现代化矿井中自动化监控系统的设计与应用研究..doc

现代化矿井中自动化监控系统的设计与应用研究 【摘要】 随着我国开采煤炭技术的发展，一些大型煤矿不断向现代化高产高效、生产集约化方向发展，生产设备及控制配套设施日益先进，为了保障矿井安全、可靠地生产，本文设计了自动监控系统的结构，整个系统由信息层、控制层、和设备层三层体系构成。并详细介绍了该系统中的硬件及软件结构、模拟量的检测实现。系统以工业以太网为核心，实现了各子系统的无缝集成和安全生产实时数据的Web浏览和显示。实际应用表明，该系统能够有效地对矿井进行实时监控，提高了对矿井监控的自动化程度和运行可靠性。 【关键词】煤矿矿井 自动监控 程序 随着我国开采煤炭技术的发展，一些大型煤矿不断向现代化高产高效、生产集约化方向发展，生产设备及控制配套设施日益先进，作为与煤矿安全生产息息相关的煤矿监控技术也在不断完善和提高，已从单一的环境安全监控向全矿井综合自动化监控方向发展。同时随着矿井生产集约化程度的提高，必然要求生产设备工作稳定性和可靠性也需相应提高，这同样也要求对设备工况的监控做到实时、准确和快速。 传统的以人工管理为主的控制管理体系存在人力消耗大，单位人员费效比低，设备管理维护水平低，能源利用率不高，长期存在浪费等一系列问题，为有效地克服这些缺陷，提高企业的综合管理水平，本文以煤炭行业井下监控系统为例，在现代计算机网络技术、现场总线及数据库技术基础之上专门针对煤炭行业的特点设计出基于PLC和组态监控软件的矿井自动化监控系统。 自动化监控系统概况 1、系统简介 全矿井综合自动化监控系统，是一个 1000Mbps亢余工业以太网井上、下自动化控制网络平台，是以工业以太网为核心，整合矿井的各项自动控制系统，通过防火墙与矿级管理系统组成高速统一的整体网络结构，实现了全矿井的管控一体化。 整个系统为信息层、控制层、和设备层三层体系结构。控制层采用工业以太网，设备层采用现场总线，保证了现场子系统的实时性，实现了井上、下皮带运输、通风、排水、井下供点等井下主要安全生产环节和装备运行状况的实时监测和集中、远程控制，有效地提高了矿井生产自动化和管理现代化水平。实现全矿井的统一管理与数据供享。煤矿工业以太网主要由三部分组成：地面部分、井下部分、井下部分及传输信道部分。地面部分由：地面环网接口、监控主机、监控备机、监控服务器、地面数据服务器、防火墙、地面交换机及客户端等组成。井下部分由：防爆交换机、各种监控分站或装置等组成。传输信道由：环网住传输干道、地面网络数据传输通道、井下防爆交换机连接各和种监控分站或装置及传感器的阻燃电缆 2、系统特点 系统各部件全部都采用工业级产品，确保系统24小时连续可靠的运行。工作时整个网络成链状结构，环网亢余，快速建立网络工作拓扑结构以及连接恢复，恢复时间小于300毫秒。系统提供了多种符合国际主流标准的接口方式，便于各种子系统的接入采用B/S结构，基于IE浏览器，客户端零配件。合理实用的分级工致模式，在充分保留各子系统功能特点的基础上，有效的整合子系统，通过严格的认证后，可在任何一台工作站上实现对井上井下所有设备的控制。具有各种数据查询、曲线显示、报表输入、逐级报警、数据分级管理、报警记录、故障记录及完整的事件记录等功能。强大的数据整合及处理功能，为整个矿的现代化综合管理提供数据基础，真正意义上实现全矿井的综合自动化控制管控一体化。系统数据与井下视频数据可实现全面关联：在图形动画（动态图）中可点击浏览当前区域内视频信号，当一区域内瓦斯出现报警或其它参数出现故障，系统自动弹出当前区域内视频信号窗口。系统以工业以太网为核心。实现了各子系统的无缝集成和安全生产时实数据的Web浏览和显示。 3、系统功能 系统以工业以太网为核心，实现了各子系统的无缝集成和安全生产时实数据的Web浏览和显示。系统提供了多种符合国际主流标准的接口方式，便于各种子系统的接入。矿用常见监测系统可通过OPC，DDE，FTP接口安全，准确的接入全矿井中和自动化系统。系统解决了各种安全生产监测监控系统各自独立、相互封闭、传输速率低、不能实现综合业务传输、与企业上层管理信息网络连接困难而导致的信息不能互相共享和融合等问题。实现了矿井各种监控、监测信息的共享、集成、融合信息综合利用，为矿井提供生产、安全层的基于信息融合技术的支持，有效提高了矿井安全生产指挥决策的科学性、有效性。 全矿井自动化系统的数据全面提高，系统随时对井下环境参数（生产参数，设备状况，人员定位）进行区域性综合数据分析与评估，出现异常立即报警，并提示事故处理流程当用户根据流程安全的排除了事故后，系统方自动解除报警。系统数据与井下视频数据可实现全面关联：在图形动画中可点击浏览当前区域内视频信号，当一区域内瓦斯出现报警或其它参数出现故障，系统自动弹出