矿井机电一体化信息自动化技术的应用现状及展望

１信 息 交互 电一 体化 集 成 管理 系统 避免数据孤岛出现， 提高数据的综合利用效率水平。 煤矿井下中的机电设备硐室、 空压风机房 、 中央供水系统 、 水泵房 、 胶带、 运输带、 工作面等作业面上的无人值守 ， 远程监控 ， 自动操作 ， 是煤 矿 机 电设备 安全稳 定生产 急需解 决 的问题 。当矿 井工作 面有人 巡视 的 条件 下 ， 通 过Ｊ 顷槽遥控 技术 已是较 为成熟 的技术 ， 但 是发展 无 限远程 遥 控依然还需要进一步加深研究。通过信息集成互相平台的建设 ， 可以对 井下作业面上的机械设备 、 供电设备、 运输设备、 供水设备、 通风设备、 采 掘设备 、 检测保护系统等系统信息的统一采集、 集成统一 ， 并可以结合 视频技术、 ３ Ｄ Ｇ Ｉ Ｓ 技术等 ， 实现三维可视化直观表达和智能运算分析日 ， 形成矿井全过程的动态监测 、 控制 、 管理的集成一体化管理， 有效提高 矿井机电一体化系统的综合运行安全 － ． １ － ￣水平和生产管理的效率效益 水平 。 基 于信 息 交互 的机 电—体 化集成 自 动 化管理 系统 ， 其逻辑组 成结 构如 图 １ 所示。 图１ 是某煤矿机电一体化集成 自动化管理系统的逻辑组成结构 ， 其包含 了环境 监测分站 （ 瓦斯 、 粉 尘等 ） 、 中央变 电所 、 采 区变 电所 、 中央 方向。 泵房（ 供水系统） 、 采煤机、 给煤机 、 通风系统、 传输胶带等子系统。 通过工 １ ． ２建立无 人工作 面远 程集 中遥 控系统 将底层 （ 机电设备） 的一体 自动化操控保护系统与地面上 目前 ， 煤 矿井下 采煤工作 面 已结合 Ｐ Ｌ Ｃ 、 变频器 等机 电一体化 控制 业现场总线 ， 便于地面作业人员进行远程运作管理和操控。 通 设备 ，实现了采煤工作面中有人巡视和操控条件下的顺槽遥控和记忆 的集控中心有机互联， 割煤 ， 但 由于作业面工序较复杂 、 工艺 内容较多， 以及井下作业环节较 过大屏幕，工作人员可以可视化了解井下机电设备的实时运行工况状 便于其根据实际晴况制定高效合理的调控策略 ， 有效提高采煤作业 复杂， 还需要结合井下机械设备 、 电气设备 、 通风系统、 供水系统等， 进一 态， 机电信 息 一体集成化 ， 是煤矿机电设备研究发 步提 高操控 系统运行 的安全 可靠性 ， 实现无 人工作 面的地 面远程 遥控 ， 的工作效率和作业安全。 同时也是一个不断提高和深化的过程 ， 需要在工作实践 确保井下具有较高的瓦斯 、 供水 、 通风防护等系统的集成监控， 提高作 展的重要方向， 中不 断优化改 进。 业环境 的安全 防护水平 。 ３结束 语 １ ． ３建 立基 于信 息集成 互享 的煤矿 机 电一体 化安 全生产 集成 管理 煤矿机 电一 体化设 备种类 和性能 的不断完 善 ，尤 其是具有 防爆 陛 系统 目前 ， 我 国多 数煤矿 机 电一体 化设 备和各 种检 测 、 监测 、 保护 子 系 能的矿用传感器技术的进一步提高，能够检测到矿井作业面上更多机 统大 多是独立 运行模 式 ，不 能实现 系统 间数据 的相互集 成共享 和互操 电设备的运行工况状态和周围环境信息，增加了煤矿机电一体化产品 智能自动化、 网络集成化功能水平。 结合 Ｐ Ｌ Ｃ 、 变频器、 Ｒ ｎＤ、 作， 造成大量的机电一体化信息资源孤岛产生， 造成大量的数据信息资 的信息化 、 Ｄ Ｇ Ｉ Ｓ 、 视频监 控等技 术 ， 建立信 息交 互的机 电一体化 集成 自动化管 理 源的丢失和浪费。 因此 ， 建立具有统一通信网络和数据处理平台的煤矿 ３ 可 以实现对整 个矿井 作业 面的全 面、 完整地 信息 采集 、 远 程传 输 、 机电一体化安全生产集成 自动化管理系统，已成为煤矿机电一体化发 系统 ， 运算分析和智能决策生产，确保煤矿机电一体化设备系统功能的高效 展 的重要方 向。 稳定发挥 ， 提高 工作面作业 效率和安 全水平 。 ２基于信 息 交互的机电一体化集成 自动化管理平台的建立 参 考文献 在煤矿机 电一体 化信息 集成 自动化管理 平 台系统建设 中 ，统一 数 １ １ 时海蓓 煤矿 自动化 系统 实现 的配套装 置 简析 ． 科技 创新 导报 ， ２ ０ １ ０ ， 据传输网络平台和统一软件及数据仓库平台， 需要从系统硬件结构 、 软 ［ 件配置等方面确保信息化矿山中的机电一体化各检测、 监测 、 监控子系 （ １ １ ） ： ８ ４ ． ２ １ 孙 继平 ． 煤矿 自动化 与信 息化 技 术 回顾 与展 望叨． 工矿 自动 化 ， ２ ０ １ ０ ， 统模块的集成统一。通过统一数据传输模式、 统一数据表达形式 、 统一 ｆ 数据处理格式和统一数据管理方式等 ， 实现数据信息的相互集成共享， （ Ｏ ６ ） ： ２ ６ － ３ Ｏ ．
科 技创 新 与应 用 Ｉ ２ ｏ １ ４ 年 第１ ４ 期
工 业 技 术
矿井机电一体化信息自 动化技术的应用现状及展望
赵 越
（ 赤峰 工业职业技 术学院 ， 内蒙古 赤峰 ０ ２ ４ ０ ０ ０ ）
摘 要： 对 煤 矿机 电一 体化 自动 化 水 平 的发 展 方 向进 行 简 单探 讨 后 ， 结合 矿 井机 电一 体 化 信 息 自动 化 技 术 的 应 用现 状 ， 提 出了 基 于信 息 交互 的 机 电一体 化 集 成 自动 化 管 理 系统 ， 确 定其 为 未 来煤 矿 机 电一 体 化 发 展 的重 要 方 向 ， 并 对典 型 逻 辑 组 成 网络 结 构 进行 了详 细分 析研 究 。
关键 词 ： 矿井 ； 机 电一 体化 ； 信 息 集成 ； 交互 共 享
随着电力电子技术、 计算机技术 、 网络通信技术 、 自动控制技术等 快速发展 ， 其在煤矿机电一体化产品中的合理应用和技术升级 ， 为煤矿 数字化 、 智能 自动化 、 网络集成化的机电一体化产品的研发和应用提供 了重要技术支撑 ， 为信息智能化矿井动态安全管理奠定了良好的基础 。 机电一体化水平较高的国家 ， 其采煤系统从井下采煤工作面、 掘进工作 面、 通风 、 ｆ ＃ ． Ｔ ｔ、 提升 ， 到井 上的视频监 控 、 可视化管理 、 集 控 中心等 ， 均建 立基于 Ｄ Ｓ Ｐ数据处理为核心的采煤作业监控、 监测、 保护系统 ， 确保煤 矿机电一体化设备功能的高效、 稳定 、 可靠发挥 ， 工作效率得到大大提 高， 能耗大大降低 。 我国在最近 １ ０ 多年的研发和应用过程中， 煤矿机电 体化产品的性能、 使用范围均有了很大提高， 基本覆盖了整个采煤系 统的全过程各环节， 大大提高了采煤工作效率和安全可靠水平 ， 但同国 外发达国家相 比， 其机电一体化信息化 自动化水平依然存在一定差距。 因此 ， 大 力发展 我国煤矿 机 电一 体化 、 智 能 自动化 、 信息 可视化 水平 ， 就 显得尤为重 要 。 １发展煤矿机电一体化 自动化水平的方向探讨 煤矿机电一体化集成监控系统 ，是以运行环境数据、实时运行数 据、 图像视频等基础数据智能 自动化处理为核心， 实现对煤矿机电一体 化系 统运行工 况 、 周 围环 境 、 安 全隐患 、 人员 操作 、 设备 性能等 进行 在线 实时检测分析 ，避免机电一体化系统中由于某些 自动化传感器的局限 性引起安全隐患或故障的漏报或误报，有效弥补煤矿机电一体化监控 系统在煤矿生产作业全过程中的监控盲区， 降低事故发生率， 确保工作 人员及机电设备长期处于高效、 安全的运行工况 ， 有效提高机电一体化 系统 的综 合 自动化 、 信 息化水平 。 １ ． １建 立本质安全 的机 电一体 化无线通 信系统 结合 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ无线射频技术、 Ｗｉ Ｆ ｉ 无线终端通信技术 、 Ｐ Ｄ Ａ手持式电 话等为核心的机电一体化无线通信 网络技术， 结合远距离通信以太网、 工业电视等光纤通信技术，对煤矿作业面上的机电一体化设备的运行 工况、 人员工作位置 、 作业环节等的实时数据信息进行采集 ， 经远距离 传输到地面的集控中心 ，实现对作业面上机电一体化设备和人员的信 息 的动态采 集 、 传输 、 运算分析 和管理 。但 由于煤矿作业 环境较 复杂 ， 需 要监 控点 、 面较多 ， 这 对无线 通信和 光纤通 信网络 自身 的综 合 防爆 眭能 提出了更高的要求。因此， 研究监控内容丰富、 系统集成化程度较高、 极 限功率本质安全的通信技术 ， 是煤矿机电一体化监控系统发展 的重要