摘要：現(xiàn)階段，我國礦井自動化平臺中出現(xiàn)了很多問題，自動化平臺的各監(jiān)控系統(tǒng)之間無法實現(xiàn)信息的共享和集成，無法為煤礦企業(yè)決策者和管理人員提供具有時效性的數據支持。目前我國廣泛使用的自動化信息平臺是OPC數據服務器，這種網絡技術可以實現(xiàn)煤礦各系統(tǒng)的信息資源共享。文章主要對礦井自動化平臺的設計問題進行了深入研究。

關鍵詞：礦井自動化；自動化平臺；監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號：TD67 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）01-0104-02

1 我國礦井自動化建設發(fā)展現(xiàn)狀分析

隨著市場經濟的發(fā)展，計算機信息技術的改革和創(chuàng)新，應用于煤礦企業(yè)的自動化系統(tǒng)有很多，如計算機應用系統(tǒng)、礦井監(jiān)測系統(tǒng)、數據監(jiān)控系統(tǒng)、數據維護系統(tǒng)等。但是大多數系統(tǒng)仍存在維護不便和開發(fā)性能差等缺陷，這些缺陷在一定程度上造成了礦產資源的浪費。由于煤礦自動化建設的各系統(tǒng)都存在信息化差異，所以各系統(tǒng)之間的運行信息無法得到及時交流，導致自動化系統(tǒng)運行時出現(xiàn)信息孤島現(xiàn)象。

自動化平臺的信息輔助決策和集中管理無法實現(xiàn)，其自動化礦井就無法完成安全運行，如何解決軟件的缺陷使其系統(tǒng)數據相聯(lián)系是現(xiàn)今技術科研工作者要研究的重要問題。現(xiàn)階段的自動化平臺主要通過光纖進行網絡數據收集，利用煤礦企業(yè)內部的系統(tǒng)網絡平臺（服務器、瀏覽器、客戶機）等多種模式相結合，進行實時數據訪問，供工程管理人員繪制、監(jiān)測、描述各系統(tǒng)設備的工作狀態(tài)，以滿足煤礦安全生產和宏觀調控所需的實際要求。

2 礦井自動化平臺系統(tǒng)結構

煤礦企業(yè)的礦井自動化平臺主要應用的技術有：通信技術、計算機技術、自動控制技術。通過局域網和光纖傳輸系統(tǒng)，將井下開采工程進展和施工信息傳輸至地面的控制中心，由工程管理人員對施工設備進行遠程操作。挖掘數據、施工設備信息、工程信息、監(jiān)測信息等各類信息，都在控制中心的監(jiān)測瀏覽器中實時顯示，網絡終端對不同信息進行不同程度運輸，當顯示數據出現(xiàn)“潛在故障”和工程事故時，控制中心的報警系統(tǒng)會隨機發(fā)出預警、報警指令，并為管理人員提供合理的決策建議，使施工更加合理、穩(wěn)定、可靠地運行。礦井自動化平臺建設涉及到的工程理論有采礦理論、自動化理論、計算機網絡信息工程

學等。

礦井自動化平臺系統(tǒng)結構，由地表控制系統(tǒng)和井下生產監(jiān)控系統(tǒng)組成。監(jiān)控系統(tǒng)的組成硬件有：監(jiān)控主機、PLC、工程人員工作站等；軟件有：監(jiān)控系統(tǒng)各職能軟件、組態(tài)軟件、監(jiān)控軟件、數據顯示軟件、數據分析應用軟件等?？刂葡到y(tǒng)的組成硬件有：數據中心（又稱實時數據庫）、OPC服務器、管理系統(tǒng)、網絡信息服務系統(tǒng)等；軟件有：OPC設計軟件、數據顯示軟件、組態(tài)軟件、數據分析應用軟件等。

OPC服務器是控制中心的核心數據中心，其主要功能有兩個：（1）借助OPC技術實現(xiàn)服務器的子系統(tǒng)連接，并對各子系統(tǒng)的工作數據進行實時采集，完成控制中心對信息數據的管理工作，實時保護工程數據的安全性、穩(wěn)定性、時效性；（2）各系統(tǒng)網絡信息的融合，通過ⅡS來響應外部數據和請求。

3 礦井自動化平臺的數據庫技術

實時數據庫是礦井自動化控制系統(tǒng)的核心軟件，是實時數據管理與共享的主要部件。需要具備以下功能：（1）集成現(xiàn)場總線和各控制系統(tǒng)的設備，使數據庫提供具有統(tǒng)一性、時效性，為數據管理系統(tǒng)提供一個可靠的數據管理平臺；（2）完成施工數據的采集、壓縮、存儲和管理；（3）信息數據的訂閱和查詢等功能。

3.1 數據庫模型

OPC服務器有三層軟件結構：管理層、應用層、接口層，它建立在Windows的應用程序和現(xiàn)場過程控制中心之間的橋梁。工程設備的實時數據信息，通過不同軟件編寫專用接口函數。OPC服務器是一個嵌入式設備驅動程序，使自動化系統(tǒng)平臺具有時效性、開放性、連接性、穩(wěn)定性。

3.2 RTDB的核心結構設計

實時數據庫的核心功能是實現(xiàn)子系統(tǒng)和控制中心的數據連接，為控制中心提供實時決策數據，并對其進行數據分析。RTDB數據結構具有極強的可擴展性和可伸縮性，負責礦井自動化平臺控制中心的多個處理系統(tǒng)，如：事故處理系統(tǒng)、設備維修處理系統(tǒng)、工程任務發(fā)配系統(tǒng)、故障搶修系統(tǒng)、故障維修系統(tǒng)等，可通過安全、靈活的管道連接模式，將點編輯中心、控制臺、官道連接服務臺、組態(tài)工具管理中心等外圍子系統(tǒng)和擴展應用與健壯的運行核心分離。使系統(tǒng)的運行更具可靠性和靈活性。

3.3 OPC數據服務器

OPC服務器是信息自動化平臺系統(tǒng)中典型的現(xiàn)場數據源程序，它可以通過OPC端口對各個系統(tǒng)設備的實施數據進行收集，OPC服務端口是由數據儲存區(qū)、瀏覽器界面、硬件驅動程序、服務器接口等部分組成的，使系統(tǒng)各部分功能互相協(xié)作且有相對獨立。

4 礦井自動化管理平臺

礦井自動化管理平臺應用OPC軟件對其系統(tǒng)接口進行規(guī)范性設計，使管理平臺具有Web瀏覽功能，通過瀏覽器顯示信息的實時數據、動態(tài)圖形、啟停故障統(tǒng)計、趨勢曲線等，實現(xiàn)管理平臺對工程信息數據的分級管理。管理人員通過數據報表、故障記錄、安全登記等措施保證礦井自動化管理平臺的正常運行。礦井自動化管理平臺針對煤礦施工特點環(huán)境還具備增值管理，礦井自動化系統(tǒng)管理平臺結構的具體功能如下：

4.1 施工環(huán)境安全性評價

管理平臺的區(qū)域評價可以通過不同施工環(huán)境，建立環(huán)境安全評估模型，根據施工環(huán)境參數，對其施工危險性進行測評，得出的測評結果具有統(tǒng)計學意義。

4.2 位置定位功能

為防止施工人員在煤礦開采過程中出現(xiàn)危險，管理平臺對每個入井工人進行實時跟蹤監(jiān)測和定位，隨時掌握工人的井下活動和位置，一旦發(fā)生事故，管理人員可以立刻從監(jiān)視器中顯示位置，確定事故現(xiàn)場的詳細情況，并根據具體工人數量（被困人數、遇難人數）和遇難環(huán)境制定合理的搶修方案。

4.3 在線設備管理功能

礦井自動化平臺的設備一般采用在線管理模式，結合設備管理系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)、監(jiān)測管理系統(tǒng)等反映出的數據信息，宏觀調控各施工裝置，也可單獨使用。

4.4 應急預案管理管理

通常情況下，礦井自動化平臺系統(tǒng)都會建立一個針對各種故障的預案庫，并定期對其進行完善和修改。施工過程中出現(xiàn)故障或自動化控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題時會發(fā)出各種提示、預警、報警信號，應急預案管理平臺會自動生成故障處理預案，為現(xiàn)場調度指揮人員提供可靠的、安全的、合理的搶修建議。

5 結語

我國礦井信息化和自動化建設發(fā)展迅速，目前大多數煤礦企業(yè)都相繼成立了獨立的自動化信息平臺。本文通過研究礦井自動化平臺的設計發(fā)現(xiàn)，監(jiān)控中心要實現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的信息共享和集成，就建立實時數據庫，為控制中心提供信息數據支持，以實現(xiàn)礦井的自動化建設。

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作者簡介：孔輝（1983—），男，河南人，神華神東煤炭集團有限責任公司技術員，助理工程師，研究方向：自動化技術在礦井中的應用。endprint