信息新技術在礦山皮帶集控系統中的綜合應用分析

摘 要：當前礦井下的皮帶運輸控制模式，很多采用的都是一種單系統模式，不僅控制廠家比較多，同時由于系統的兼容性比較差，在無法形成控制網絡的情況下，很難對皮帶運輸做出集中控制。針對這些當前礦山皮帶運輸中的不足，需要結合新時期的信息技術，通過一種集中控制系統的建立，實現礦山皮帶運輸過程中的自動化和信息化。基于此，通過對信息技術視角下礦產皮帶集控系統的分析，提出一定的應用過程中，希望給相關人員提供一定借鑒。

關鍵詞：信息新技術;礦山皮帶集控系統;應用;分析

0 前言

礦山皮帶集控系統利用信息化技術，可以充分發揮信息數據的作用，讓整個釆礦皮帶集控系統保持先進性、可靠性、安全性，在礦產運輸使用中不僅安裝維護簡單，同時有著較高的運輸效率。因此對信息新技術在礦產皮帶集控系統中的應用進行分析，有著重要的研究價值[1]。

1 信息技術下礦山皮帶集控系統概述

由于信息技術下礦山皮帶系統屬于集中控制的性質，所以在構成上，下位機需要有著抗干擾能力強、性能穩定可靠、開放性好、控制手段靈活以及管理功能豐富等優勢。并且還需要配備相應的閉鎖保護裝置、網絡攝像機以及相應的報警裝置等。并且集中控制之間的自動化還往往需要實現很多通訊信息的交互，所以需要在控制箱之間設置出相應的通訊總線，從而將所有的控制數據都集中到控制箱當中。然后會通過互聯網將控制箱數據上傳到集控室中，從而實現對礦山皮帶系統的集中控制。另外在這一過程中需要注意采用光纖為主要通信介質，才能滿足對釆礦生產現場過程數據存儲性的要求。

另外對于礦山皮帶集控系統中信息技術的運用來說，雖然現場總線能夠為集中控制帶來很大的方便以及優越性，但同時由于采礦現場的總線標準過多，無法滿足所有廠家的需求。所以在礦山皮帶集控系統中于運用信息技術互聯網傳輸，能夠很大程度上提高系統的通用性和兼容性，讓集控系統的具體應用變得更加具有適應能力以及拓展性。而從主要構成來講，其中上位機主要由工控機、不間斷電源以及打印機所組成。而通過系統集控室可以對礦山生產現場的所有信息都進行掌握，做到工業控制，對現場的各種情況都進行及時處理。并且通過信息技術，集控室中有關釆礦生產現場的視頻畫面，可以對皮帶的運輸狀態進行實時監控，從而減少一些不必要的事故，對于集中控制有著重要意義[2]。

2 現場環形數據總線實現過程

2.1 EAPS概述

隨著城域網中信息技術網絡應用的不斷加深，當前二層網絡的規模也在不斷擴大，而一些常用的傳統生成樹技術，無論是收斂速度還是擴展效率上都還存在不足。而這種EAPS技術則可以很好的解決這一問題，在具體保護協議上，其形式主要是一個特殊的鏈路層協議，從而構建出環狀的信息網絡。這樣即便是在鏈路中斷的情況下，信息環網的各個節點也可以在很短的時間內就恢復通信，從而更好的滿足電信級別的收斂速度以及網絡的冗余備份要求。是礦山皮帶運輸機信息技術應用的重要支撐。

2.2 基本原理

通過EAPS技術在礦山皮帶運輸機控制總線技術上的增強應用，往往可以具有<50ms的保護倒轉能力，從而可以用一種較低的成本來維護整體運輸過程中電信級的網絡可靠。這種EAPS技術的作用發揮，主要依賴其獨立的環狀組網方式，雖然對環節上的具體節點沒有數量限制，但是這種節點的具體數量會直接影響故障時的收斂時間。并且無論節點數量如何，一般在環上都只會有一個主節點，其他都為附屬節點[3]。另外主節點在和環狀網絡連接過程中，一般有一個是主端口，而另一個則為次端口。在主節點沒有受到相應的幀信號時，主節點就會進入一種環路故障狀態，此時主節點就會利用次端口，向環路上的所有節點都發發送出相應的控制報文。而當這種環狀信息網絡上的傳輸節點發現有端口出現故障時，一些節點應該立即向主節點發送出相應的控制幀。主節點在受到控制幀信號以后立即快速作出反應，進入到環路故障狀態，同時打開次端口。并且在這一過程中主節點還需要對FDB表保持定期刷新，同時向信息環狀網絡上的其他節點發送出相應的FDB表控制報文，幫助各個節點來學校新的拓撲，實現EAPS有效應用。

2.3 環狀信息網各個節點實現過程

首先在環正常狀態時，此時主節點上的次端口在邏輯上會對業務數據產生一種阻塞，這樣可以確保控制數據和業務數據之間都能夠按照一種正確的路徑進行傳輸。其次在環故障狀態上，當某一個傳輸節點在運行過程中，檢測到了任意一個端口出現故障以后，立即通過控制VLAN的方式向主節點發送出相應的控制報文。當主節點受到控制報文以后，就會理解進入故障狀態從打開次端口。并且主節點會同時刷新出FDB表，然后再向其他節點發送出控制報文，讓其他節點也能跟隨更新FDB表，刷新完畢以后，每個節點都會開始學習新的拓撲結構。

此外在環檢測上，主要是指由用戶設定出相應的時間間隔，然后主節點會向VLAN發送出相應的幀數指令，如果此時環是一種完整狀態，那么次端口就會收到health-check幀[4]。并且在收到以后次端口還會對故障周期計時器進行重置。這種時間通常也是用戶自行定義，但是需要住址時間的科學合理，如果計時太短有可能導致誤判，而如果計時太長則會導致時間過長。只有科學定義故障周期計時器，才能讓環保持為一種正常狀態。而如果主節點的次端口在沒有受到這種幀的情況下，此時就會自動改變為故障狀態，并且打開次端口。同時系統的輪詢機制會提供出相應的備份，防止這種幀的丟失。

2.4 環恢復

在整體信息環狀網絡處于故障狀態時，一些主節點仍然可以周期性的在主端口上對相關報文進行表達，這樣一旦當環狀網絡恢復狀態時，“health check”幀就會在次端口上被接收到，這就主節點就會回到正常狀態。并且次端口在邏輯上也會阻塞一些非控制報文，在刷新FDB表的同時，將這些報文發送到相應的傳輸節點上，這樣就可以幫助其重新學習拓撲。另外在傳輸節點檢測到恢復和主節點檢測到恢復時，此時次端口依然是一種打開的狀態，這樣環狀網絡中不同的端口就會收到相同的數據幀，導致拓撲上產生環路。為了避免這種情況發生，通常傳輸節點會將一些剛恢復的端口臨時置于一種阻塞狀態，并且對其進行記錄。同時將一些節點轉到“預轉發”的狀態。當這種狀態的節點收到相應的報文時，就會更新FDB表，并且將環轉移到正常狀態，完成環恢復[5]。

3 結語

綜上所述，信息新技術在礦山皮帶運輸機上的應用，可以以一種環形數據總線的方式來對傳統的工業級控制網絡進行替代，有著技術和結構上的天然優勢。 在實際應用過程中，不僅保證了數據傳輸之間的穩定性，并且當某一節點異常斷掉時，這種環網的修復時間較短，提高了現場的適應性，從而讓礦山皮帶運輸集控系統的效率和穩定性有著明顯提高。

參考文獻：

[1]楊毅.物聯網技術在煤礦綜合信息化建設中的應用分析[J].山東工業技術，2017（15）：35-36.

[2]趙輝.PLC技術在煤礦皮帶運輸系統中的應用[J].中國新技術新產品，2016，No.319（09）：16-17.

[3]朱贊祥，顏國勇.皮帶機集控系統在東懷煤礦的應用[J].企業科技與發展，2016，No.413（03）：111-114+118.

[4]呂圣潔.PLC技術在煤礦皮帶運輸系統中的應用探析[J].中國戰略新興產業，2018，No.164（32）：132.

[5]牛明遠.礦用皮帶機變頻電控系統在煤礦中的應用[J].山西能源學院學報，2018，v.31;No.124（03）：34-36.

作者簡介：

陳衛芳（1988-），男，山西晉中人，學歷：本科，現主要從事綜采自動化工作。