賈海燕

（潞安集團余吾煤業(yè)公司供電科， 山西 長治 046000）

引言

潞安集團余吾煤業(yè)公司由于原有的地面供電系統(tǒng)年限久遠，比較落后，現(xiàn)如今完全不能滿足安全生產(chǎn)的各項要求，同時發(fā)現(xiàn)變壓器以及供電線路都已經(jīng)出現(xiàn)了嚴重的老化現(xiàn)象，致使供電系統(tǒng)出現(xiàn)了許多亟待解決的安全問題，因此必須要對地面供電系統(tǒng)進行全面升級，適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求。

1 煤礦地面自動化供電系統(tǒng)

煤礦地面自動化供電系統(tǒng)指的是煤礦生產(chǎn)所用的電氣設(shè)備要被計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)搭建的平臺實現(xiàn)全部自動化控制，對供電設(shè)備和工作環(huán)境的所有信息進行實時監(jiān)控?，F(xiàn)代化信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)計算機技術(shù)以及計算技術(shù)等多種技術(shù)被包含在煤礦地面供電系統(tǒng)中，在這些現(xiàn)代化技術(shù)的輔助下，建立各種功能于一體的自動化控制系統(tǒng)，對煤礦生產(chǎn)供電的各個環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)測、管理以及控制，并且對供電系統(tǒng)所有的電氣設(shè)備和供電線路實現(xiàn)遠程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，這樣不僅可以不斷改善煤礦供電設(shè)備的工作，而且還可以確保煤礦整體供電網(wǎng)絡(luò)的安全性，對于保證并提高煤炭生產(chǎn)效率有著至關(guān)重要的作用[1]。

2 煤礦地面供電系統(tǒng)的自動化設(shè)計

在煤礦井上供電系統(tǒng)中，各個環(huán)節(jié)供電的要求各不相同，而且配電的分路很多，如此復(fù)雜的供電系統(tǒng)在工作中每時每刻都要反饋很多需要處理的信息，所以還要在控制系統(tǒng)中建立處理各種信息的數(shù)據(jù)庫，并且把各種信息分類，便于系統(tǒng)的管理。之前的電氣開關(guān)絕大多數(shù)都是以繼電器為基礎(chǔ)進行控制，這種開關(guān)如果要對某一條線路進行控制就會操作很復(fù)雜并且可靠性不好，因此要用以PLC為基礎(chǔ)的控制開關(guān)代替以繼電器為基礎(chǔ)的開關(guān)。PLC技術(shù)的優(yōu)勢明顯，它使用計算機編程語言以弱電系統(tǒng)為基礎(chǔ)去控制強電系統(tǒng)，不但可以增強供電系統(tǒng)的可靠性，還可以便捷地控制開關(guān)。依據(jù)煤礦的供電規(guī)章制度，要認真規(guī)劃地面供電系統(tǒng)，以各種現(xiàn)代化技術(shù)的構(gòu)件控制系統(tǒng)，再把必要的硬件設(shè)備配備好，使供電系統(tǒng)更加完善。

煤礦地面供電自動化系統(tǒng)是一種很新穎的自動化控制系統(tǒng)，它主要通過使用計算機網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)和聯(lián)網(wǎng)控制在井上就控制了井下的供電的電氣設(shè)備，由此全面實現(xiàn)煤礦供電的自動化管理。鑒于計算機的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有很強的智能性，要自動控制供電設(shè)備并進行實時監(jiān)控，都需要設(shè)定好程序以及指令，然后把多種先進的技術(shù)融合在一起，實現(xiàn)系統(tǒng)供電的一體化操作。煤礦的地面供電自動化系統(tǒng)在幫助煤礦節(jié)約供電成本的同時，還能及時監(jiān)控供電線路中的電纜、供電設(shè)備、電流輸出的情況，使煤礦供電更加安全。

3 設(shè)計完善的軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

實時數(shù)據(jù)庫是整個煤礦地面供電自動化系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)的核心組成部分，它由以下幾個部分組成。第一部分是設(shè)計組態(tài)數(shù)據(jù)庫。在供電系統(tǒng)中某些特別的配置信息主要由組態(tài)數(shù)據(jù)記錄下來，在設(shè)計時不但要考慮整個系統(tǒng)的功能，還要結(jié)合現(xiàn)在已經(jīng)成熟的技術(shù)降低成本，要用ADO軟件對全部的數(shù)據(jù)源進行統(tǒng)一的訪問，用關(guān)系數(shù)據(jù)庫把組態(tài)信息記錄下來，從而建立起實時數(shù)據(jù)庫。第二部分設(shè)計事件庫，在生產(chǎn)時地面供電系統(tǒng)中總會發(fā)生不可預(yù)料的情況，因此歸于事件數(shù)據(jù)庫的設(shè)計一定要考慮該庫是否可以及時處理突發(fā)的重要事件，如果地面供電系統(tǒng)發(fā)生故障并且報警，一定要及時恢復(fù)系統(tǒng)的正常運行。第三部分是設(shè)計優(yōu)先級庫，為了選擇實時數(shù)據(jù)庫里面的數(shù)據(jù)優(yōu)先級狀態(tài)就要用到優(yōu)先級庫，從而提供依據(jù)給系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)調(diào)度，優(yōu)先級庫在設(shè)計時為了確保供電系統(tǒng)時間的統(tǒng)一，必須要設(shè)定時間。第四部分是設(shè)計歷史數(shù)據(jù)庫，為了減少系統(tǒng)磁盤I/O工作時的負擔(dān)，避免供電系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)的遺失就要儲存歷史數(shù)因此用到歷史數(shù)據(jù)庫，設(shè)計數(shù)據(jù)庫要使用歷史數(shù)據(jù)緩沖技術(shù)，設(shè)計緩沖區(qū)要依據(jù)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的存儲情況和系統(tǒng)內(nèi)存的大小，在設(shè)計過程中運用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，來規(guī)避磁盤的容量太大致使系統(tǒng)崩潰，保證系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)可以正確地存儲并且備份。第五部分是設(shè)計內(nèi)存實時數(shù)據(jù)庫，包含設(shè)計內(nèi)存數(shù)據(jù)庫索引、訪問接口、時間戳和歷史緩沖區(qū)，由于它是系統(tǒng)數(shù)據(jù)實現(xiàn)交互的至關(guān)重要的數(shù)據(jù)庫，因此要結(jié)合實時數(shù)據(jù)的有關(guān)屬性去設(shè)計I/O驅(qū)動為動態(tài)軟件機構(gòu)系統(tǒng)去完成實時數(shù)據(jù)和其他電氣設(shè)備的通訊以及數(shù)據(jù)交換提供了橋梁和紐帶，實現(xiàn)了對供電系統(tǒng)的實時監(jiān)控。實時數(shù)據(jù)庫和I/O驅(qū)動系統(tǒng)始終保持一種各自獨立的關(guān)系，與此同時一定要保證實時數(shù)據(jù)庫具有可靠性和實時性。在設(shè)計I/O驅(qū)動時一定把硬件設(shè)備結(jié)構(gòu)統(tǒng)一抽象出來，因為在供電系統(tǒng)中不同的設(shè)備相對應(yīng)不同的通訊方式[2-3]。

4 現(xiàn)代化關(guān)鍵技術(shù)和先進設(shè)備的引進

在煤礦地面供電系統(tǒng)自動化設(shè)計過程中使用環(huán)網(wǎng)交換機，要選擇井下隔爆型交換機，其標準要符合工業(yè)以太網(wǎng)。在建立煤礦地面自動化供電系統(tǒng)時的決定性設(shè)備是隔爆環(huán)網(wǎng)交換機，它具有以下這些優(yōu)良的性能：輸電范圍比較廣、可以保護過壓的電流、檢修和安裝方便、準確及時地發(fā)現(xiàn)故障位置并且發(fā)出警報、設(shè)置簡單易懂，這樣才可以應(yīng)對煤礦井下惡劣的工作環(huán)境，適應(yīng)潮濕、高溫、粉塵大等情況，能夠?qū)崟r監(jiān)控井下各趟供電線路的情況，保證其穩(wěn)定且安全地工作，同時可以使供電系統(tǒng)和井上設(shè)備很好地連接，使井上的自動化供電系統(tǒng)能夠自動控制并且實現(xiàn)實時監(jiān)測。

為了完成煤礦地面供電系統(tǒng)對供電線路中的電氣設(shè)備和每個供電分路的監(jiān)測，需要把各個分路的檢測信息進行匯總處理，然后需要通過光線或者網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一傳送到控制平臺，這時必須要在煤礦地面供電系統(tǒng)自動化設(shè)計中使用綜合接入網(wǎng)關(guān)，使煤礦井下控制系統(tǒng)的傳感器可以相互連接，井下供電控制系統(tǒng)的封閉狀況得到改變必須要設(shè)置綜合網(wǎng)關(guān)接入。選擇嵌入式控制器、ARM9內(nèi)核和Wind River實時多任務(wù)的操作系統(tǒng)Vx WORKS來設(shè)計綜合接入網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，使用通信協(xié)議的層次模型去兼容通用TCPPIP的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，為了完成不同的總線和系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)可以透明傳輸，必須建立網(wǎng)絡(luò)的通訊隧道，從而設(shè)計完成綜合接入網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)。與此同時，要事先把不同的數(shù)據(jù)劃分優(yōu)先級，去滿足煤炭的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)對供電控制實時性的嚴格要求[4-5]。

5 結(jié)語

潞安集團余吾煤業(yè)公司為了企業(yè)可以朝更好的方向發(fā)展改造了原來比較落后的地面供電系統(tǒng)，確保了全礦井的生產(chǎn)安全，減少了很多的安全隱患。把數(shù)據(jù)庫、智能-人工信息判別、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及計算機PLC控制技術(shù)等先進的軟件技術(shù)構(gòu)件作為基礎(chǔ)控制供電系統(tǒng)，使系統(tǒng)的安全性又上一個臺階。建立煤礦地面自動化供電系統(tǒng)軟硬件主要以MRTDBS實時數(shù)據(jù)庫、I/O驅(qū)動接口以及和VB編程語言控制軟件等為基礎(chǔ)。這些技術(shù)的綜合應(yīng)用是煤礦供電系統(tǒng)的一個重大飛躍，是煤礦實現(xiàn)現(xiàn)代化礦井的必經(jīng)之路。