礦井變電所的信息化實現

摘要：近幾年，傳統產業的信息化改造一直在穩步發展，變電所信息化已經成了現代化礦井發展的必然趨勢，用信息化技術改進現有礦井生產、監督、管理模式迫在眉睫。

關鍵詞：變電所信息化網絡

隨著網絡技術的日趨成熟，目前國內很多工程項目都在朝著信息化方向發展，礦井變電所也正在各個層面進行信息化建設，目前已經取得了一定成果，但從技術上說，當前的信息化變電所只實現了信息的采集以及網絡交互，還存在很多問題，有很大的提升空間，信息化建設的道路還任重道遠。

1 礦井變電所信息化的優勢

1.1 智能化 采用微處理器設計和光電技術進行信號回路檢測和驅動回路控制，使原有礦井變電所機電式的繼電控制回路結構得到簡化，原有導線連接由公共數字網絡和數字程控器代替，以光纖和光電數字代替控制電纜及強電模擬信號。應用電子式互感器可以克服傳統互感器體積大且笨重和絕緣復雜的缺點。

1.2 網絡化 打破傳統礦井變電所控制、監視、保護、量測與計量、故障錄波等相互獨立、功能單一的裝置模式，使投資成本大、信息不能共享、硬件重復配置的局面得到改善。礦井設備間的通信連接都采用高速網絡，真正實現了數據資源共享、網絡通信以及信息集成。

1.3 在線監測 信息化的礦井變電所里幾乎沒有不能采集到的設備狀態，可以檢測所有功能單元。可以獲得所有信號回路狀態、動作信息、有效數據以及礦井中的各種裝置故障。

2 礦井信息化網絡結構

礦井監控網絡系統采用集成化的三層網絡結構，包括信息層、控制層以及設備層，在一個組態平臺上建立。網關采用ControlLogix，工業控制軟件全面使用Rockwell等公司的產品，采用網絡技術對各個生產及管理環節實時進行監控及對外通訊。某礦井自動化網絡系統結構如圖1所示。

2.1 信息層 通過網絡對全礦的數據進行采集及程序維修。通過資源管理系統將企業各種資源進行充分調配、控制和平衡，通過柔性生產計劃及時生產，實時并全面的掌控業務過程、支持創新體系以及信息支持決策。

2.2 控制層 采用DH+網、第三方SFK網和控制網等網絡通訊技術，它作為I/O設備和控制器間的一條通信線路進行控制器互鎖、實時I/O控制以及報文傳送，使全面系統的高效集成得以實現，將網關、可編程控制器、控制軟件和人機接口連接到企業信息系統。

2.3 設備層 采用設備網和具有設備網接口的智能裝置，達到底層設備低成本高效率的信息集成，達到減低成本、方便安裝和快速故障診斷的功效。設備網可以讓控制數據同時抵達操作的每個單元，更加高效的利用網絡頻帶寬度。

三級網絡間的互聯互通關系將由Commlkgix網關來鏈接或者傳送網絡間的控制和信息數據，借以軟件的編程配置，使異構網絡間和異型數據庫間實現無障礙貫通。

3 礦井變電站網絡系統

3.1 光傳輸系統 為滿足三網合一的總體要求，實現通信、計算機網絡、視頻會議、有線電視系統的一體化傳輸，增強光傳輸系統的安全性和穩定性，信息網絡中心可采用SDH同步光傳輸通信系統。SDH為同步數字的復制體制，具有標準的SDH網絡傳輸的接口。與現有的PDH網絡能實現完全的兼容發展，同時還能容納各種新的業務信號、異步轉移模式信元。利用SDH設備，能建立礦井完善的通信網絡，從而能方便的進行各種數字信號的傳輸。

相應的電話站的設計安裝可采用155M SDH光傳輸設備，以支線的方式接口相應的信息支局。選擇GF622-06A型光同步數字分插復用設備，設備的每一個子架都具有的各群路盤槽路，可組成兩纖或是四纖鏈路的保護體制，也可組成兩纖或四纖的服用通道保護環，支持多達12個光方向的復雜網絡節點。155MB/s支路盤的光口與電口兼容，2Mb/s的支路盤能提供32個2MB支路。改設備設置兩套PCM基群復用設備以及其他的數據接口，用于傳輸礦井內行政以及調度通信、計算機網絡、會議電視、傳真等綜合信息通信需要。

3.2 光纜線路 光纜線路是通信網絡、計算機網絡、有線電視網絡、SDH傳輸系統的基礎，也是信息可靠傳輸的有保障。如今，工業控制中的每一塊領域，從嵌入式系統到現場總線，都意識到以太網和TCP/IP的重要意義。礦井多媒體綜合業務數字網絡系統利用光纖通信技術建立井上井下的符合防爆條件100Mbps高速網絡平臺，通過圖像、語音以及監測監控信息的傳輸，有效了解作業情況，為綜合自動化系統的推廣義工了可靠的數據保證及理論依據，同時也是實現礦業集團公司管控一體化的良好基礎。

4 礦井變電所的控制系統

目前煤礦的變電所一般為35/10/0.4KV或35/6/0.4KV系統，這樣將造成系統更加復雜的局面。目前變電所的信息化已經很完備，寧煤集團使用變電所自動化幾乎全部是南京自動化公司的產品。

目前國內的少數廠家及國外廠商推出一種集控臺，監控、測量、遠動和保護都由微機來完成，并且用交流采樣。在條件不允許的情況下也會采用傳統控制方式以及常規保護不變，或是加裝遠動裝置柜，把常規保護改成微機保護。通信網絡的采用使地理位置實現了高度分散，集監控、測量、遠動、保護信號和開關連鎖合成一體的全分布系統，更加滿足了工業生產的需要，分散度越高，則適應性越強，危險性越小。例如高壓隔爆型配電裝置，智能型饋電開關，隔爆型無功補償裝置等，對于類似信息化先進設備的采用，使得礦井變電所的信息化更加完備，也展示出目前變電所自動化建設的最新水平。

5 結束語

變電所實現網絡信息化以后，可以大幅度減少在崗人員，礦井指揮人員無須再打電話，只要在計算機屏幕前點擊響應回路，分合閘控制窗口彈出后，確認操作，便可進行控制。經控制站分析的數據由控制網上傳供監控終端顯示及自動繪制曲線圖表，由監控報警機提示和打印故障信息，變電所的網絡信息化利于生產指揮者及時準確的掌握第一時間信息，正確的進行指揮指導，及時排除故障和事故隱患。

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