煤礦綜合自動化智能分析平臺的設計與研究

任富強

（平頂山天安煤業股份有限公司八礦，河南平頂山 467012）

煤礦綜合自動化智能分析平臺的設計與研究

任富強

（平頂山天安煤業股份有限公司八礦，河南平頂山 467012）

目前，我國大多數礦井已經完成了自動化改造，實現了設備的遠程控制，但就如何利用好現場獲取的大量數據，使得設備運行更加智能高效，真正實現無人值守，成為急需解決的課題?；诖?，設計一套煤礦綜合自動化智能分析平臺，其是集數據通信、處理、采集、控制、協調、綜合智能判斷和圖文顯示為一體，并能在各種情況下準確、可靠、迅速地做出反應，及時處理，協調各系統工作的智能化系統，具有一定的推廣應用價值。

綜合自動化；智能分析；數據分析；智能判斷；無人值守

“煤礦綜合自動化智能分析平臺”集數據通信、處理、采集、控制、協調、綜合智能判斷和圖文顯示為一體［1］，能在各種情況下準確、可靠、迅速地做出反應，及時處理，協調各系統工作，達到實時、合理監控的目的。其具有“集中管理、分散控制、全面采集、整合分析”的特點，從技術、設計、開發、維護等各個方面保證系統的先進性，是一套符合現代煤礦生產集中控制的軟件系統。

1 綜合自動化智能分析平臺總體架構

整個綜合自動化智能分析系統分為4層架構，從低到高依次是數據轉換層、數據集成層、數據接口層、應用層。

數據轉換層主要由各種接口適配器組成，負責各個分系統與平臺的物理連接；數據集成層通過組態軟件或接口程序，采集安全保障、生產主煤流、生產輔助等系統的實時數據，并存入數據庫；數據接口層用于隔離應用層和數據集成層，使應用層可以在數據庫平臺上進行自由移植，方便應用層的開發；應用層主要是通過讀取數據集成層中的數據，并對其進行分析、綜合，最終以WEB發布方式進行對外發布，為領導提供決策依據。其中，應用層以下是整個綜合自動化智能分析平臺的基礎，應用層是對采集到的數據進行挖掘分析的關鍵層，其利用ASP. NET、FLASH和WEB等技術，用來顯示數據分析后的各種應用。

2 綜合自動化智能分析平臺各模塊功能介紹

綜合自動化智能分析平臺實現了對礦井生產過程監控、全礦井生產安全環境監測、生產過程采集到信息的綜合利用和開發，其通過對信息集成、數據聯動分析、WEB瀏覽、設備管理、數據趨勢分析模塊、作業優化、能效分析、應急預案與救災支持等模塊的開發和利用，為礦井安全生產和領導的科學決策提供了有效支持。

2.1 信息集成模塊

信息集成模塊主要由IFIX組態軟件、數據庫服務器、Web服務器等組成，數據發布系統設計采用了.NET技術。

信息集成模塊將實時數據流進行集成，同時針對統一信息平臺開發各種綜合的應用。所有采集到的數據都存放到同一個數據庫，這樣方便了數據的綜合利用。該模塊采用標準功能組件，將各系統的數據采集存儲到關系數據庫中，通過一組標準接口供其他程序調用，滿足礦井井上、井下的需求，具有良好的可靠性、兼容性、擴容性，支持C/S、B/S模式。集中的信息可以根據不同的權限進行訪問。

2.2 數據聯動分析模塊

綜合自動化智能分析平臺通過聯動預案調度系統為礦井建立一個故障預案庫。在各個子系統發生報警信號時，根據預先設定好的預案，自動彈出預案提示，指揮調度人員及時正確地進行處置，在礦井允許的情況下還可調用指定子系統，進行聯動，及時高效地應對突發事件。在發生重大事件時，監控系統向信息化系統發送報警信號，系統調用視頻聯動和相關數據顯示在監控終端上。在發生報警時，系統的界面上會自動標示出報警設備，并啟動應急預案，同時進行聲光報警，將報警信息記錄到數據庫中。為了防止由于誤報信號導致的錯誤操作，在管理人員面對突發事件時，須經確認后再進行相應聯動操作。系統允許人為設置聯動報警源、配置聯動報警預案。整個聯動預案調度系統還提供報警信息和聯動預案動作的查詢，便于管理人員管理。

2.3 Web瀏覽模塊

Web瀏覽模塊主要是對各自動化子系統實時采集的數據動態地顯示在Web頁面上，以方便各級管理人員通過瀏覽器在企業內網或外網查看，及時掌握各子系統的運行狀況。該模塊可以對整個安全生產系統進行集中監控，并以各種報表和圖形顯示出來，提供在線瀏覽等，為礦領導及時作出決策提供依據。

2.4 設備管理模塊

設備管理模塊根據各單位部門的職能，從設備管理部門的日常工作出發，注重設備生命周期的管理，包括設備申請、審批、借用、維修和報廢等，以及設備相關的備品備件和易耗品的日常管理。此系統的使用極大地提高了設備管理部門的工作效率，使設備管理人員解脫了繁重的手工勞動，實現了設備整個生命周期的計算機化管理，同時在與使用單位內部網絡配合的基礎上實現無紙化辦公。

2.5 數據趨勢分析模塊

數據趨勢分析模塊提供靈活的實時曲線和歷史曲線顯示功能。通過比較當前和歷史趨勢數據，特別是結合裝備安全運行的多參數模型，及早報告故障隱患，并且通過對事故前后實時記錄的歷史數據分析，精確定位事故發生的原因，以避免事故的再次發生?？梢圆樵兊较到y中所有點的歷史值，并自動生成趨勢圖，為數據的深入分析提供了方便。

2.6 作業優化模塊

作業優化模塊是對整個作業進行效率分析，并對作業流程進行優化，使整個煤礦作業流程大大的簡化，提高了作業效率。其包括兩部分，一是作業效率分析模塊。通過對設備開停時間的統計計算出設備運行時間，然后與產出進行比較，分析時間段內系統的作業效率。二是作業流程優化模塊。針對不同的子系統通過找出不同子系統之間的關聯，從安全、高效、節能角度進行分析，為職能部門優化作業流程提供數據基礎。

2.7 能效分析模塊

能效分析模塊是將主提升、皮帶系統、通風系統、排水系統等各個子系統的能效以時間段為條件生成曲線，進行分析。以排水系統為例，將水泵排水量和用電量以時間為條件進行分析，生成分析曲線。

2.8 應急預案與救災支持模塊

建立礦井應急預案與救災模塊的主要目的是：①萬一發生事故，控制危險源，避免事故擴大，在可能的情況下消除事故；②盡可能減少因事故所造成的人員和財產損失。因此，此模塊不僅要包括危險源預測、礦井環境狀況、關鍵設施分布情況、應急救援力量等實體空間，而且還應涉及社會經濟領域的非實體因素，如人員分布、財產分布等。

根據預案中應急救援機構的不同職能，本模塊包括3個子部分，分別為調度室應急救援指揮系統、指揮機構應急救援子系統和相關單位應急救援子系統。

3 結語

該平臺在平煤股份八礦實際應用后，實現了對井下四大采區及地面煤樓膠帶運輸機，井下泵房、變電所，地面壓風機房的無人值守；同時提高了設備的有效使用率，節約了電能，延長了設備使用壽命。總之，提高了礦井生產效率和安全系數，具有一定的推廣應用價值。

［1］徐靜，譚章祿.智慧礦山系統工程與關鍵技術探討［J］.煤炭科學技術，2014（4）：79-82.

Design and Research of the Coal Mine Integrated Automation Intelligent Analysis Platform

Ren Fuqiang
（Eight Mine of Pingdingshan Tian’an Coal Mining Co.Ltd.，Pingdingshan Henan 467012）

At present,most of the mines in our country have already completed the automation reform,realized the re?mote control of equipment,but it was became an urgent subject to be solved to how to make good use of the large num?ber of data obtained in the field to make the device running more intelligent and efficient,truly unattended.Based on this,a set of intelligent mine integrated automation analysis platform was designed,it is an intelligent system to set the data communication,processing,collection,control,coordination,integrated intelligent judgment,graphic display as a whole,and can make the response accurately,reliably and rapidly in all kinds of situations,timely treatment and coordination of the work of the system,which has certain popularization and application value.

integrated automation；intelligent analysis；data analysis；intelligent judgment；unattended

TD67

A

1003-5168（2016）12-0027-02

2016-11-06

任富強（1981-），男，碩士，工程師，研究方向：綜合自動化信息化。