淺談煤礦企業工業化與信息化融合

單光偉,趙　剛,陳　朋

（山東能源新礦集團翟鎮煤礦,山東　新泰　271200）

淺談煤礦企業工業化與信息化融合

單光偉,趙剛,陳朋

（山東能源新礦集團翟鎮煤礦,山東新泰271200）

摘要：隨著自動化和信息化程度的不斷提高，煤礦逐步進入了后工業化時代。而今，煤礦企業的發展不宜照走先工業化后信息化的老路，而是要工業化和信息化深度融合。本文對“兩化融合”提出總體構想，即通過信息技術來加快煤炭工業的現代化進程，以信息化帶動工業化，工業化促進現代化，走一條新型的工業化道路。

關鍵詞：煤礦；工業化；信息化；融合

1　“兩化融合”概述

煤礦企業的“兩化融合”是指通過信息化和自動化手段，配合先進的管理方法，大幅度的提高煤礦開采的機械化程度，充分利用現場自動化數據，實時監控井下瓦斯、礦壓、水位等安全隱患，盡可能的減少井下作業人員，通過綜合自動化平臺和信息化平臺進行生產經營的控制和管理，同時通過智能調度系統進行現場生產調度指揮，促進礦井的高效生產。

隨著自動化技術、傳感器技術、數字視頻技術、計算機技術、網絡技術、數據庫技術的不斷更新，煤礦信息化正朝高度集成、自動控制、智能決策的方向發展。

2　煤礦信息化現狀與要求

目前，部分煤礦已經實現了獨立運行的自動化控制系統，安全監測系統，調度系統等，在安全生產的各個方面發揮了積極地作用。但是從信息化的要求來說，這些子系統獨立運行，不能實現信息共享，存在自動化、信息化孤島現象。限制了信息發揮最大作用，同時造成了重復投資、維護困難。

煤礦信息化的主要內容包括信息的采集（傳感器與檢測）、信息的傳輸（通信）、信息的處理（控制器、工控機）、信息的應用（自動化）等。為了實現整個礦井綜合信息化，必須建立基于網絡的大型開放分布式控制系統，形成全礦井檢測、監視、控制、管理一體化，保證對全礦井安全狀況和生產過程進行實時監控和調度。具體到某個煤礦來說，應具有以下功能：

（1）往下能監測各子系統設備的狀態，能對子系統發布控制命令；往上能連接到上級部門局域網，方便信息共享。

（2）建立智慧化調度中心，能夠對各自動化系統集中監控，井下各系統具備無人值守的條件。

（3）建立一個快捷、標準的傳輸平臺，滿足生產和管理的要求。

（4）結構分層，整體規劃，分步實施，能隨著發展不斷升級。

（5）統一的軟件平臺、統一的網絡平臺和數據平臺。

3　煤礦信息化總體架構

煤礦信息化集成系統將自動化和信息化有機的結合在一起，包含了實時控制信息和業務管理信息，以生產過程緊密相關的底層信息為基礎，對企業信息橫向或縱向集成，消除“孤島”。煤礦信息化采用分級分層的結構，共分三級：部室級、廠礦級、集團級。不同的級下邊，包含五層中的若干層：現場設備層、過程控制層、生產執行層、經營管理層、戰略決策層，如圖1。

圖1　煤礦信息化架構圖

（1）礦井生產自動化。大多數礦井的生產過程不同程度的實現了機械化和自動化，但在采、掘、機、運、通等各個環節上采用了不同的自動化系統，彼此獨立，若將它們整合成為完整的礦井綜合自動化管理系統，將大大提高礦井的自動化水平，達到“減人提效”的目的。其中生產自動化分地面和井下兩部分：地面包括通風機、壓風機、主副井提升機、降壓站、洗選廠監控等，井下包括中央及采區配電所、中央及采區泵房、輸送機監控等。

（2）礦井安全監測監控。煤礦的工作環境決定了礦井安全監測監控是煤礦信息化的一個重要組成部分，主要監測與煤礦生產相關的安全信息，包括環境監測（瓦斯濃度、CO濃度、溫度、風速等）、礦壓檢測，應急廣播系統，人員定位系統，智能調度系統等等。

（3）企業管理信息系統。包括材料供應、財務管理，安全質量管理、人力資源管理等，管理人員通過計算機即可隨時了解安全、生產、人員、經營等各種信息，可對全礦生產經營統一調度，對各種信息進行優化處理，為企業領導決策提供準確的數據。

5　信息傳輸

井上下生產自動化采用千兆光纖冗余以太環網將各個控制連接起來，并通過防火墻與辦公網連接。環網根據具體需要組成一個或多個光纖冗余環，系統傳輸介質發生故障時，環形結構將在小于300ms時間內切換網絡工作拓撲結構，從而保證了系統的可靠性。通過千兆以太網交換機，提供標準的TCP/IP傳輸服務，可以方便的將地面、井下的控制信號、圖像信號、語音信號統一傳輸到調度中心，做到三網合一。考慮到網絡攝像頭數據流量較大，可在千兆網上提供專用的傳輸通道，合理安排優先級和服務質量。

在信息化系統建設中，采用客戶機/服務器（C/S）、瀏覽器/服務器（B/S）以及服務器冗余相結合的方式來實現自動化控制系統與信息化的融合。客戶機/服務器（C/S）模式用于調度臺上各個控制站，實現對全礦所有自動化系統的控制和管理。瀏覽器/服務器（B/S）模式用于向網絡發布生產的運行界面，歸檔數據，用戶通過瀏覽器便可瀏覽需要的生產信息。為了確保控制系統的安全可靠,分別采用網絡冗余、服務器冗余、操作員站冗余等，最終實現系統的冗余配置。

6　總結

通過運用成熟的網絡技術，骨干傳輸網采用工業以太網，集成礦井現有的各個子系統，統一通信接口，并與地面各類信息管理系統有機集成，優化系統結構，構成完整的企業信息一體化系統，最終達到礦井高度的自動化、信息化。

參考文獻：

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[3]吳澄，孫優賢主編.信息化與工業化融合戰略研究--中國工業信息化的回顧、現狀及發展預見[M].北京：科學出版社，2013：221-223.

4　煤礦信息化組成部分

作者簡介：單光偉（1973-），男，山東新泰人，工程師。