礦井供電系統的自動化控制

方孟

(中國神華能源股份有限公司神東煤炭分公司石圪臺煤礦,陜西榆林 719315)

礦井供電系統的自動化控制

方孟

(中國神華能源股份有限公司神東煤炭分公司石圪臺煤礦,陜西榆林 719315)

在礦井的運行中,實現供電系統的自動化控制,具有非常大的優勢。在礦井中實現供電系統的自動化控制,可以有效地規避停電事故,還能夠將礦井的安全生產風險降到最低程度,同時還能夠防止在供電系統出現故障時產生的其他影響,比如通信系統失靈等。因此在礦井中實現供電系統的自動化控制,可以有效地保障煤礦生產的安全性和自動性,有效降低各系統發生的概率。

礦井生產 供電系統 自動化控制 設計

煤炭企業作為我國的第一產業,在國民經濟發展和能源工業發展過程中,具有非常重大且深遠的影響。保障煤礦企業的安全生產,不僅能夠極大的推動我國第一產業的發展,還能有效的保障能源安全,減少我國對其他能源甚至對國外能源的依賴,推動我國能源產業的自給自足。在礦井作業過程中,供電系統可為各項作業的開展提供強有力的電力支持與保障。在礦井作業中,通過供電系統的自動化控制,能夠有效地保障礦井供電系統的安全性和可靠性,有效防止越級跳閘,或者是大面積停電事故的發生。另外實現礦井作業供電系統的自動化控制,也是提升煤礦企業電網運行的管理水平的必要措施。

1 礦井供電系統自動化控制的功能

在礦井作業中,實現供電系統的自動化控制,主要運用了供電系統自動化控制的如下幾方面的功能。

1.1 運行狀態的全面把控

礦井供電系統的自動化控制,能夠將煤礦生產涉及到的所有供電系統的運行狀態進行全面把控,可以通過實時監測的方式來確保整個供電系統的安全與可靠。

1.2 進行跟蹤記錄與評估

礦井供電系統的自動化控制,可以實現在一次接線圖狀態下,對煤礦供電系統變電站系統接線方案下,各相關控制對象的實時運行狀態進行跟蹤記錄并評估。

1.3 全面地實現信息收集與處理

礦井供電系統的自動化控制,能夠在數據采集與數據處理狀態下,對煤礦供電系統運行過程中所涉及到的開關量信息、外部數據訊號數據等進行全面的采集,并在網絡平臺作用下,將這部分信息傳遞至監督控制系統當中進行信息數據處理。

1.4 通過多種形式進行系統監控

礦井供電系統的自動化控制,可以實現多種形式的系統監控,關于監控的內容可以呈現出圖文、圖像,甚至表格等多種形式。

1.5 自動切換為保護動作

礦井供電系統的自動化控制,可以實現自動切換。如果系統在正常運行的情況,一旦出現異常情況,系統會自動進行報警。所謂的異常情況,包括跳閘、斷路器錯位等,在這種異常情況下,為了保護好整個礦井的供電系統平衡與穩定,供電系統的自動化控制可以實現保護動作的自動切換,保證整個供電系統處在合理保護的狀態下運行。

1.6 有效存儲記憶全部動作

礦井供電系統的自動化控制,可以實現全部動作的有效記憶與存儲。供電系統的自動化控制,可以實現全部動作的記錄,只要操作人員將系統設置為事件記錄狀態,那么整個供電系統的所有動作,都將被系統中存儲記憶功能有效地保存下來。

1.7 實現全部功能閉鎖設定

礦井供電系統的自動化控制,可以實現對供電系統的全部功能進行閉鎖設定。操作人員若將供電系統設定操作閉鎖狀態,那么供電系統的自動化控制就可以實現對供電系統的所有功能進行閉鎖設定。

2 礦井供電系統自動化控制的結構分析

在現行的礦井供電系統的自動化控制的技術條件支持下,礦井供電自動化系統的結構主要分為以下四個部分。

2.1 地面集控中心

地面集控中心是礦井供電系統的自動化控制的“中樞神經”,可以實現對整個供電系統的監控與管理,也是整個供電系統的信息集控中心。一般而言,地面集控中心部分將會直接設定在煤礦生產指揮控制中心當中,在系統主站的支持下,實現對煤礦生產作業現場相關高壓饋電設備的集中性監視與控制。通常情況下,地面集控中心是操作人員的工作場所,操作人員通過計算機自動化控制的相關功能,對整個供電系統進行人為的監視與觀測,一般來說,在地面集控中心,會配置兩臺獨立運行的工控機、監督控制軟件已經UPS電源裝置。

2.2 工業以太網部分

礦井供電系統的自動化控制中的工業以太網部分主要的作用是實現監控總站和分站之間的連接作用。在地面集控中心的監控總站與其他監控分站之間,需要工業以太網部分進行連接設置,以便于總分站之間的信息傳輸。在礦井供電系統的自動化控制中,運用到的信息處理技術一般為網絡冗余技術,之所以選定這項技術,主要是運用了這項技術中的安全穩定性,從而保障監控總站與分站之間信息的有效傳輸,便利于監控中心及時匯總信息,對整個供電系統進行全面檢測,并做好信息的處理與判定工作。從組織結構的角度上來看,礦井供電系統的自動化控制的工業以太網部分主要配置了光纖線路、光電轉換器設備、以太網網關等。

2.3 自動化監控分站部分

礦井供電系統的自動化控制中的自動化監控分站部分,主要實現對礦井供電系統分站的監測與管理,并與總站之間通過工業以太網部分進行信息數據傳輸。自動化監控分站部分會對收集到的信息數據加以處理分析,然后再通過工業以太網部分傳遞給總站。另外自動化監控分站接受總站的指揮與調度,對于總站發出的指令,由自動化監控分站進行解讀,并作出下一步的舉措。通過這樣的方式,可以實現礦井供電系統的自動化控制的遠程操作。從組織結構上來說,自動化監控分站主要配置了嵌入式計算機設備、通信協議轉化器設備、相關的外圍設備與裝置。

2.4 現場智能測控單元部分

礦井供電系統的自動化控制中現場智能測控單元部分,主要是針對自動化監控分站發出的指令對現場及下屬相關設備進行動態的監測、控制和保護?，F場智能測控單元部分所產生的信息,會通過數據的形式向上一級單元傳遞。通過現場智能測控單元部分,可以接收自動化監控分站的遙控指令,保障對各項控制操作動作能夠得到有效的執行。

3 礦井供電系統自動化控制設計方案

礦井供電系統的自動化控制水平的提升,需要不斷的提升各個階段的設計結構。

3.1 綜合自動化系統功能的優化

在礦井供電系統的自動化控制過程中,綜合自動化系統功能的程序應用菜單為樹狀結構,這樣便于計算機操作人員利用菜單,及時找到整個系統的不同控制畫面,所有系統之原始數據都是通過實時進行收集得到的,系統應用程序可隨變電站的擴建或運行需要而靈活地進行擴充和修改。在系統主站的客戶端程序設計過程中,可以先設計一個OPC客戶端程序,負責與系統分站的數據進行傳輸,在數據傳輸過程中,可將數據直接導入數據庫中,然后再設計出數據顯示界面和操作界面,通過多種形式來呈現整個系統的運行狀態。

3.2 監控分站軟件程序的設計

監控分站的優化設計,主要應該側重在其軟件設計上。在分站使用的軟件程序中,其中分站與現場測控單元的通信程序應該采用串行通信控件設計,其主要采用的通信空間是ActiveX。而分站與主站的數據通信可采用先通的OPC技術。在采用OPC軟件接口時進行數據通信,需要設計OPCServer。

3.3 自動化監控分站的優化

礦井供電系統的自動化控制水平的提升,有個突出的問題是亟待解決的,那就是不斷優化自動化監控分站的設計方式。從自動化監控分站的組織結構上來講,它的構成需要嵌入式計算機裝備還有其他外圍設備等。自動化監控分站需要對現場監控單位中的相關數據與信息進行循環性的采集與處理,并將這部分數據轉化成OPC服務器可識別的數據格式,只有將數據格式進行合理有效的轉換,才能讓地面集控中心的總站有效地接受信息,并實現信息的傳遞。另外自動化監控分站還應該不斷優化操作系統,選定穩定性強、安全性好的操作系統,這樣可以提升信息采集的安全性和快速性,也能有效地保證信息及時地在自動化監控分站與地面集控中心的總站之間進行有效地傳遞。

4 結語

煤礦在我國第一產業中占有非常重要的位置,為國民經濟的發展和能源安全提供了非常可靠的基礎與后盾,在礦井作業中實現供電系統的自動化控制,可以有效的保障礦井作業的供電系統安全和穩定,盡可能地減少大面積停電對礦井生產帶來的負面影響。同時還可以提升礦井作業的生產效率,大大對減少人為操作因素對供電系統的負面影響。

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