礦井綜合生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)探究

王玉龍

摘? 要：礦井開采是我國礦業(yè)資源主要生產(chǎn)方式，為保證礦井安全高效生產(chǎn)，各種高科技設(shè)備、技術(shù)開始在礦井企業(yè)中廣泛運(yùn)用，綜合生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)也在此背景下開始出現(xiàn)并使用。該文將以系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢分析為切入點(diǎn)，通過對系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)的介紹，對礦井綜合生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行全方面探究，期望能夠?yàn)樯a(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用提供一些理論方面的參考。

關(guān)鍵詞：經(jīng)濟(jì)效益;綜合生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng);建設(shè)目標(biāo);礦井;監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號：TD67? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

傳統(tǒng)礦井生產(chǎn)自動(dòng)控制多以單臺(tái)設(shè)備控制為主，人機(jī)交互以及集成化程度并不理想，存在著多臺(tái)機(jī)電設(shè)備無法集成在同一控制程序中的狀況，無法達(dá)到整體控制效果。同時(shí)，因?yàn)閱螜C(jī)控制運(yùn)行較為獨(dú)立，所以在生產(chǎn)出現(xiàn)問題時(shí)，也很難展開統(tǒng)一協(xié)調(diào)調(diào)度，這對于生產(chǎn)以及管理而言，都是十分不利的，設(shè)備間很容易出現(xiàn)不兼容的問題。為了妥善解決各項(xiàng)問題，保證生產(chǎn)自動(dòng)化控制效果，綜合生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)（以下簡稱自動(dòng)化系統(tǒng)）開始投入使用。

1 系統(tǒng)優(yōu)勢

傳統(tǒng)信息管理系統(tǒng)多是以上層業(yè)務(wù)流程為基礎(chǔ)，展開企業(yè)業(yè)務(wù)流程管控的，更加注重業(yè)務(wù)執(zhí)行以及資料流轉(zhuǎn)準(zhǔn)確性，對下層工業(yè)控制系統(tǒng)具體控制方式考慮相對較少，會(huì)對生產(chǎn)管控形成一定影響。而綜合生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)更加注重生產(chǎn)層面細(xì)節(jié)控制，會(huì)按照生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，對設(shè)備運(yùn)行狀況以及生產(chǎn)效率等展開分析，數(shù)據(jù)收集較為及時(shí)、全面，整體設(shè)備聯(lián)動(dòng)協(xié)調(diào)效果也較為理想，可有效消除傳統(tǒng)單機(jī)控制模式所存在的應(yīng)用弊端，做好人機(jī)交互以及集成化管理等操作。在數(shù)字化、信息化技術(shù)的支持下，礦井監(jiān)控體系建設(shè)也變得更加完善，自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對井下監(jiān)控系統(tǒng)的有效整合，設(shè)備兼容性能會(huì)更加理想，所發(fā)揮出的監(jiān)控效能也會(huì)更加理想，這對于系統(tǒng)維護(hù)、應(yīng)用可靠性提升以及信息傳輸與分享而言，都是極為有利的。

在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)、監(jiān)控檢測技術(shù)以及生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)不斷趨近于成熟的今天，在礦井企業(yè)展開自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)，構(gòu)建統(tǒng)一性管理平臺(tái)，可達(dá)到良好的信息融合、檢測與生產(chǎn)管理效果，可實(shí)現(xiàn)對不同生產(chǎn)系統(tǒng)與生產(chǎn)輔助系統(tǒng)信息的動(dòng)態(tài)跟蹤與處理，能夠?yàn)樯a(chǎn)管控以及企業(yè)決策制定提供重要依據(jù)。

2 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

自動(dòng)化系統(tǒng)主要是由監(jiān)控檢測系統(tǒng)等部分組成的，通過對系統(tǒng)的科學(xué)運(yùn)用，可在現(xiàn)有控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行高效、穩(wěn)定的綜合信息管理平臺(tái)構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)對獨(dú)立監(jiān)控系統(tǒng)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的有機(jī)整合，保證數(shù)據(jù)集成效果以及運(yùn)用效果，確保信息潛在價(jià)值可以得到最大限度的挖掘。同時(shí)系統(tǒng)建設(shè)需要滿足設(shè)備信息收集以及監(jiān)控要求，應(yīng)通過對系統(tǒng)的合理運(yùn)用，將視頻監(jiān)控與信息收集等有機(jī)結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)對全礦井生產(chǎn)情況的遠(yuǎn)程監(jiān)控，以便及時(shí)將實(shí)時(shí)信息反饋到各級決策者處，幫助決策者掌握井下生產(chǎn)實(shí)況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對全礦井生產(chǎn)的高質(zhì)量管控

3 綜合生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1.1 系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)思路

按照礦井生產(chǎn)要求，系統(tǒng)建設(shè)主要分為3個(gè)模塊，即綜合生產(chǎn)分析評估系統(tǒng)、生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)以及管控一體化平臺(tái)。系統(tǒng)建設(shè)需要將礦井通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)以及工業(yè)電視監(jiān)視等系統(tǒng)有機(jī)融合在一起，從而實(shí)現(xiàn)對全礦井各設(shè)備運(yùn)行以及生產(chǎn)環(huán)境的高質(zhì)量監(jiān)測。

3.1.2 監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)監(jiān)測，主要由生產(chǎn)過程監(jiān)測系統(tǒng)以及監(jiān)控子系統(tǒng)組成，能夠?qū)崿F(xiàn)對井下生產(chǎn)的全面監(jiān)管，是保證管理工作開展針對性以及有效性的重要模塊。其中系統(tǒng)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式以及應(yīng)用技術(shù)較為多元，可以PLC系統(tǒng)、PC分布式系統(tǒng)以及其他系統(tǒng)為基礎(chǔ)，科學(xué)地進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)建，完成綜合化信息監(jiān)控層網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。例如，可以通過在采煤機(jī)上展開雙向調(diào)制解調(diào)器的方式，對采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)收集與處理，進(jìn)行設(shè)備遠(yuǎn)距離監(jiān)控。同時(shí)還可以通過和工作面運(yùn)輸機(jī)、液壓支架實(shí)施聯(lián)動(dòng)與交互的方式，對采煤機(jī)設(shè)備展開監(jiān)控，進(jìn)而做好井下安全參數(shù)檢測，保證采區(qū)工作面提升機(jī)、采煤機(jī)械以及運(yùn)輸機(jī)等設(shè)備監(jiān)控效果，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行異常，做好異常處理。此外，運(yùn)用監(jiān)測系統(tǒng)也可通過對環(huán)境數(shù)據(jù)的收集，確定井下施工環(huán)境是否安全，能夠?yàn)榫伦鳂I(yè)環(huán)境安全性管控提供可靠數(shù)據(jù)支持。

3.1.3 管控一體化平臺(tái)

該模塊是自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)的重要內(nèi)容，能夠?qū)⑸a(chǎn)評估系統(tǒng)與生產(chǎn)監(jiān)控檢測系統(tǒng)科學(xué)地連接在一起，形成集成化、集中化管控模式，可為生產(chǎn)管控工作開展提供有效服務(wù)。平臺(tái)具體功能主要體現(xiàn)在8點(diǎn)。1）控制生產(chǎn)調(diào)度。主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)子系統(tǒng)集中監(jiān)控，會(huì)對提升系統(tǒng)、工作面以及供電系統(tǒng)等系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理與儲(chǔ)存，并會(huì)以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)集成以及集中調(diào)度管理，可對多業(yè)務(wù)系統(tǒng)展開聯(lián)合調(diào)度與控制，例如在出現(xiàn)瓦斯報(bào)警時(shí)，調(diào)度屏幕上會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)設(shè)備監(jiān)控畫面以及區(qū)域相關(guān)電力監(jiān)測畫面，調(diào)度人員可通過對畫面的觀察，迅速做出判斷并完成相應(yīng)處理，可在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對報(bào)警的精準(zhǔn)分析。2）管理地測信息。會(huì)通過對各種先進(jìn)技術(shù)的運(yùn)用，對地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)、地層數(shù)據(jù)以及斷層數(shù)據(jù)等地測數(shù)據(jù)以及圖形展開綜合性管理，以供相關(guān)人員使用。3）安全管理。需要負(fù)責(zé)生產(chǎn)相關(guān)安全信息檢測，像人員定位、瓦斯溫度以及井下通風(fēng)情況等。4）供給管理。所有原材料采購設(shè)計(jì)與實(shí)施管控，輔助原材料計(jì)劃設(shè)置與執(zhí)行等，都屬于供給管理內(nèi)容，是保證生產(chǎn)投入合理性的重要手段。5）人力資源管理。主要負(fù)責(zé)人員操作管控、人員生產(chǎn)組織以及人員編制等，是生產(chǎn)管控不可忽視的重要內(nèi)容。6）質(zhì)量管控。在進(jìn)行質(zhì)量管理時(shí)，需要做好全面質(zhì)量管理以及產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控與分析等操作。7）財(cái)務(wù)管理。資產(chǎn)管理、財(cái)務(wù)計(jì)劃以及成本核算監(jiān)控等，均屬于財(cái)務(wù)管理內(nèi)容。8）物理管理。會(huì)對原料、產(chǎn)品運(yùn)輸，生產(chǎn)物料儲(chǔ)存等展開監(jiān)測與管理。

3.1.4 綜合分析評估系統(tǒng)

該模塊主要用于收集數(shù)據(jù)處理，會(huì)通過對各項(xiàng)數(shù)據(jù)的深層次分析，對生產(chǎn)情況進(jìn)行綜合分析與評估。通過對消耗材料、原產(chǎn)量以及掘進(jìn)尺度等關(guān)鍵性數(shù)據(jù)的深入研究，各級管理者可以準(zhǔn)確地掌握井下生產(chǎn)真實(shí)情況，這對于后續(xù)管控方案編制而言，助益極大。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

系統(tǒng)建設(shè)使用后，所發(fā)揮的經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在2點(diǎn)。

3.2.1 節(jié)能效益

綜合生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)完成后，可實(shí)現(xiàn)對中央水泵房的實(shí)時(shí)監(jiān)控，可在資源用量達(dá)到最高值之前，對資源使用進(jìn)行科學(xué)調(diào)整。能夠通過和能源綜合管理等手段的有機(jī)結(jié)合，做好電耗控制，減少在電能使用方面的成本投入。

3.2.2 生產(chǎn)效益

系統(tǒng)運(yùn)用可實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行狀況的量化管控，能夠在事故發(fā)生之前，按照數(shù)據(jù)分析結(jié)果，確定設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量，及時(shí)找出隱患存在點(diǎn)，并對其進(jìn)行科學(xué)處理，能夠?qū)崿F(xiàn)對故障隱患的提前預(yù)防與管控，保證生產(chǎn)順利進(jìn)行。同時(shí)事先進(jìn)行故障隱患排查，也可有效減少設(shè)備維修時(shí)間，能夠?yàn)楫a(chǎn)品生產(chǎn)創(chuàng)造出更加有利的環(huán)境，生產(chǎn)效益較為理想。

4 結(jié)語

鑒于綜合生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)在節(jié)能效益以及生產(chǎn)效益等方面的凸出優(yōu)勢，各礦井企業(yè)應(yīng)進(jìn)一步加大對生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)的研究與應(yīng)用力度。應(yīng)該在對系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢展開分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合礦井生產(chǎn)特點(diǎn)以及生產(chǎn)需要，制定出一套可行性較高的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，做好監(jiān)控系統(tǒng)以及其他系統(tǒng)設(shè)計(jì)與建設(shè)，進(jìn)而達(dá)到預(yù)期系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)效能的科學(xué)運(yùn)用，進(jìn)而為礦井生產(chǎn)提供更加優(yōu)質(zhì)、可靠的技術(shù)方面的支撐。

參考文獻(xiàn)

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