【摘要】由于煤矿开采的特殊环境，容易发生事故，高产高效的对煤矿生产过程和全矿井生产安全环境进行监控、监测，并实现生产过程信息综合利用等方面的网络化、自动化和智能化则是煤炭行业发展必须要面对的问题。文中提出建设数字化矿井，构架涵盖煤矿企业经营管理、安全监控、生产控制、设备监控，以矿井综合自动化信息化平台为主体，以矿用光纤工业以太环网和工业现场总线等技术共同构建的矿井综合自动化监测监控信息平台工程。
　　【关键词】数字化矿井安全监控综合自动化信息化平台以太环网
　　煤炭企业生产中传统的自动控制是各PLC间没有相互通讯，各自单独工作，对生产过程中出现的情况不能与其他设备做出统一协调的调整，设备间的不兼容给技术人员增加了工作量和技术难度，维护工作费时费力。
　　一、系统总体技术设计
　　1.1矿井综合自动化系统设计要求
　　硬件设备选型符合有关国家标准。用于爆炸环境的设备，均通过国家煤安认证中心认定的检测机构的防爆检验，取得“防爆合格证”及煤矿安全标志证书。
　　1.2系统结构设计
　　（1）信息管理层。信息管理层包括网络管理服务器、数据库服务器、WEB服务器、视频服务器和个人计算机、工业以太网设备、相关的管理软件，网络由基于TCP/IP的Ethernet组成，Ethernet贯穿于全矿各管理职能部门。（2）控制层。控制层包括信息层和控制层网关设备、信息中心的中央控制站、传输网络、现场控制分站、现场操作员站等组成。（3）设备层。设备控制层是由各个专业的生产过程监测、监控子系统构成，完成煤炭生产各个环节的过程监测及自动化控制。该层主要功能是实现对人员定位系统、安全监测系统、风机在线监控系统、井下运输信集闭系统等主要设备的控制与监测。
　　1.3系统功能
　　（1）实现对安全生产系统的集中监控。系统是基于网络的集中监控系统，在网络数据中心可实现对网络中各个子系统的集中监控。利用工控组态冗余系统，各工作站功能相同，可用于对系统中各子系统进行监测与控制，实际使用时可互为备用。（2）显示功能。能实时显示各胶带机、风机、提升机、泵房、变电所、工作面等相关设施及所有信息状况；当被测参数超限、保护动作及设备运行状态改变后出语音、文字告警提示。（3）控制功能。具有远程启动、停止、复位和测试功能，并可进行地面远程编程、故障（保护）屏蔽及控制方式转换、振动给煤机点动操作等功能控制。（4）故障自诊断功能。可准确判断故障类型、位置并能进行图像和语音提示以及打印输出。（5）数据统计、汇总。对数据进行综合处理，满足报表统计、曲线图、柱状图显示并能打印输出。（6）网络功能。与其它集控系统组成网络并纳入全矿计算机局域网，供矿井信息中心、矿领导及有关部门随时掌握井下各系统工作情况。（7）掉电保护。为防止系统突然断电造成系统数据的丢失以及控制失控，采用后备电源供电，保证系统不间断运行。
　　二、工业以太环网平台设计
　　2.1网络平台整体设计
　　系统采用计算机网络、光纤通信和工业以太网技术，在环境恶劣、人员设备分散、有特殊安装要求的矿区构建一个符合要求的地面、井下千兆互联环网与地面生产经营环网，形成一个矿井综合控制和监控的传输平台。网络的核心采用开放型标准的以太网技术和TCP/IP协议，支持环形冗余，链路聚集，提供统一标准化的接入接口。
　　2.2网络拓扑规划
　　本方案设计的网络拓扑是在调度中心布置两台赫思曼生产的MACH4002-24G-L3P支持三层动态路由功能的核心交换机，每台提供至少8个1000M光口，用于驳接环网；提供至少8个1000M电口，提供16个百兆电口用于驳接视频服务器、全局工业控制网平台交换机、各种服务器、上位机、操作站、工程师站等。
　　2.3平台软件特点
　　系统软件平台是系统稳定和与其他系统互联的重要保障，其具有以下特点：（1）标准的接口协议。系统采用的接口协议，均是在自控、以太网络、计算机应用方面标准协议，标准协议的采用为与综合自动化其他系统地互联、互通奠定了基础。（2）可扩展性强。系统采用模块化的设计，功能的变更和子系统的添加不会影响整个系统地架构。同时运用数据库技术整合数据，在为自身提供数据访问的基础上，也为ERP、OA等信息应用系统提供了数据依据，为后期的数据分析奠定了基础。（3）客户端零配置。系统支持B/S结构，该结构极大地简化了客户机的工作，基本实现客户机零配置，使得维护工作只需要在服务器上进行，所以本系统易于管理和维护。
　　三、结语
　　设计煤矿综合自动化信息化系统集成平台，可实现安全、生产、管理各环节参数的接入与汇总处理，并实现智能化控制方案，对现场子系统进行调控。调度中心采用标准化数据共享机制，各级间可实现功能扩展的无缝连接，调度信息处理平台形成可将各类安全、生产、管理系统接入的中枢机构，并通过提供规范化的接口成为各种智能化应用的基础。