探析煤矿综合自动化系统架构和实施

时间：2024-05-20

陈列

（国家安全生产监督管理总局通信信息中心,北京 100013）

现阶段随着人们生活水平的不断提升，对于煤炭的需求量也在不断增加，所谓的煤矿自动化系统，是在地面或者井下，用智能系统进行设备控制，从而实现了接入子系统的监视和对部分子系统的远程集中控制，这对于煤矿行业的发展有很大作用。

1 煤矿综合自动化系统和实现的目标

1.1 接入子系统

煤矿综合自动化系统主要包括调度通讯系统、行政通讯系统、井下无线电系统、矸石山系统以及接入子系统等，上述的系统都必须接入子系统。

1.2 控制、监视子系统

现阶段煤矿综合自动化系统中可以实现控制子系统主要包括：地面主变系统和用户变电系统、井下配电和变电系统、地面压风系统以及井下运输信号封锁系统等。可以实现监控的子系统主要包括：瓦斯监控系统、井下采煤系统、井选煤系统、井下送分系统以及井下降温系统等。

1.3 采煤项目的目标和实现措施

对于煤矿综合自动化系统进行仔细分析讨论，有很大作用，例如，可以减轻采煤工人的劳动强度、提升采煤的安全性、提升采煤的效率，合理地利用采煤措施，能够达到理想的水平。

2 煤矿综合自动化系统实施前提

煤矿综合自动化系统实施前提主要包括三个方面：煤矿综合自动化系统实施前提必须能够提升员工的综合素质，能够对煤矿接入子系统进行维护、操作以及故障排除等；借鉴国内外先进的技术经验，根据自己单位的实际要求，制定一套科学合理管理制度和安全保障体系；对煤矿综合自动化系统的控制平台位置要合理的选择。

3 探析煤矿综合自动化系统架构及实施

煤矿综合自动化系统采用100M以太网网络技术，分别控制内网环境和外网环境。采用网闸、防火墙以及杀毒墙等设备进行病毒安全清除；并且采用单向性进行数据信息防护，从而防止黑客进行网络攻击；综合核心系统彩用双机冗余技术进行系统保护。探析煤矿综合自动化系统架构主要包括三个层面：接入层、控制层以及信息层。

3.1 煤矿综合自动化系统架构的接入层

接入层主要控制各个智能子系统的接入。接入层为各个子系统提供RJ45、RS485等总线接入口，使各个资源成功地接入到以太网中，并且采用IF-ix、RSView等SCADA软件程序接口，把子系统接入到综合自动化系统的集成平台。数字化视频接口需要通过RJ45网络接口，接入到以太网中，并且把视频软件编码上传到服务器。

3.2 煤矿综合自动化系统架构的控制层

（1）副井监控系统。副井监控系统采用智能化监控系统，主要包括传动系统、监视系统、上位机PC系统、上下井监控系统、操车系统以及闸控PLS系统等，这些系统和煤矿综合自动化系统架构进行连接，可以在上位机PC系统和监控PLS系统上读取数据信息。如果采用上位机PC系统和以太网系统进行直接连接，就可能导致病毒侵入以太网中。因此可以采用监控PLS系统+PLS方式进行网口接入。

（2）压风机系统。在每个煤矿上都设置有多台压风机，如果采用PLC分别进行控制，能够增加一台PLC结构网关，把PLC结构网关到监控PLS系统能够实现远程控制。因此，如果采用远程就地按钮，对于压风机和采煤人员都安全都有很大保障。

（3）井下综采系统。井下综采系统具有三套设备，并且控制系统、信息传递系统类型有很大差异，因此，可以采用二次集成的方式进行控制。每一个子系统都具有网关功能的智能设备，通过二次集成对子系统进行集成，最后通过网关提供的接入口，能够接井下综采系统接入综合自动化系统。

（4）胶带机系统。由于每台胶带机都具有自己的系统接入口，把每台胶带机系统连接起来。然后再尽可能采用远程就地操作按钮进行胶带机控制，根据煤炭流动的方向，在每台胶带机系统增加PLC程序，能够将胶带机系统合理的控制，不仅可以提升设备工作的效率，对于设备的安全也有很大作用。

（5）井下主排水系统。采煤井下有多台排水泵系统，在这些排水泵系统增加一个网关接口，就可以接入智能系统进行远程控制。为了确保人员安全，可以接入设计相应的控制就地按钮进行远程操作。但是必须在明确井下水位的情况下，才能进行远程控制，避免不安全情况的发生。

（6）选煤系统。选煤系统的设备较多，并且工艺较为复杂，可以通过控制主PLC系统实现对多台选煤设备的接入和集成。另外，为了提升选煤系统，可以将选煤系统和装车系统进行合并，且接入控制系统中，接入时注意从接入系统进行接入，防止网络被黑客攻击。

3.3 信息层面

信息层面对接入系统和控制系统传入的数据信息进行共享。信息层面属于外网，核心系统设备通过双机冗余技术进行隔离，只是从控制层面读取数据信息，与防火墙和杀毒设备进行连接，能够为矿井中的各个管理人员做到信息共享。信息系统能够通过数据库向用户提供各个方面的信息资源，例如，子系统运行图、报警数据以及井下的视频图像等。对所有的数据信息进行储备，使煤矿综合自动化系统更加完善。