煤礦生產(chǎn)中計(jì)算機(jī)智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

張旭

摘 要 為了確保煤礦的安全生產(chǎn)，可以在煤礦生產(chǎn)中建立智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，監(jiān)控井下工作人員的工作環(huán)境，促進(jìn)煤礦井下的正常生產(chǎn)。本文主要針對(duì)現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)過程中的計(jì)算機(jī)智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)做詳細(xì)的分析，以推進(jìn)煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】煤礦企業(yè) 安全生產(chǎn) 計(jì)算機(jī)智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)

隨著工業(yè)的快速發(fā)展，需求煤炭總量在逐年增加。然而我國的煤炭資源開采相對(duì)比較復(fù)雜，工程開挖危險(xiǎn)程度較高，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國越有一般的礦井屬于瓦斯突出或者高瓦斯礦井。但是一些煤炭企業(yè)為了追求高利潤，存在盲目生產(chǎn)的問題，給煤炭開采過程中危險(xiǎn)事故時(shí)有發(fā)生。所以，煤礦生產(chǎn)過程中，如何解決安全生產(chǎn)問題成為推動(dòng)煤炭企業(yè)正常生產(chǎn)的保障。而計(jì)算機(jī)智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以有效地監(jiān)督生產(chǎn)過程，并可以根據(jù)井下狀態(tài)正確指揮生產(chǎn)，使煤礦企業(yè)的生產(chǎn)促進(jìn)正?；?。

1 現(xiàn)代煤礦企業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控的基本狀況

在煤礦企業(yè)的運(yùn)輸系統(tǒng)中，主要以帶式運(yùn)輸方式為主，并采用集中控制下司機(jī)單一的傳輸方式進(jìn)行控制運(yùn)輸。但是該運(yùn)輸系統(tǒng)安全程度較低，在運(yùn)行過程中很容易出現(xiàn)斷帶、堆煤、打滑、跑偏等問題，這些現(xiàn)象給煤炭的安全生產(chǎn)增加了困難。此外，由于遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)中的通信協(xié)議和傳輸協(xié)議存在出入，無法實(shí)現(xiàn)構(gòu)件復(fù)雜的系統(tǒng)，即不能滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控的要求，若不能及時(shí)解決，將會(huì)給煤礦安全生產(chǎn)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

在煤炭企業(yè)的生產(chǎn)過程中缺少綜合型的檢測(cè)診斷維護(hù)系統(tǒng)，且缺少統(tǒng)一的系統(tǒng)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的煤炭生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，雖然一定程度上可以檢測(cè)到煤炭生產(chǎn)過程中的異?，F(xiàn)象，可是不能在較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)故障進(jìn)行維修。同時(shí)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的兼容性受到限制，導(dǎo)致煤礦生產(chǎn)過程中對(duì)井下的生產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)控不到位，無法實(shí)現(xiàn)全方位的監(jiān)測(cè)。此外，加之監(jiān)測(cè)設(shè)備的使用壽命較短、靈敏性較差、穩(wěn)定性較差，且軟件系統(tǒng)使用一定時(shí)間后，表現(xiàn)出問題無法實(shí)現(xiàn)，從而一定程度上限制了監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)井下有害氣體監(jiān)測(cè)和分析。

2 煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的原理及優(yōu)勢(shì)

在煤礦企業(yè)生產(chǎn)過程中，計(jì)算機(jī)智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的核心是計(jì)算機(jī)智能控制，它的主要控制系統(tǒng)是工業(yè)集散，利用礦井下安裝的溫度傳感器和煤位傳感器以串行通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并將采集的數(shù)據(jù)通過光纖傳輸至上位機(jī)系統(tǒng)。上位機(jī)對(duì)傳輸過來的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并利用動(dòng)畫的方式顯示井下的實(shí)際狀態(tài)。一旦煤礦井下發(fā)生什么異常狀況，計(jì)算機(jī)智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)就可以迅速發(fā)出警報(bào)，并迅速對(duì)故障進(jìn)行一系列的分析，根據(jù)事先設(shè)定好的類似事故解決方案制定解決措施，從而可以降低煤礦生產(chǎn)的危險(xiǎn)性，促進(jìn)煤礦生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

3 計(jì)算機(jī)智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用

3.1 計(jì)算機(jī)智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用前景

3.1.1 對(duì)運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)

研究發(fā)現(xiàn)，在煤礦井下的礦井提升機(jī)是確保連續(xù)生產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一，且它的起升或下降承擔(dān)載荷變化較大，速度變化空間廣，為確保提升機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，需要按照設(shè)計(jì)速度進(jìn)行開機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行，這就需要計(jì)算機(jī)智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提升機(jī)的運(yùn)行速度，并對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于提升機(jī)的速度監(jiān)測(cè)精度，規(guī)范要求其在不同的荷載狀態(tài)下電控系統(tǒng)發(fā)出的速度命令值與提升機(jī)實(shí)際運(yùn)行速度相差控制在3%以內(nèi)，從而可以有效地確保提升機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)墜落現(xiàn)象。此外，在保障提升機(jī)運(yùn)行安全、可靠基礎(chǔ)上，確保其爬行距離最小，提高礦井提升機(jī)的運(yùn)行精度。

3.1.2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、智能化

目前，在煤礦企業(yè)礦井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是利用單PLC或者雙PLC為核心的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并利用現(xiàn)場(chǎng)總線有效地實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程I/O控制監(jiān)測(cè)井下狀態(tài)。為了確?，F(xiàn)階段礦井安全生產(chǎn)運(yùn)行信息系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)礦井下實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)以及全自動(dòng)化控制系統(tǒng)，需要借助多條網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，聯(lián)合現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)、傳感器、傳輸系統(tǒng)、分析系統(tǒng)、集中管理層等實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)系統(tǒng)。因此，未來煤炭企業(yè)的生產(chǎn)過程將會(huì)是計(jì)算機(jī)智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化控制系統(tǒng)。

3.1.3 監(jiān)測(cè)智能化且保護(hù)多樣化

由于礦井生產(chǎn)過程對(duì)井下生產(chǎn)環(huán)境的安全性、穩(wěn)定性要求較高，它關(guān)乎整個(gè)礦井生產(chǎn)是否正常進(jìn)行，并可以有效地確保礦井工人生產(chǎn)過程的安全。因此，井下的基本狀況進(jìn)行智能監(jiān)控顯得尤為重要，以及對(duì)礦井現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和控制。需要更加智能化、高性能的系統(tǒng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，以及多重保護(hù)裝置、安全裝置等來實(shí)現(xiàn)礦井生產(chǎn)過程的安全、可靠。

3.1.4 系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控?zé)o人值守

隨著近幾年煤礦企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷壯大，礦山的生產(chǎn)強(qiáng)度、產(chǎn)量逐年增加，采煤難度逐漸增加，而煤礦生產(chǎn)過程中常發(fā)生安全事故，給井下工作人員的生命安全造成危險(xiǎn)。為了有效地提高井下生產(chǎn)的安全性，需要加強(qiáng)計(jì)算機(jī)智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下工作狀態(tài)，為煤礦安全生產(chǎn)提供保障。

3.2 計(jì)算機(jī)智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)

3.2.1 通信方式的設(shè)計(jì)技術(shù)

由于計(jì)算機(jī)智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中利用上位機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)井下生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控，其通信方式為一對(duì)多的類型，需要在設(shè)計(jì)通信方式時(shí)避免通信中發(fā)生對(duì)沖現(xiàn)象。從而需要在設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)各個(gè)下位機(jī)之間的信息安全、快速傳遞。

研究發(fā)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)通過二級(jí)通信方式，導(dǎo)致上位機(jī)無法直接與下位機(jī)進(jìn)行交流，需要通過控制中心實(shí)現(xiàn)信息傳遞。

3.2.2 上位機(jī)與動(dòng)畫的一致性

實(shí)時(shí)性是計(jì)算機(jī)智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)主要特征，借助監(jiān)控畫面可以實(shí)現(xiàn)將井下工作狀態(tài)實(shí)時(shí)傳輸至井上。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，利用下位機(jī)將井下基本信號(hào)進(jìn)行采集，并傳輸至上位機(jī)，上位機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并將分析得出的結(jié)果再寫進(jìn)數(shù)組中，從而確保動(dòng)畫和上位機(jī)之間的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

4 結(jié)論

綜上所述，在現(xiàn)代煤礦企業(yè)的生產(chǎn)過程中，計(jì)算機(jī)智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以確保煤礦的安全、可靠的生產(chǎn)，并可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的檢測(cè)井下的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)井下與井上的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)信息聯(lián)系。

參考文獻(xiàn)

[1]陳世建，縱瑞梅.煤礦電力監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J].煤炭技術(shù)，2010（01）： 61-63.

[2]邢存恩.煤礦采掘工程動(dòng)態(tài)可視化管理理論與應(yīng)用研究[D].太原：太原理工大學(xué)，2009.

[3]胡冬紅.煤礦安全事故成因分析及預(yù)警管理研究[D].北京：中國地質(zhì)大學(xué)，2010.

[4]邢存恩.煤礦采掘工程動(dòng)態(tài)可視化管理理論與應(yīng)用研究[D].太原：太原理工大學(xué)，2009.

作者單位

開灤（集團(tuán)）有限責(zé)任公司唐山礦業(yè)分公司 河北省唐山市 063000