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矿井综合自动化系统在煤矿的设计与应用


龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 矿井综合自动化系统在煤矿的设计与应用 作者:裴寅 来源:《科技创新与应用》2013 年第 16 期 摘 要:21 世纪煤矿开采技术最为显著的特点,是计算机技术的全面应用和其功能的最大 发挥,并将主宰矿山。计算机技术能够使规划、信息、控制和监测等不同部门融为一体,从而 使煤矿整个系统发生根本性的变化。本文结合综合自动化的建设经验对一些在设计阶段和实际 应用中应该注意的问题作了分析,提出了煤矿安全生产综合自动化的设计思路及其实现方法。 关键词:工业以太网;信息化;自动化;平台 1 自动化系统建设思路 1.1 对自动化系统的要求 随着煤矿综采综掘装备及技术应用的不断成熟,运输及提升能力的不断提高,对通风、排 水、防火、供电、监测等系统的安全性要求不断增强,使得矿井对机电设备及其控制系统的自 动化技术依赖程度愈来愈高。为了将各系统有机的集中控制,需要建立安全可靠的数据通道和 统一的平台,在进行技术整合的同时,统一各子系统之间的数据接口和物理接口,消除子系统 之间的数据孤岛现象,为管控一体化提供必须的基础,从而实现远程集中智能化监控,达到减 人提效增安全的目的。 1.2 自动化传输网络架构选择 早期的现场总线技术由于存在标准之间的不兼容性,严重束缚了不同厂商设备之间的互 连,传输速率低,不易管理;而工业以太网,应用案例较多,具有低成本、高实效、高扩展性 及高智能的魅力,具备高度的分散性、实时性、可靠性、开放性和互操作性的特点,尤其是基 于 TCP/IP 的全球标准化协议决定了其兼容性和可扩展性。因此选用工业以太环网技术来构建 矿井综合自动化数据传输网络,同时选择可靠的有成熟应用的工业交换机。 1.3 集成平台选择 集成平台的建设,可以使煤矿井下及地面的安全信息、设备的工况信息和控制信息在一个 统一的平台上传输,增强数据传输的可靠性和利用率,避免重复投资和建设,可有效整合各种 资源和发挥自动化集成的最大效益。根据煤炭机电设备及子系统的多样性及数据接口及协议的 复杂性,以及其他矿井在自动化方面的建设和应用经验,结合煤矿自动化技术发展,煤矿选用 了 INTELLUTIONifix。该软件兼容全球所有知名自动化生产厂商的控制器,具备灵活的数据 接入驱动程序。 1.4 子系统物理接口及通信规约的规划 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 煤炭行业的子系统构建方式差异性较大,既有 PLC 控制系统、单片机控制系统、基于工 业控制计算机的数据监控系统,也有基于嵌入式控制器的 SCA-DA 系统。物理接口存在多样 化,通信协议多样,通信规约差异性因设备而异。 因此,煤矿在设备选型时对接口方式和协议非常重视,技术要求非常详细,针对已有接口 进行了详细的规划,确保了集成平台对所有子系统的顺利接入。 1.5 平台设备的选用 煤矿的特点决定了整个系统必须具有很高的可靠性和可用性,以此保障生产活动的正常进 行和井下工作人员的安全。因此在选型时充分考虑所选设备的冗余性和容错能力,并能够适应 井下恶劣的工作环境和防爆要求。①实时历史数据库采用容错架构的服务器;②通信线路采用 环网技术组建,核心交换采用热备冗余技术,环网之间进行耦合冗余连接,光缆敷设时,使用 多芯单模备份光纤;③采用先进的的数据存储及备份系统,对自动化关系数据库、实时数据库 及企业 Internet 网络中数据库的重要数据进行实时的存储与容灾备份,确保自动化及其相关重 要数据的安全性和可靠性;④后备供电采用数字监控技术,提高电源监控


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