信息化背景下煤礦自動化技術的突破和發展

唐攻堅

（煤炭工業合肥設計研究院有限責任公司，安徽 合肥 230041）

0 引 言

隨著社會信息化發展程度的不斷加深，煤炭作為我國重要的戰略資源，必須提高其信息化的應用。煤礦自動化技術作為煤炭生產中的關鍵技術，對其相關方面的研究是學術界相關領域的重點內容[1]。基于信息化背景，煤礦自動化技術的優化設計應運而生。

當前，煤礦的自動化技術已經取得了突破性進展，但在實際的自動化設備控制中仍舊局限于數據傳輸速率低下的問題，導致煤炭生產工作效率難以提升[2]。為此，在本文的研究中，考慮到煤礦工程的生產環境較為復雜，自動化系統的數據采集和數據傳輸技術在其中的應用存在局限，通過將PLC通信設備應用于煤礦自動化系統，展開對自動化數據采集和傳輸等方面的研究，以此為煤礦產業的信息化高速發展提供保障。

1 信息化背景下煤礦自動化技術的發展趨勢

信息化背景下，煤礦自動化技術的更新換代是為了滿足工作效率的提高，減少現場工作人員，提高安全生產。因此，在未來煤礦自動化技術的創新途中，其應用更趨向于實際，符合國家的煤礦生產前景，與國內可持續發展戰略相結合。從基礎的步驟開始做起，逐步建立符合國內發展的合理煤礦自動化技術。在實施建立過程中，為追求更高標準的信息化質量，所以其設計更注重實用性。煤礦自動化的智能性、靈活性及可塑性為其未來的發展提供了良好的基礎，煤礦智能化是信息化背景下發展的前進方向，通過信息化技術對煤礦自動化數據進行討論和分析，以滿足煤礦生產的實際需要。

2 基于信息化背景下煤礦自動化技術設計

通過合理化應用信息化技術，不僅可以緩解煤礦產業可持續發展成本方面的壓力，同時在某種層面上也可實現煤礦產業生產效率的提升[3]。為了進一步感知煤礦行業在我國經濟市場的發展趨向，本文將結合信息化社會的特點與顯著優勢，展開自動化技術的應用研究，分析自動化技術在使用中存在的突破，并以此為研究的核心，對煤礦產業未來的社會發展趨向進行預測，并希望通過本文的研究提供解決煤礦自動化系統數據采集及數據傳輸的方法。本文針對煤礦自動化技術，結合信息化背景進行優化設計。主要通過PLC的操控，采集并傳輸煤礦自動化控制數據，提高煤礦信息采集傳輸處理的速度，完善基于信息化背景的煤礦自動化技術設計。

2.1 采集煤礦自動化控制數據

在煤礦生產過程中，結合信息化背景，可以通過采集煤礦自動化控制數據的方式提高煤礦自動化技術的信息化程度[4]。采集煤礦自動化控制數據的具體流程如下，將信息化技術下PLC通信端口作為煤礦自動化控制的信號數據通信路徑，對煤礦自動化控制的信號數據進行實時地抗干擾采集。將通信端口分為主要通信路徑、次要通信路徑以及附屬通信路徑，通過增加PLC以太網模塊，連接附近的交換機，實現對通信路徑數據的輸出及讀取處理，完成煤礦自動化控制信號數據的采集。此外，PLC系統須具有支持PROFINET的以太網模塊，且使用工業標準通信協議，以實現具有良好兼容性、可靠性以及擴展性的煤礦自動化數據采集模塊的設計。

2.2 煤礦自動化數據傳輸

在信息化的應用背景下，傳輸上文采集到的煤礦自動化控制數據，根據傳輸地址，通過時序控制器脈沖控制預先采集的狀態字節、數據字節以及數據長度。影響數據傳輸的因素主要包括速度和時間，可以通過控制兩個變量不變，控制其他因素變化來實現對煤礦數據傳輸的控制。本文運用PLC系統的可編程性，為設計煤礦自動化技術提供多信道協作功能，避免單信道機制運行過程中存在的風險，從而提高煤礦自動化技術的可靠度[5]。煤礦自動化數據傳輸與處理的具體實現流程如圖1所示。

圖1 煤礦自動化數據傳輸實現流程圖

煤礦自動化數據傳輸的實現意味著能夠確保煤礦自動化控制功能的實現，利用信息化背景，使煤礦自動化采集數據與數據傳輸掛鉤，對控制到的煤礦自動化情況進行對應處理。

2.3 完成基于信息化背景下煤礦自動化技術設計

在完成煤礦自動化數據傳輸后，基于信息化背景的自動化控制功能進行煤礦自動化PLC程序編寫，在編程完畢后使用仿真器進行模擬運行。當煤礦工作方式存在連續或單周期時，選擇手動/自動（連續或單周期）工作方式。在不占用CPU資源情況下，通過控制煤礦機械設備實現對煤礦的自動化控制，以此完成信息化背景下煤礦自動化技術設計。

3 實例分析

3.1 實驗準備

為構建實例分析，實驗對象選取某煤礦。使用本文基于信息化背景設計煤礦自動化技術處理煤礦自動化生產系統信息，將端口連接至計算機，通過MATALB軟件測得其煤礦信息處理速率，記為實驗組，再使用傳統煤礦自動化技術處理煤礦生產系統信息，同樣將采集端口連接至計算機，通過MATALB軟件測得其煤礦信息處理速率，記為對照組。煤礦信息處理速率越高代表同時段內對于煤礦自動化技術的應用效果越好。本次實例分析中，目標煤礦數據采集個數為2 000個，設定區域范圍為（0,10 000），記錄實驗數據。

3.2 實驗結果分析與結論

整理實驗結果如表1所示。

表1 煤礦信息處理速率對比

通過表1可知，本文設計技術煤礦信息處理速率明顯高于對照組，具有實際應用價值，值得被大力推廣。

4 結 論

本文通過實例分析的方式證明了設計的自動化數據采集和傳輸技術在實際應用中的適用性，以此為依據證明此次優化設計的可行性。通過本文設計能夠解決傳統煤礦自動化技術存在的缺陷，但同樣存在不足之處，主要表現為未對本次煤礦信息處理速率測定結果的精密度與準確度進行檢驗，以進一步提高煤礦信息處理速率測定結果的可信度。這一點在未來針對此方面的研究中可以加以補足。