論無線控制網絡在露天煤礦疏干與降雨排水系統中的應用

摘 要：目前我國的通信技術快速進步，無線通信系統產品也慢慢出現，并且通過對此產品的利用，可以優化和改善露天礦的排水系統的解決方案，尤其隨著WLAN和GPRS等新技術的應用，已經出現新型的高防護等級、高可靠性的工業無線產品。

關鍵詞：GPRS PLC INTERNET WLAN PLC

中圖分類號：TD744 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（b）-0031-01

露天礦采掘場的重要組成部分之一就是礦疏干排水系統，這種系統的排水位置在一定的時期內需要不斷的變化，和傳統的固定泵站相比，架設通信線路時一般比較麻煩，尤其是暴雨天氣出現時，出入溝的會出現比較泥濘和易打滑的道路來，通常在這種狀況下，工作的人員為了接近泵站會很難進行的。我們主要運用智能化的排水控制系統的話，不僅可以很好的解決這些問題，還可以在采掘場的排水效率上得到明顯的提高，同時在一定程度上也保證了露天礦工作人員以及采掘設備的安全。

1 露天礦疏干排水系統

露天礦疏干水泵主要是需要依據地下水在含量以及分布的不同上，在采掘場的地表面上的周圍打出若干個疏干的水孔來，最終將采掘場內的地下水排出。比如：在徐天河露天煤礦區域內有19個分布的水孔，同時內部還設有疏干的水泵，這些水泵是通過5臺移動的變電站來進行配電的，而這5臺移動變電站是沒有設立自動控制系統的。

一般有暴雨和正常的降雨系統所組成的系統就是露天礦排水的系統，其中在采掘場的最底部內的集水坑旁邊都會設有露天礦的暴雨和降雨泵站。而設在排水泵站附近的則是排水系統配電室，而控制設備就是安置在排水系統配電室的內部，其主要的目的就是可以對水坑內的液位進行監測和匯報，而這樣就可以推斷出是否需要用到排水泵，還需要用監控計算機對采掘場內部的排水狀況進行監測，一旦出現暴雨或者是洪水的時候，我們就可以運用遠程監控系統將水泵啟動。

2 控制網絡

隨著采掘工作面的不斷推進，降雨泵和疏干泵也需要進行定期的推進移動，因此，架設的用來通信的電桿，則也是隨著采掘工作面的不斷推進而移動，但是這些在施工的時候會比較的麻煩，故而，排水系統比較適合運用無線的控制網絡系統進行控制。在當前的網絡技術下，通常可以把無線網絡分為GPRS和WLAN這兩種網絡。

2.1 WLAN網絡

WLAN無線網絡是以太網局域網的一種，和其他的局域網并沒有本質的不同，主要是傳輸的介質有所不同，其主要是為用戶提供簡單便利的組網環境，形成更優質的服務。用于WLAN組網的通信設備型號很多，其主要分為直接序列擴頻型和跳頻擴頻型。

其中直接序列擴頻在發端擴展信號的頻譜時，主要是采用各種調制方式直接利用具有高碼率的擴頻碼系列，而在收端時，則用同樣的擴頻碼序解碼，從而把已經擴展寬的擴頻信號還原成原始的信息。

跳頻擴頻，其實現方法是載頻信號以一定的速度和順序，在多個頻率點上跳變傳遞，接收端以相應的速度和順序接收并解調。

直擴系統的抗干擾原理主要是通過偽隨機碼的處理后，使解調器中的干擾功率降低，從而使其達到抗干擾的效果；跳頻系統的抗干擾原理主要是通過載頻的隨機跳變，進而可以躲避干擾，并把干擾排斥在接收通道以外，最終達到抗干擾的效果。在一般情況下，因為跳頻系統的頻道數很大，在2.4～2.483 G這個范圍內都可以選擇跳變，所以對系統性能的影響是可以忽略，所以較強的定頻干擾只能干擾跳頻系統的一個或幾個頻率。

綜上所述，在抗強信號干擾上，跳頻系統相對直擴系統有在技術上具有一定的的優勢，但是無論擴頻產品還是跳頻產品，它們要保證穩定通信都必須在視距無遮擋的前提下。

2.2 GPRS網絡

GPRS是移動電話用戶可用的一種移動數據業務，也是GSM的一種延續，其可以提供56～170 k/s的傳輸速率。GPRS定義了實發數據包方式的數據傳輸，能讓用戶通過移動設備連接到互聯網，使用者所負擔的費用是以其傳輸資料單位計算，在這種情況下，通信費用就會相對較為便宜。

要保證GPRS網絡信號的正常，還需要當地的GSM服務提供商提供必要的網絡信號支持，并且只要在GPRS信號覆蓋范圍內就能夠使用該類型的通信服務。主要實現方法是：每個疏干泵站內都配有1臺獨立的S7-300 PLC在移動變電站內進行獨立控制，遠程監視和控制是通過S7-300的機架配有專用的TIM模塊和EGPRS/GPRS調制解調器等設備完成的。遠程控制主站的監控計算機通過連接TIM模塊、防火墻、和DSL路由器以輪詢方式對所有站進行掃描，以訪問遠程站的系統狀態。通過專用的程序包，所有數據均可供控制中心系統使用。操作員可以對每個過程站進行跟蹤，或者使用控制命令來干預局部過程。

GPRS網絡在采用時具有相當多的優點，主要表現在下面幾個方面。

（1）GPRS通信系統在流量費用很低的情況下，仍然可以保持永久在線。

（2）其具有大量的緩沖機制。

（3如果控制系統有突然事件發生時，其動作數據可以立即進行傳輸（尤其那些相對比較重要的運行信息，可以直接傳送到用戶的私人移動電話）。

（4）該系統應用方便靈活，并且不受地形地貌限制。

（5）該系統傳輸的速率較高。

（6）該系統具備遠程故障監測功能。

3 結論

綜上所述，根據露天礦的地形特點和工藝特點，可以判斷出當采掘場坑內排水泵站和疏干水泵站的控制室在一定的視線范圍內沒有阻礙，干擾通信的頻段也比較小，傳輸的數據量也相對較大時，一般最好采用直序擴頻無線以太網系統；反之，當傳輸的數據量不是很大，并且干擾通信的頻段較密，信號較強時，采用跳頻通信系統是最好的選擇；而如果集水坑泵站和疏干排水泵站在一定實現范圍內受到一些客觀因素的遮擋，或疏干泵站間及泵站與控制室之間的距離相隔太遠，干擾通信的頻段較大，傳輸的數據量也較小。因此，更傾向于采用GPRS的通信系統。

參考文獻

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