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[摘 要]煤矿综合自动化系统的建设逐渐进入了我国煤矿行业的行列之中,成为了焦点话题。煤矿综合自动化已经发展成为了我国煤矿实现信息化、现代化和科学化的前提和基础。煤矿生产是一个比一般企业生产更为复杂的系统工程。只有对煤矿每一个环节了解清楚,并且保障好煤矿各系统的正常运行,这是保证煤矿正常。安全生产的关键所在。
[关键词]煤矿;综合自动化;系统结构
中图分类号:T8.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)13-0295-01
0 前言
随着经济的发展,特别是我国加入世界贸易组织之后,煤矿企业要想在更广阔的国际市场上占有一席之地,就必须要提高煤矿生产水平的自动化和管理水平,目前我国煤矿所采用的自动化系统已比较先进,但是由于煤矿的管理水平比较低下,不能够适应自动化生产,如果能够直接将通过综合自动化系统所得到的信息传输到生产管理者,这样对于煤矿生产管理水平的提高将具有划时代的意义。
1 煤矿综合自动控制系统的目标和要求
1.1 煤矿综合自动控制系统的目标
(1)能够使煤矿井上、井下各生产环节的生产工况信息在异构条件下进行有效集成,能够将矿井安全监控、人员定位等各子系统的数据进行有机整合,进而实现相关联业务数据的综合分析以及生产状态的实时评估。(2)通过系统,既能监测各子系统内的设备运行状态以及所需的安全生产参数,对矿井内各控制子系统发布控制命令;还能上连集团公司局域网,实现矿井与公司之间生产与管理信息的及时交换,从而实现安全生产过程控制网络化、企业综合管理现代化的目的。(3)建立一个生产调度中心,在地面调度中心能够对各子系统的机电设备进行集中监控,井下各系统可实现无人值守,仅需巡检工进行定期巡视和维护,实现全矿的管控一体化。(4)随着矿井建设的整体规划不断分步实施,系统能方便地进行扩展与升级。
1.2 煤矿综合自动控制系统的要求
建立全矿井的综合自动化网络系统,通过此系统往下能对矿井内各控制子系统发布控制命令,并能往上能够联接集团公司信息网,实现潘北矿井与集团公司之间的生产与管理信息交换。
(1)为了满足集中控制的要求,必须建立可靠、传输信息量大,通讯接口标准开放的传输网络。(2)能够将各子系统的数据进行有机整合,进而实现生产状态的实时评估。(3)当系统某一子系统的通讯或元器件出现故障時,不能影响其他子系统的通讯和整个网络的传输性能。(4)建立一个能够对各子系统的机电设备进行集中监控,仅需巡检工进行定期巡视,实现全矿的管控一体化。(5)要充分考虑数据的安全性,应具有数据备份和病毒防护功能。
2 综合自动化系统结构
在“数字化矿井”中,矿井综合自动化主要指采用网络技术实现自动控制,将煤矿的设备工况信息统一在一个网络平台上。采用自动化技术,建立全矿井控制、基于网络的大型开放式分布控制系统,形成全矿井控制自动化、业务运转网络化等,对煤矿运营状况实行远程监察,以保证对全矿井生产过程进行实时监视、控制、调度管理。
井下部分可以是某个区域的信息采集监控站,以及协议转换器。生产控制层采用各种不同技术方式、用于不同生产过程单元所产生的各类不同标准的信息进行汇总,使其可以共享信息状况,达到信息资源利用的最佳化。同时,通过各专业子系统对调度操作。煤矿生产过程环节众多,配套系统繁杂,在生产过程中各个业务环节都将产生大量的信息,如果分散处理,必将会产生大量的信息孤岛。要实现不同系统之间和不同数据格式之间的信息共享与交换,煤矿须构建统一的数据处理中心。
3 软件体系结构
将矿井环境监各生产环节自动控制子系统以及系统自身完全整合。组态软件通过实时数据对数据进行必要的加工后,按照操作员的指令将控制数据送给I/O设备,对执行机构调整控制参数,对于提供历史数据的检索功能。当发生事故报警时,实时地记录报警的历史信息。系统软件采用如图2所示结构。
3.1 实时数据库
实时数据库是组态软件的核心和引擎,历史数据的存储和检索、数据的运算处理、I/O数据连接都是由实时数据库系统完成的,I/O驱动等组件以实时数据库为核心,通过高效的内部协议相互通信,共享数据。监控组态软件的实时数据库系统分为组态数据库、主动规则库、历史数据库、内存实时数据库等。
3.1.1 组态数据库
由于其主要用于记录项目中的数据点的属性,时间相关性等,考虑到现有成熟技术的廉价性,采用传统的关系数据库,用于构造实时数据库系统。传统的关系数据库现在发展的比较成熟,因而分布式的数据处理等,因而得到了广泛的应用。因此,所有的数据源都可以通过ADO来访问
3.1.2 事件库
事件可以看成是需要立刻处理的计算机系统里的中断。它导致系统保存当前的状态,对突发事情进行处理,再继续原来的任务。在实时数据库系统里加入事件库,处理系统中使得最重要的事情得以及时处理。
3.1.3 主动规则库
事件和状态评测,对于复杂的情形,必须多个数据状态满足一定条件,事务活动需要触发执行,因此主动规则库功能如下:
1)用户可以显式地定义要监视的情形(事件与条件);2)一旦说明的情形出现,则触发执行相应的活动;3)系统自动探测与评价情形的出现。
3.1.4 优先级库
其功能在于为事务调度提供依据的实时特性,为了满足系统定时限制,使最需要更新的数据获得系统资源,从而保证实时性。
3.1.5 历史数据库
有些数据是需要为系统的将来决策提供历史依据,磁盘调度降低磁盘的使用寿命,甚至造成系统瘫痪破坏。因此历史数据的转储机制减轻磁盘的缓冲技术。即使如此,历史数据的数据量是很大的,而磁盘的容量有限,一个是采用数据压缩技术,当磁盘容量到达危险容量值时,要求将历史数据转储到备份磁盘。
3.1.6 内存实时数据库
包含对内存数据库的访问接口,历史数据缓冲区,以及实时数据本身的各种属性,是系统交互的核心区,系统驱动运行的数据来源。
3.2 I/O驱动
监控组态软件的实时数据库以完成特定的功能。因此输入输出系统是与实时数据库相对独立的,但可靠性和实时性是各种设备种类繁多,需要抽象出硬件设备的统一结构。
4 结语
办公自动化技术的广泛应用,使矿井生产安全可靠,及时处理各种突发事故和自然灾害;实现全矿井的网络化、信息化、科学化。这必将为企业建立良好的技术支持,从而带动煤矿企业管理的体系化和现代化。另外,发挥效益贵在适应性开发和应用,综合自动化技术在煤矿企业中的应用,为国内煤矿企业多元化快速发展提供了可靠的技术支撑,实现了远程管理和实时监测。综合自动化技术科学有效地支撑煤矿企业生产经营不断高效持续发展。
参考文献
[l] 陆铮,工业以太网在全矿井综合自动化系统中的应用[J],工矿自动化,2006(3).
[2] 赵小虎.张申,谭得健基于矿山综合自动化的网络结构分析[J],煤炭科学技术,2004(8).
[3] 朱文军,盛邦清,煤矿自动化控制系统整台的研究与应用[J],煤炭技术.2006(8).
[4] 徐皑冬,王宏杨,杨志家,基于以太网的工业控制网络[J],信息与控制,2000(2).
[5] 陈积明,王智,孙优贤,工业以太网的研究现状及展望[J],化工自动化及仪表,2001.
[6] 钱建生,曹国清,陈治国等,矿井多媒体综合业务数字网络模型的研究[J],煤炭科学技术,2003(5).
作者简介
莫斌(1987-),陕西神木人,助理工程师,2010年毕业于牡丹江大学机电一体化专业,现供职于神华神东石圪台煤矿,研究方向为方向是综采机电。
[关键词]煤矿;综合自动化;系统结构
中图分类号:T8.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)13-0295-01
0 前言
随着经济的发展,特别是我国加入世界贸易组织之后,煤矿企业要想在更广阔的国际市场上占有一席之地,就必须要提高煤矿生产水平的自动化和管理水平,目前我国煤矿所采用的自动化系统已比较先进,但是由于煤矿的管理水平比较低下,不能够适应自动化生产,如果能够直接将通过综合自动化系统所得到的信息传输到生产管理者,这样对于煤矿生产管理水平的提高将具有划时代的意义。
1 煤矿综合自动控制系统的目标和要求
1.1 煤矿综合自动控制系统的目标
(1)能够使煤矿井上、井下各生产环节的生产工况信息在异构条件下进行有效集成,能够将矿井安全监控、人员定位等各子系统的数据进行有机整合,进而实现相关联业务数据的综合分析以及生产状态的实时评估。(2)通过系统,既能监测各子系统内的设备运行状态以及所需的安全生产参数,对矿井内各控制子系统发布控制命令;还能上连集团公司局域网,实现矿井与公司之间生产与管理信息的及时交换,从而实现安全生产过程控制网络化、企业综合管理现代化的目的。(3)建立一个生产调度中心,在地面调度中心能够对各子系统的机电设备进行集中监控,井下各系统可实现无人值守,仅需巡检工进行定期巡视和维护,实现全矿的管控一体化。(4)随着矿井建设的整体规划不断分步实施,系统能方便地进行扩展与升级。
1.2 煤矿综合自动控制系统的要求
建立全矿井的综合自动化网络系统,通过此系统往下能对矿井内各控制子系统发布控制命令,并能往上能够联接集团公司信息网,实现潘北矿井与集团公司之间的生产与管理信息交换。
(1)为了满足集中控制的要求,必须建立可靠、传输信息量大,通讯接口标准开放的传输网络。(2)能够将各子系统的数据进行有机整合,进而实现生产状态的实时评估。(3)当系统某一子系统的通讯或元器件出现故障時,不能影响其他子系统的通讯和整个网络的传输性能。(4)建立一个能够对各子系统的机电设备进行集中监控,仅需巡检工进行定期巡视,实现全矿的管控一体化。(5)要充分考虑数据的安全性,应具有数据备份和病毒防护功能。
2 综合自动化系统结构
在“数字化矿井”中,矿井综合自动化主要指采用网络技术实现自动控制,将煤矿的设备工况信息统一在一个网络平台上。采用自动化技术,建立全矿井控制、基于网络的大型开放式分布控制系统,形成全矿井控制自动化、业务运转网络化等,对煤矿运营状况实行远程监察,以保证对全矿井生产过程进行实时监视、控制、调度管理。
井下部分可以是某个区域的信息采集监控站,以及协议转换器。生产控制层采用各种不同技术方式、用于不同生产过程单元所产生的各类不同标准的信息进行汇总,使其可以共享信息状况,达到信息资源利用的最佳化。同时,通过各专业子系统对调度操作。煤矿生产过程环节众多,配套系统繁杂,在生产过程中各个业务环节都将产生大量的信息,如果分散处理,必将会产生大量的信息孤岛。要实现不同系统之间和不同数据格式之间的信息共享与交换,煤矿须构建统一的数据处理中心。
3 软件体系结构
将矿井环境监各生产环节自动控制子系统以及系统自身完全整合。组态软件通过实时数据对数据进行必要的加工后,按照操作员的指令将控制数据送给I/O设备,对执行机构调整控制参数,对于提供历史数据的检索功能。当发生事故报警时,实时地记录报警的历史信息。系统软件采用如图2所示结构。
3.1 实时数据库
实时数据库是组态软件的核心和引擎,历史数据的存储和检索、数据的运算处理、I/O数据连接都是由实时数据库系统完成的,I/O驱动等组件以实时数据库为核心,通过高效的内部协议相互通信,共享数据。监控组态软件的实时数据库系统分为组态数据库、主动规则库、历史数据库、内存实时数据库等。
3.1.1 组态数据库
由于其主要用于记录项目中的数据点的属性,时间相关性等,考虑到现有成熟技术的廉价性,采用传统的关系数据库,用于构造实时数据库系统。传统的关系数据库现在发展的比较成熟,因而分布式的数据处理等,因而得到了广泛的应用。因此,所有的数据源都可以通过ADO来访问
3.1.2 事件库
事件可以看成是需要立刻处理的计算机系统里的中断。它导致系统保存当前的状态,对突发事情进行处理,再继续原来的任务。在实时数据库系统里加入事件库,处理系统中使得最重要的事情得以及时处理。
3.1.3 主动规则库
事件和状态评测,对于复杂的情形,必须多个数据状态满足一定条件,事务活动需要触发执行,因此主动规则库功能如下:
1)用户可以显式地定义要监视的情形(事件与条件);2)一旦说明的情形出现,则触发执行相应的活动;3)系统自动探测与评价情形的出现。
3.1.4 优先级库
其功能在于为事务调度提供依据的实时特性,为了满足系统定时限制,使最需要更新的数据获得系统资源,从而保证实时性。
3.1.5 历史数据库
有些数据是需要为系统的将来决策提供历史依据,磁盘调度降低磁盘的使用寿命,甚至造成系统瘫痪破坏。因此历史数据的转储机制减轻磁盘的缓冲技术。即使如此,历史数据的数据量是很大的,而磁盘的容量有限,一个是采用数据压缩技术,当磁盘容量到达危险容量值时,要求将历史数据转储到备份磁盘。
3.1.6 内存实时数据库
包含对内存数据库的访问接口,历史数据缓冲区,以及实时数据本身的各种属性,是系统交互的核心区,系统驱动运行的数据来源。
3.2 I/O驱动
监控组态软件的实时数据库以完成特定的功能。因此输入输出系统是与实时数据库相对独立的,但可靠性和实时性是各种设备种类繁多,需要抽象出硬件设备的统一结构。
4 结语
办公自动化技术的广泛应用,使矿井生产安全可靠,及时处理各种突发事故和自然灾害;实现全矿井的网络化、信息化、科学化。这必将为企业建立良好的技术支持,从而带动煤矿企业管理的体系化和现代化。另外,发挥效益贵在适应性开发和应用,综合自动化技术在煤矿企业中的应用,为国内煤矿企业多元化快速发展提供了可靠的技术支撑,实现了远程管理和实时监测。综合自动化技术科学有效地支撑煤矿企业生产经营不断高效持续发展。
参考文献
[l] 陆铮,工业以太网在全矿井综合自动化系统中的应用[J],工矿自动化,2006(3).
[2] 赵小虎.张申,谭得健基于矿山综合自动化的网络结构分析[J],煤炭科学技术,2004(8).
[3] 朱文军,盛邦清,煤矿自动化控制系统整台的研究与应用[J],煤炭技术.2006(8).
[4] 徐皑冬,王宏杨,杨志家,基于以太网的工业控制网络[J],信息与控制,2000(2).
[5] 陈积明,王智,孙优贤,工业以太网的研究现状及展望[J],化工自动化及仪表,2001.
[6] 钱建生,曹国清,陈治国等,矿井多媒体综合业务数字网络模型的研究[J],煤炭科学技术,2003(5).
作者简介
莫斌(1987-),陕西神木人,助理工程师,2010年毕业于牡丹江大学机电一体化专业,现供职于神华神东石圪台煤矿,研究方向为方向是综采机电。