物聯網技術應用于煤礦智能化系統中的方法分析

白亞軍

[摘? ? 要]在現代經濟建設過程中，煤礦產業對國家整體經濟水平具有很大的影響，相關單位需要對其進行深入分析。煤礦生產在開展具體工作時，科學構建智能化系統是其高質量有序開展的重要保障。在具體建設智能化系統時，科學應用物聯網技術能夠有效提升建設效果，確保智能化系統運行的有序性和高效性。文章對物聯網技術在構建智能化系統中的應用進行了分析，從系統配置，系統結構，系統特點，接入方式，系統功能，系統感知六個方面進行了論述。提出了應用物聯網技術的具體方法，進行了具體應用策略的研究，實現了實時檢測的效果，對煤礦開采過程中的監管問題進行有效解決。

[關鍵詞]物聯網技術;煤礦生產;智能化系統;應用方法

[中圖分類號]TD82 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）09–00–02

[Abstract]In the process of modern economic construction， the coal mine industry has a great influence on the overall economic level of the country， and relevant units need to conduct in-depth analysis on it. In the specific work of coal mine production， the scientific construction of intelligent system is an important guarantee for its high-quality and orderly development. In the specific construction of intelligent system， the scientific application of Internet of Things technology can effectively improve the construction effect and ensure the orderly and efficient operation of intelligent system. This paper analyzes the application of Internet of Things technology in the construction of intelligent system， and discusses from six aspects： system configuration， system structure， system characteristics， access mode， system function and system perception. The specific method of applying Internet of Things technology is put forward， and the specific application strategy is studied. The effect of real-time detection is realized， and the supervision problems in the process of coal mining are effectively solved.

[Keywords]internet of things technology; coal mine production; intelligent system; application method

煤礦智能化系統在生產過程中，科學應用物聯網技術具有重要的價值，可以確保系統運行的有序性和高效性，進而確保能夠更為高效地開展煤礦開采工作，保障相關人員的工作質量和工作效率，使煤礦開采工作具有更高的安全性，推進我國現代煤礦智能化發展。為了進一步明確煤礦生產在建設智能化系統中如何更為高效地應用物聯網技術，特此進行本次研究活動，為國家經濟水平的全面提升創建良好的條件。

1 物聯網技術特性

在煤礦工程建設過程中應用物聯網技術時，首先需要對其各個物體設置信息標識機制，使其與物聯網中的信息節點實現關聯，進而確保能夠在系統內及時整合物體具體運行過程中產生的所有信息。掃描技術，定位技術，識別技術和傳感器技術是實現物聯網體系的重要基礎，通過全面監督事物本體，采集出該系統中相關事物具體運行時需要應用的各項信息。科學應用物聯網技術可以在不同物體之間設置信息傳輸通道，通過對其各項數據進行整合分析，實現萬物互聯。企業在對其進行具體應用時，可以通過設定局域網內部相關參數，確保某一區域數據可以實現互聯，保證在系統數據庫內精準傳輸在局域網下人們行為和事物所出現的信息，進而確保高效率，整合各項數據對其進行科學運算。物聯網技術是5G商用發展的重要技術，5G技術的科學應用可以為現代人們生產生活帶來一定的便利條件，而物聯網技術的發展為5G創造了充分的展示舞臺。此時，5G的科學應用可以有效落實智慧開采、車輛聯網、智能運輸、智慧洗選、智慧監控，進而保障物聯網技術的作用可以得到最大程度的發揮。

2 煤礦智能化系統中應用物聯網技術的重要價值

通常情況下，煤礦開采工作存在較大的安全風險，由于礦井環境具有較高的復雜性和惡劣性，所以在具體進行礦井開采時，需要對安全工作加強重視。煤礦企業需要科學建設安全監測網絡，并對其進行合理完善，確保能夠全面監測煤礦開采工作，進而保障能夠對其進行更為有效的安全管理，對煤礦開采工作人員的生命安全進行有效保障。與此同時，在我國現代煤礦行業發展中，必須對現代信息技術進行合理應用，為我國煤礦行業的進一步發展創造良好的條件，使其實現更高的持續性。煤礦企業在具體構建安全監測網絡時，物聯網技術可以為其提供必要的技術保障。一般情況下，在物聯網技術中存在大量核心技術，對其進行合理應用，能夠在煤礦生產控制，安全管理等層面，智能化系統構建基礎框架，從而實現行業生產控制水平的有效提升，保障煤礦生產效率，確保煤礦開采工作的有序性和高效性。

3 物聯網技術具體應用

3.1 系統配置

煤礦行業在進行智能化系統的構建時，物聯網技術的科學引入可以對煤礦開采時出現的各種問題進行更為有效的解決。在對其進行具體應用時，需要科學改造井下生態系統，然后科學設計和應用電氣設備系統，同時還需要對其通風系統和監控系統進行合理優化。此時，相關子系統能夠同時進行匯總監測工作，保證煤礦企業能夠對電氣設備具體運行狀況和井下開采環境實時把握。5G技術的到來使物聯網技術可以實現更高的通信效率，可以使其信息匯總和信息傳播的速度不斷加快。煤礦生產單位在利用物聯網技術進行智能化系統的設計時，系統防火墻，信息采集裝置，核心交換機和信息存儲服務器是信息系統架構的主要內容，其中核心交換機能夠交換主干網絡數據，而其他組成則可以確保智能化系統具有更高的安全性能，有效攔截外來信息。

在智能化系統內，還需要進行相關數據庫的合理配置，與此同時，通過科學引進5G通信技術，可以實現系統通信性能的進一步增強。煤礦企業在開展日常工作時，為了對其通信質量進行更為有效的保障，需要合理應用光纖。在地面合理設置污水處理系統，人員定位中心，視頻中心，監控中心和變電站等，相關系統可以接入地面控制中心，在礦井下還需要進行給排水系統科學設置配電系統與皮帶運輸系統，此時，可以在地下環網中直接接入，可以確保數據傳輸的安全性與可靠性，進而使其系統操作具有更高的便攜性。

3.2 系統結構

煤礦生產在利用物聯網技術構建智能化系統時，具體包括控制層，信息層和設備層，不同層面具有不同的職能。其中，設備層可以有效連接和科學管理網絡中的設備和控制層，而控制層可以實時傳輸網絡數據，同時具備報文傳送和閉鎖等功能。5G技術的科學應用，可以使其管理人員實時監控井下工作，對其進行遠程管理，實時掌握各部門工作的具體情況，并對其進行嚴格管理。信息層能夠有效落實編程控制，保障煤礦企業之間能夠利用物聯網進行通話。

3.3 系統特點

（1）科學應用交換機，可以對其環保冗余進行有效保障，進而保障能夠對其生產數據進行更為有效的傳輸。與此同時，還需要在系統內部進行相關服務器的合理配置，確保能夠全面采集安全信息。相關工作人員通過對該服務器進行合理應用，可以對其相關子系統以往生產中產生的各項數據實時查詢，并對其進行實時記錄，進而確保能夠對煤礦生產環境進行更為科學的分析。此外，企業通過科學引進物聯網技術，能夠使用戶實時查詢與全面瀏覽各項數據。

（2）在煤礦具體生產中，物聯網技術的合理應用，可以確保煤礦智能化系統運行具有更高的安全性。

（3）煤礦生產通過合理應用物聯網技術，能夠對其安全性進行更為有效地保障。通過科學設置防火墻，合理安裝殺毒軟件，可以有效預防病毒攻擊，同時還可以避免非法用戶入侵。在煤礦生產進行智能化系統建設時，需要對雙重架構進行合理應用，確保可以對其各項數據進行更為高效地傳輸。

3.4 接入方式

在現代煤礦生產過程中，通過物聯網技術進行智能化系統的合理構建，需要針對不同子系統設置不同接入方式，在將其接入網絡單元時，需要對大協議進行合理應用，確保服務器能夠直接交換相關數據。在實時存儲相關數據并對其進行合理調用時，動作面橋接是其實現的主要方式。地面控制中心和其他數據庫，則需要進行WinCC組態軟件的簡單開發，能夠大大降低連接難度。在煤礦生產進行井下通信時，通常選擇利用CAN總線，此時需要對數據進行實時采集，所以不能直接利用以太網進行機內連接，而是在轉換之后，再將數據統一傳輸到信息采集服務器。

3.5 系統功能

煤礦生產在進行智能化系統的具體構建時，其系統通常具有以下3項功能。

（1）可以集中控制工作面子系統，此時組態軟件的科學應用，能夠使系統充分發揮各項功能，進而保障電氣設備可以正常使用啟動功能，復位功能，停止功能和測試功能。地面控制中心在開展日常工作時，需要對組態軟件進行科學應用，確保能夠有效保護各項電氣設備，進而保證能夠遠程編程對其各項故障進行有效排除，實現運行狀態的合理切換。而且在系統內部，還可以集中式監控主風機的相關運行參數，具體包括風機入口靜壓，風機溫度，流速，電機功率和運行頻率等。

（2）顯示功能。通過科學應用智能化系統，能夠全面展示各個子系統的各項運行信息。例如，泵房，膠帶機，變電站，工作面，風機等。同時，當某個系統內部有故障出現時，系統能夠迅速報警，此時檢修人員能夠進行及時有效的處理。將該系統和變電站檢測有效結合，能夠對其變電設備的運行狀態和各項參數進行全面展示。此時現場工作人員可以針對實際情況實施遠程分合閘操作，并對設備的功率、電流以及電壓正常顯示。系統在進行井上變電站檢測時，還可以全面展示變電設備各項參數和運行狀態，相關工作人員可以根據實際運行情況進行遠程合分閘。

（3）故障診斷功能。物聯網技術的合理應用，可以系統智能化診斷工作面內相關子系統的運行故障，進而確保能夠準確分析故障成因和故障位置，然后通過語音報警向檢修人員提醒，對其進行及時處理。在具體運行該項系統時，系統可以對其故障進行匯總，隨后將其存儲在系統內部。此時，管理人員能夠對其歷史故障記錄進行深入分析，并對其進行科學查詢。為了確保智能化系統具有更高的安全性能，還需要進行礦用防爆設備的合理應用，將其作為連接設備。5G技術的合理融入，可以對其連接效果進行更為有效的保障，相關人員需要對其進行深入分析。然后利用協議和標準化接口保障相關子系統可以實現正常通信，進而實現完整系統的有效形成。在該系統內信息集成平臺是其核心要素，而OPC協議和WinCC組態團建能夠無縫連接各個工作面的相關子系統。

3.6 系統感知

通常情況下，在實現系統感知時，需要將運行數據信息作為各項工作的重要基礎，有效連接主干網絡和感知網絡，保證數據鏈路層能夠向井下和井上進行數據傳輸服務的精準提供。實現該類感知功能，確保物聯網體系具有更大的覆蓋范圍，然后進行系統檢測功能的科學設定，此時物聯網體系能夠對其設備運行狀態實時分析，進而保障井內發生危險情況時，可以及時向井上系統報警，進而使其人力資源投入得到有效控制，確保井下生產工作具有更高的安全性。

4 結束語

煤礦生產在建設智能化系統時，通過科學應用物聯網技術，能夠合理優化系統配置和系統結構，完善系統特點，改進系統接入方式，強化系統功能和系統感知，從而實現煤礦開采工作的進一步發展。使其具有更高的開采效率，保障相關人員能夠更為有序地進行煤礦開采工作，提升整體工作效率，保證我國煤礦生產建設能夠得到更大的發展。

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