦井人員，令他們第一時(shí)間達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)并進(jìn)行故障處理。借助于生產(chǎn)制造的執(zhí)行系統(tǒng)，調(diào)度生產(chǎn)計(jì)劃、分析設(shè)備監(jiān)控和各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)。綜合過(guò)程動(dòng)態(tài)畫面和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)作業(yè)繼承、設(shè)備狀態(tài)、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等進(jìn)行及時(shí)反饋，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)視與跟蹤，為企業(yè)的安全生產(chǎn)和管理決策提供支撐，發(fā)揮自動(dòng)效能，為企業(yè)創(chuàng)造效益。
三、小結(jié)
我國(guó)煤礦自動(dòng)化的發(fā)展還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后與世界先進(jìn)國(guó)家的水平，還存在許多有待于研究和解決的問(wèn)題，需要在實(shí)踐中不斷地發(fā)展和提高。筆者認(rèn)為，未來(lái)煤礦自動(dòng)化將向著現(xiàn)場(chǎng)信息自動(dòng)化控制、煤礦遠(yuǎn)程集控中心和集中控制的全礦井過(guò)程自動(dòng)化方向發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化；煤礦；集中化；多元化
1 煤礦自動(dòng)化技術(shù)的重要意義
基于生產(chǎn)管理與安全需要，煤礦自動(dòng)化技術(shù)具有重要意義：
1）提高生產(chǎn)效益、迎合市場(chǎng)需求。自動(dòng)化技術(shù)在煤礦中的運(yùn)用使得信息管理更加精細(xì)、方案設(shè)計(jì)更加完整有效、風(fēng)險(xiǎn)因素控制更加全面與及時(shí)，因而能夠保證煤礦生產(chǎn)“安全、高產(chǎn)、高效”；先進(jìn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)代替人力的作用使得煤礦生產(chǎn)效率整體提高，產(chǎn)品種類多，品味得到保障，因此能迎合市場(chǎng)對(duì)于煤炭種類與品味越來(lái)越高的要求。
2）節(jié)約物質(zhì)人力資源。由于自動(dòng)化系統(tǒng)在生產(chǎn)設(shè)備中的嵌入，使得體力勞動(dòng)總量與強(qiáng)度大幅度降低，因此參與的工人數(shù)量相對(duì)減少，轉(zhuǎn)而從事較高技術(shù)含量的崗位工作，人才隊(duì)伍素質(zhì)建設(shè)得到強(qiáng)化，從而使得勞動(dòng)條件更好，生產(chǎn)成本更低，工作效率更高。此外，自動(dòng)化系統(tǒng)加強(qiáng)了生產(chǎn)設(shè)備的使用管控，因此使用率更高，損耗率更低，故障維修次數(shù)更少，實(shí)現(xiàn)了資源最大程度的利用。
3）提高安全冗余。我國(guó)以井工開(kāi)采為主的煤炭生產(chǎn)局面，決定了我國(guó)煤炭生產(chǎn)中存在較多的風(fēng)險(xiǎn)因素，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程與設(shè)備運(yùn)行管控都提出了較高的要求，自動(dòng)化系統(tǒng)改正了過(guò)去人力管控的部分缺陷，因而避免了許多人為不穩(wěn)定因素，基本實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程管制，極大了提高了煤礦生產(chǎn)的安全冗余。
2 我國(guó)煤礦自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀分析
2.1 我國(guó)煤礦自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中所取得的成績(jī)
煤礦自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)了自動(dòng)化產(chǎn)品質(zhì)量的提升。煤礦自動(dòng)化產(chǎn)品是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)相互融合在煤礦企業(yè)生產(chǎn)中的具體體現(xiàn)，從當(dāng)前的情況來(lái)看，煤礦自動(dòng)化產(chǎn)品擁有大量類似于機(jī)械手等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，且質(zhì)量較高，能夠直接實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)。同時(shí)，煤礦自動(dòng)化產(chǎn)品還擁有通訊模塊，應(yīng)用這些產(chǎn)品將能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，在我國(guó)很多的煤礦生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，自動(dòng)化產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)通信方式多樣化，能夠進(jìn)一步提升煤礦生產(chǎn)作業(yè)的效率和自動(dòng)化水平。這一層面是當(dāng)前煤礦自動(dòng)化發(fā)展的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)。
2.2 我國(guó)煤礦自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中存在的問(wèn)題
（1）應(yīng)用范圍局限性。當(dāng)前，我國(guó)煤礦企業(yè)的生產(chǎn)操作只局限在生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)，從整體上來(lái)看，自動(dòng)化的程度還有所欠缺。先從煤礦企業(yè)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)講，該系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中依舊采取傳統(tǒng)意義上的集散式監(jiān)控模式，這一模式的運(yùn)行速度較慢，卻缺乏穩(wěn)定性，對(duì)于煤礦企業(yè)整個(gè)系統(tǒng)的良性運(yùn)行產(chǎn)生了一定的消極因素，同時(shí)影響到了自動(dòng)化的推進(jìn)。再?gòu)拿旱V井下的電力監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)分析，其監(jiān)控的范圍較小，不能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)化的監(jiān)控，加之監(jiān)控裝置和保護(hù)措施的應(yīng)用不到位，很容易發(fā)生事故，這樣也影響了煤礦自動(dòng)化的運(yùn)行。
（2）系統(tǒng)非完整性。煤礦自動(dòng)化發(fā)展的過(guò)程中監(jiān)控系統(tǒng)缺乏完整性，這也在一定程度上制約了自動(dòng)化的發(fā)展。從當(dāng)前的情況來(lái)看，我國(guó)的煤礦企業(yè)主要有專用的工業(yè)控制網(wǎng)、MCTP系統(tǒng)、工業(yè)以太網(wǎng)等高速的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，雖然這些技術(shù)的自動(dòng)化程度較高，但是通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在煤礦企業(yè)當(dāng)中很少有企業(yè)應(yīng)用這些技術(shù)手段，這樣將會(huì)影響到煤礦企業(yè)的自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)程。更不用說(shuō)為企業(yè)員工提供信息資源共享平臺(tái)了，目前，我國(guó)尚沒(méi)有一個(gè)礦井全面、完整的實(shí)現(xiàn)全礦井綜合自動(dòng)化，所有系統(tǒng)都共用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，可以說(shuō)礦井自動(dòng)化建設(shè)還存在許多的問(wèn)題有待研究和解決。
3 我國(guó)煤礦自動(dòng)化發(fā)展方向分析
近年來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云技術(shù)的出現(xiàn)，給我國(guó)煤礦自動(dòng)化建設(shè)提供了一個(gè)良好的技術(shù)平臺(tái)，未來(lái)我國(guó)煤礦自動(dòng)化建設(shè)將往以下幾個(gè)方面發(fā)展：
3.1 高度集成的現(xiàn)場(chǎng)信息
煤礦的作業(yè)過(guò)程是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，由于地質(zhì)條件復(fù)雜多樣，條件惡劣，不可預(yù)測(cè)的狀況時(shí)有發(fā)生，簡(jiǎn)單的自動(dòng)化控制無(wú)法滿足煤礦作業(yè)的需要，近幾年來(lái)，煤礦綜合自動(dòng)化在我國(guó)發(fā)展十分迅猛，國(guó)內(nèi)外不少IT企業(yè)都十分關(guān)注并參與了我國(guó)煤礦綜合自動(dòng)化建設(shè)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程集控要求現(xiàn)場(chǎng)信息的高度集成，現(xiàn)在很多企業(yè)的自動(dòng)化系統(tǒng)雖然能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的自動(dòng)化控制要求，但不能遠(yuǎn)程可視監(jiān)控，不能給井外提供足夠的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施、設(shè)備信息。高度集成現(xiàn)場(chǎng)信息的思路是在設(shè)備自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，使礦井內(nèi)的作業(yè)通過(guò)機(jī)械安全生產(chǎn)，并通過(guò)傳感器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行采集，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、移動(dòng)方式去實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的系統(tǒng)控制，按照主控器指令通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制，再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)利用各種協(xié)議將各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)連接，并將獲得的系統(tǒng)信息傳輸?shù)降孛娴募斜O(jiān)控中心。通過(guò)監(jiān)控軟件（HMI/SCA―DA）和監(jiān)控中心服務(wù)器對(duì)礦井內(nèi)的多有自動(dòng)化子系統(tǒng)進(jìn)行集中控制和管理。
3.2 基于企業(yè)級(jí)中央集控系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。
回顧煤炭工業(yè)的發(fā)展歷程，自動(dòng)化是其未來(lái)發(fā)展不可回避的一條路，也是必經(jīng)之路。煤礦通過(guò)建立自動(dòng)化系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、診斷與維護(hù)中心，實(shí)現(xiàn)煤礦綜合自動(dòng)化平臺(tái)、生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化系統(tǒng)與信息化的有機(jī)融合，從而加速信息化向煤礦生產(chǎn)過(guò)程和系統(tǒng)的延伸，加速信息化的整體進(jìn)程。就自動(dòng)化市場(chǎng)而言，日后的前景很大，主要集中在改造項(xiàng)目中，自動(dòng)化產(chǎn)品的進(jìn)入將逐步使煤炭市場(chǎng)由粗獷型向高效型轉(zhuǎn)變，因此建設(shè)一個(gè)基于全礦井的自動(dòng)化集成控制中來(lái)，來(lái)對(duì)目前所擁有的自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行管理，是企業(yè)提高生產(chǎn)效率的重要方式之一，加強(qiáng)進(jìn)下采煤作業(yè)自動(dòng)化控制也是核心之一，使其融入整體系統(tǒng)架構(gòu)中，在現(xiàn)有的自動(dòng)化建設(shè)基礎(chǔ)上，改進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)，全自覆蓋整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，效能更全面。能過(guò)集成控制中心可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)的設(shè)備進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，對(duì)井下環(huán)境參數(shù)進(jìn)行分析判斷，對(duì)可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)提供預(yù)警，以及統(tǒng)一對(duì)煤礦資源進(jìn)行調(diào)配，統(tǒng)一管理，避免浪費(fèi)。
3.3 多元化的自動(dòng)化發(fā)展格局
目前以生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化控制發(fā)展格局將會(huì)朝著多元化方向發(fā)展。在發(fā)達(dá)國(guó)家，采掘機(jī)械普遍通過(guò)地面的計(jì)算機(jī)控制，根據(jù)對(duì)開(kāi)采環(huán)境進(jìn)行分析，合理調(diào)試采煤機(jī)、運(yùn)輸及支架進(jìn)行聯(lián)合控制，而我國(guó)現(xiàn)代化采礦技術(shù)在快速發(fā)展的同時(shí)，尚需不斷研究開(kāi)發(fā)新技術(shù)，我國(guó)機(jī)械化采煤產(chǎn)量和程度，取得快速增長(zhǎng)，但高強(qiáng)度開(kāi)采工作面裝備智能化技術(shù)有待研究開(kāi)發(fā)，真正實(shí)現(xiàn)煤機(jī)裝備的自動(dòng)控制，工作面無(wú)人化將是主要的發(fā)展方向；提高工作面成套裝備系統(tǒng)可靠性的綜合技術(shù)有待進(jìn)一步研發(fā)；安全、環(huán)境與采煤的協(xié)調(diào)開(kāi)采技術(shù)有待研發(fā)；高強(qiáng)度開(kāi)采條件下圍巖活動(dòng)規(guī)律有待進(jìn)一步研究，在未來(lái)，礦井自動(dòng)化是煤礦企業(yè)的主功方向，安全、高效、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、可持續(xù)發(fā)展是我國(guó)煤礦發(fā)展的方向，而近期綜采技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)是采煤工作面的自動(dòng)化回采成套技術(shù)，加快錨桿支護(hù)速度的煤巷掘進(jìn)高效快速成巷成套技術(shù)，巖巷掘進(jìn)機(jī)械化快速成巷成套技術(shù)，以及適應(yīng)不同條件的高效安全輔助運(yùn)輸系統(tǒng)成套技術(shù)。
4 結(jié)語(yǔ)
煤礦自動(dòng)化未來(lái)的發(fā)展主要依靠企業(yè)級(jí)的集控中心―標(biāo)準(zhǔn)化的工序和技術(shù)、高新的自動(dòng)化煤礦設(shè)備、高速的自動(dòng)化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、先進(jìn)的煤礦調(diào)度室技術(shù)。通過(guò)整合各類數(shù)據(jù)，增加程序管理的透明度，達(dá)到了提高煤礦生產(chǎn)力、安全可靠性，增強(qiáng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的綜合效益的目標(biāo)。
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關(guān)鍵詞：煤礦；控制系統(tǒng)；運(yùn)輸控制系統(tǒng)
中圖分類號(hào)：TD724 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）30-0173-02
煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及多方面的技術(shù)，包括網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)以及管控一體化技術(shù)，現(xiàn)代化的煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的建成不會(huì)一躇而就，而需要一段較長(zhǎng)的艱苦過(guò)程。
1 煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的主要組成
1.1 煤礦礦井提升控制系統(tǒng)
煤礦礦井提升控制系統(tǒng)是煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，一直以來(lái)，擁有先進(jìn)采煤技術(shù)的國(guó)家一直非常重視煤礦礦井提升控制系統(tǒng)的技術(shù)以及設(shè)備的研發(fā)，許多先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)被應(yīng)用到該領(lǐng)域，隨著技術(shù)的發(fā)展，煤礦礦井提升控制系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)始逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)字化以及集成化。煤礦礦井提升系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)中的重要組成部分，是聯(lián)系地面和井下的咽喉要道，礦井提升系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著提升全礦的煤、材料、設(shè)備及人員的重要工作。煤礦礦井提升系統(tǒng)可分為立井提升系統(tǒng)和斜井提升系統(tǒng)兩大類，劃分的標(biāo)準(zhǔn)是井筒是否傾斜，有傾斜稱為斜井提升系統(tǒng)，無(wú)傾斜稱為立井提升系統(tǒng)，無(wú)論是哪種提升系統(tǒng)，所包括的設(shè)備基本相同，主要有提升機(jī)、井架、天輪、提升容器以及裝卸載附屬設(shè)備等，所有的設(shè)備要成為一個(gè)整體，平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，就必須借助煤礦礦井提升控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
1.2 煤礦帶式運(yùn)輸控制系統(tǒng)
煤礦帶式運(yùn)輸作為我國(guó)目前一種主要的煤礦運(yùn)輸方式，自20世紀(jì)80年代以來(lái)就不斷進(jìn)行技術(shù)革新，為了使煤礦帶式運(yùn)輸更加安全、更加有效，目前的帶式運(yùn)輸控制系統(tǒng)集成應(yīng)用光纖通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電子電力技術(shù)等，多種科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用將煤礦帶式運(yùn)輸?shù)男蚀蟠筇岣摺＝柚鞣N可視化操作，煤礦帶式運(yùn)輸?shù)牟僮魅藛T能夠更加容易完成各項(xiàng)操作，實(shí)時(shí)了解帶式輸送機(jī)的運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、解決運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，降低故障時(shí)間，可以說(shuō)，正是先進(jìn)的煤礦帶式運(yùn)輸控制系統(tǒng)使煤礦的煤運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)了高效率、高質(zhì)量以及高效益。
2 我國(guó)煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題
①盡管我國(guó)的煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的研究和生產(chǎn)取得了豐碩的成果，但與擁有先進(jìn)采煤技術(shù)的國(guó)家相比，我國(guó)的煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)還存在諸多的問(wèn)題，如：安全可靠性還不能完全滿足長(zhǎng)時(shí)間安全生產(chǎn)的需要、各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)也都呈現(xiàn)落后。煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及學(xué)科眾多，我國(guó)煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的落后，其實(shí)反應(yīng)的是各種學(xué)科的落后，從基礎(chǔ)的傳感器研究到自動(dòng)化控制理論的研究，從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想到制造工藝都呈現(xiàn)一定的落后態(tài)勢(shì)。
②集成度不高是我目前煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)存在的一個(gè)主要問(wèn)題，許多煤礦花了較多的財(cái)力引進(jìn)各種先進(jìn)設(shè)備，但由于缺少總體規(guī)劃，各種設(shè)備都是在很長(zhǎng)的跨度時(shí)間內(nèi)引入的，因此這些設(shè)備雖然很先進(jìn)，但卻自成一體，缺乏集成性，因此雖然引進(jìn)了設(shè)備，但卻并沒(méi)有如預(yù)期的那樣大大提高煤礦的生產(chǎn)效率。
③煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)是軟硬結(jié)合的系統(tǒng)，只有軟件和硬件相配備，才能高效運(yùn)轉(zhuǎn)。在我國(guó)的許多煤礦存在重視硬件、忽視軟件的問(wèn)題，將大部分資金用于購(gòu)置硬件，對(duì)相應(yīng)的軟件開(kāi)發(fā)投入嚴(yán)重不足，由于相關(guān)的應(yīng)用軟件不完善，整個(gè)煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)的自動(dòng)化水平受到極大的限制。
④煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)中各種硬件產(chǎn)生的信息利用率不高，缺乏綜合利用，降低了整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。如果系統(tǒng)中大量硬件設(shè)備采集的信息只是用于本地顯示，無(wú)法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源的共享，就無(wú)法實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的有效控制，因此要打破系統(tǒng)中的信息孤島，讓系統(tǒng)中各個(gè)硬件設(shè)備采集的信息共享，提高整個(gè)系統(tǒng)的綜合利用效率。
⑤煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的一大發(fā)展方向是智能化，但我國(guó)煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)智能化水平普遍較低，一個(gè)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)智能化，除了要實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)、歷史的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)外，還需要有分析、處理這些數(shù)據(jù)的能力，實(shí)現(xiàn)自我決策或?yàn)槿斯Q策提供各種處理后的數(shù)據(jù)。
⑥缺少足夠多的智能化傳感器，傳感器位于整個(gè)控制系統(tǒng)的最前端，采集來(lái)自系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，目前我國(guó)許多煤礦所用的還是一些老式傳感器，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校正、無(wú)法實(shí)現(xiàn)非線性的自動(dòng)補(bǔ)償?shù)裙δ堋?/p>
⑦機(jī)電一體化水平不足、機(jī)電一體化技術(shù)是指將機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實(shí)際中去的綜合技術(shù)，目前，我國(guó)煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)機(jī)電的一體化程度融合還不夠，只有充分融合，才能有效發(fā)揮地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的作用。
⑧系統(tǒng)中各個(gè)硬件設(shè)備獲取的信息還不夠詳盡。要實(shí)現(xiàn)地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化就離不開(kāi)底層各設(shè)備獲取的數(shù)據(jù)，但我國(guó)煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)的現(xiàn)狀是許多老的設(shè)備只能完成基本的操作，并不能上傳詳盡的數(shù)據(jù)，影響地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。
3 我國(guó)煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)發(fā)展的對(duì)策
①積極提升煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，自動(dòng)化是煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向之一，與先進(jìn)采煤國(guó)家相比，我國(guó)煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化水平還有待提高，一方面要積極引進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)，另一方面也要提升自身的自主開(kāi)發(fā)能力，通過(guò)引進(jìn)和自主開(kāi)發(fā)加快我國(guó)煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化進(jìn)程。
②系統(tǒng)的智能化可以減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提升煤礦地面生產(chǎn)效率，因此要大力提高整個(gè)煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的智能化水平，積極改造或替換系統(tǒng)中的老舊設(shè)備，研發(fā)系統(tǒng)綜合處理數(shù)據(jù)的功能，使系統(tǒng)能夠預(yù)測(cè)和診斷故障，并為人工決策提供數(shù)據(jù)支持。
③加大系統(tǒng)中傳感器的研究和開(kāi)發(fā)力度，對(duì)傳感器的開(kāi)發(fā)主要從兩個(gè)方面著手：一方面是提高傳感器的可靠性和使用壽命，確保在惡劣的使用環(huán)境下依然能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作；另一方面是提高傳感器的智能化水平，讓傳感器能夠自校正、自我調(diào)節(jié)以及自我診斷。
④新技術(shù)的發(fā)展日新月異，因此要關(guān)注新技術(shù)的發(fā)展，積極引進(jìn)一些對(duì)促進(jìn)煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)有幫助的新技術(shù)、新設(shè)備，為提高煤礦的生產(chǎn)效率服務(wù)。
4 結(jié) 語(yǔ)
近年來(lái)，許多先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)被應(yīng)用到我國(guó)的煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)領(lǐng)域，隨著技術(shù)的發(fā)展，煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)正逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)字化以及集成化，但與采煤技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)還存在許多問(wèn)題，需花大力氣提升煤礦地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化水平，縮短與世界先進(jìn)采煤國(guó)家間的差距，努力提高煤礦的開(kāi)采效率。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】PLC模擬；調(diào)試；OPC技術(shù)
一、現(xiàn)況簡(jiǎn)介：
隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于煤礦安全生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)管理的各個(gè)方面，云計(jì)算則有效地促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的智能融合。物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)中應(yīng)用的程度，直接體現(xiàn)出整個(gè)礦井綜合自動(dòng)化建設(shè)水平。
在集團(tuán)公司塑造品牌煤礦、建設(shè)數(shù)字化礦井的號(hào)召下，北皂煤礦建成了國(guó)內(nèi)煤炭行業(yè)的第一個(gè)井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，作為整個(gè)礦井信息化的系統(tǒng)平臺(tái)，并投入運(yùn)行。北皂煤礦于2004年開(kāi)始礦井自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)，經(jīng)過(guò)多年努力，先后建設(shè)了皮帶、供電、選煤、排水、壓風(fēng)等多個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，貫穿了整個(gè)礦井的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。這些系統(tǒng)各自采用不同品牌的PLC控制，有德國(guó)西門子、美國(guó)AB和日本三菱等，分布在礦井各個(gè)生產(chǎn)地點(diǎn)。當(dāng)自動(dòng)化系統(tǒng)因生產(chǎn)需要調(diào)整時(shí)，需要在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)控制設(shè)備的程序進(jìn)行調(diào)試和試運(yùn)行，而礦井生產(chǎn)任務(wù)緊張，往往調(diào)試時(shí)間不足，問(wèn)題或缺陷不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，投入運(yùn)行后會(huì)造成不必要的事故，因此我們急需一套PLC模擬控制系統(tǒng)，用于礦井各自動(dòng)化系統(tǒng)調(diào)整后程序的調(diào)試和試運(yùn)行工作。
二、項(xiàng)目設(shè)計(jì)：
1、項(xiàng)目介紹
北皂煤礦共建設(shè)了皮帶、供電、排水、壓風(fēng)、選煤等多個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，這些系統(tǒng)各自采用不同品牌的PLC控制，有德國(guó)西門子、美國(guó)AB和日本三菱等。當(dāng)自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)：
第一：需要廠家到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試處理，而廠家往往不能及時(shí)趕到現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)帶來(lái)了問(wèn)題。
第二：出現(xiàn)問(wèn)題需要及時(shí)處理，因這些系統(tǒng)的PLC的編程環(huán)境和上位機(jī)組態(tài)軟件和驅(qū)動(dòng)程序等都不相同，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備很難滿足所有PLC系統(tǒng)軟硬件要求。程序的調(diào)試過(guò)程復(fù)雜、繁瑣，需要反復(fù)的修改、論證，而且需要人到控制現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試運(yùn)行調(diào)試，在調(diào)試的過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)因程序編寫錯(cuò)誤從而影響設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行，給正常生產(chǎn)造成了一定的麻煩。
2、設(shè)計(jì)原理
可編程序控制器（PLC）是綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)和通訊技術(shù)的一種新型的、實(shí)用的自動(dòng)控制裝置，它被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，具有可靠性好、穩(wěn)定性高、實(shí)時(shí)處理能力強(qiáng)、使用靈活方便、編程容易等特點(diǎn)。目前投入市場(chǎng)的PLC雖然種類繁多，但主流PLC還是由國(guó)際品牌壟斷，并大量的應(yīng)用于礦井的各個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。
PLC模擬系統(tǒng)將幾套國(guó)際流行PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)在一臺(tái)實(shí)驗(yàn)臺(tái)中，每套PLC系統(tǒng)安裝CPU模塊、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊和常用的通訊模塊。每套PLC系統(tǒng)常用的配套就地操作顯示屏，并配備工控機(jī)，安裝上位機(jī)軟件和OPC接口。
3、工作原理
PLC模擬系統(tǒng)為一臺(tái)PLC控制柜，柜內(nèi)安裝PLC模塊，控制柜面板上設(shè)計(jì)指示燈、按鈕和10寸顯示屏，按鈕可以用來(lái)模擬現(xiàn)場(chǎng)干接點(diǎn)傳感器，指示燈模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備開(kāi)停狀態(tài)。下載通過(guò)HMI軟件組態(tài)好的畫面到顯示屏，更加生動(dòng)形象地模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行情況。
1）、西門子PLC模擬系統(tǒng)
S7-300屬于模塊式PLC，主要由機(jī)架、CPU 模塊、信號(hào)模塊、功能模塊、接口模塊、通信處理器、電源模塊和編程設(shè)備組成。
PLC 采用循環(huán)執(zhí)行用戶程序的方式。OB1 是用于循環(huán)處理的組織塊（主程序），它可以調(diào)用別的邏輯塊，或被中斷程序（組織塊）中斷。在起動(dòng)完成后，不斷地循環(huán)調(diào)用OB1，在OB1 中可以調(diào)用其它邏輯塊（FB， SFB， FC 或SFC）。循環(huán)程序處理過(guò)程可以被某些事件中斷。在循環(huán)程序處理過(guò)程中，CPU 并不直接訪問(wèn)I/O 模塊中的輸入地址區(qū)和輸出地址區(qū)，而是訪問(wèn)CPU 內(nèi)部的輸入/輸出過(guò)程映像區(qū)。批量輸入、批量輸出。
梯形圖中的線圈“通電”時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸出過(guò)程映像位為1 狀態(tài)。信號(hào)經(jīng)輸出模塊隔離和功率放大后，繼電器型輸出模塊中對(duì)應(yīng)的硬件繼電器的線圈通電，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使外部負(fù)載通電工作。外部輸入電路接通時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入過(guò)程映像位（例如I0.0）為1 狀態(tài)，梯形圖中對(duì)應(yīng)的輸入位的常開(kāi)觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。某一編程元件對(duì)應(yīng)的過(guò)程映像位為1 狀態(tài)時(shí)，稱該編程元件為ON，過(guò)程映像位為0 狀態(tài)時(shí)，稱該編程元件為OFF。
4、原理的應(yīng)用
PLC模擬控制系統(tǒng)解把多個(gè)國(guó)際主流PLC整合在一個(gè)控制柜中，進(jìn)行模擬調(diào)試、試運(yùn)行，避免了操作不當(dāng)或程序錯(cuò)誤造成的系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行的同時(shí)，更避免了繁瑣、復(fù)雜的調(diào)試過(guò)程，極大地縮短了程序調(diào)試的時(shí)間，為各自動(dòng)化子系統(tǒng)的建設(shè)提供了便利。
該系統(tǒng)應(yīng)用了PLC技術(shù)、OPC技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，并把國(guó)際主流的多個(gè)PLC進(jìn)行整合到一個(gè)控制系統(tǒng)中，通過(guò)PLC模擬應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)可以將礦井所有自動(dòng)化控制系統(tǒng)或PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行模擬演示，可以為工程技術(shù)人員針對(duì)礦井控制系統(tǒng)進(jìn)行程序調(diào)整和模擬運(yùn)行，避免了現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)機(jī)運(yùn)行和調(diào)試造成的失誤甚至影響系統(tǒng)運(yùn)行等問(wèn)題。這套系統(tǒng)融合了國(guó)際上主流的PLC、組態(tài)軟件、OPC接口軟件及編程軟件，可以模擬出礦井所有的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，包括系統(tǒng)接入、集成和組態(tài)等任務(wù)，是一套現(xiàn)代化的科技創(chuàng)新系統(tǒng)。目前該系統(tǒng)的應(yīng)用在國(guó)內(nèi)還尚屬首次，該 PLC模擬系統(tǒng)的應(yīng)用將使北皂煤礦礦的信息化水平更上一個(gè)臺(tái)階，并將保持國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。
三、應(yīng)用效果
符合我礦自動(dòng)化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)要求的模擬控制系統(tǒng)整合了西門子和羅克韋爾兩種主流PLC，設(shè)計(jì)合理，配套就地操作顯示屏，生動(dòng)形象地模擬了設(shè)備的運(yùn)行情況。系統(tǒng)配備了上位機(jī)，并安裝上位機(jī)軟件和OPC接口程序，完成了系統(tǒng)平臺(tái)的建設(shè)。系統(tǒng)配備了相關(guān)數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、總線通信模塊及網(wǎng)絡(luò)通信模塊。通過(guò)對(duì)綜合自動(dòng)化平臺(tái)模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的使用情況進(jìn)行分析調(diào)查發(fā)現(xiàn)，通過(guò)操作人員的操作，系統(tǒng)運(yùn)行正常、故障率低，及時(shí)的根據(jù)需求使用系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備調(diào)試，避免了現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)機(jī)運(yùn)行和調(diào)試造成的失誤甚至影響系統(tǒng)運(yùn)行等問(wèn)題。
綜合自動(dòng)化平臺(tái)模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的應(yīng)用，解決了維修人員不足的問(wèn)題，可以調(diào)試完好后直接下井維修，兩班甚至三班的工作單班就可完成，省時(shí)省力，共可減少維修人員3名，按1人1年3萬(wàn)工資計(jì)算，每年可節(jié)省9萬(wàn)元資金，在減人提效方面帶來(lái)了巨大的效益。綜合自動(dòng)化平臺(tái)模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的應(yīng)用，大大減少了維修人員誤操作的可能性，進(jìn)一步確保了設(shè)備運(yùn)行的安全性，帶來(lái)因設(shè)備損壞造成的經(jīng)濟(jì)效益是非常巨大的。綜合自動(dòng)化平臺(tái)模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的應(yīng)用，確保系統(tǒng)的安全、可靠、穩(wěn)定，使企業(yè)走在最先進(jìn)的科技前沿。
四、結(jié)論
