探讨煤矿自动化控制系统整合的策略

探讨煤矿自动化控制系统整合的策略

苏帆（陕西有色榆林煤业有限公司，榆林 719000）摘要：随着我国科学技术的不断发展，自动化技术也在不断提高，在我国煤矿企业自动化系统建设中，由于多方面原因产生了系统封闭性强的弊端，随着自动化的深入逐渐显现出来，文中针对煤矿自动化控制系统整合策略加以探讨，希望能够促进煤矿企业的发展。关键词：煤矿；自动化；控制系统；整合中图分类号：TD67　　　　文献标识码：A文章编号：2095-6487（2019）04-0146-020　引言随着我国经济建设的发展，煤矿企业的管理也在不断提升，自动化控制在煤矿企业得到了普遍的应用。但是，许多煤矿企业自动化系统无法实现统一的调配和数据的共享，在实际应用过程中，难以实现统一协调和运作，给企业管理带来了诸多的弊端。因此，对现有的煤矿企业自动化系统整合势在必行。性，就要基于现有的自动化控制系统，通过对数据交换系统的集成，建立起统一的数据管理系统，采用统一的运行界面，从而实现企业生产工程中，各种信息的实时显示和系统的远程控制。此外，通过数据提供的集成，建立信息中心，实现实时数据与历史数据的比对，对数据系统进行分析并作出判断，进而实现对事故发生几率报警预案，提高企业生产中突发事件的响应能力。同时建立信息发布系统，构建起信息发布平台，实现信息资源的共享。1　煤矿企业自动化系统存在的弊端随着我国经济建设的发展和自动化水平的提高，我国许多大中型煤矿企业都实现了新一轮的技术改造，应用先进的技术在主运、主排、供电和洗煤等系统实现了自动化改造，同时也完善了井下的视频系统、安全监测、人员定位、工业网络等系统，实现了生产检测和监控系统的全面升级[1]。但是随着煤矿企业矿井自动化改造的不断深入，矿井应用需求也在不断提高，从而使自动化系统弊端逐渐显现出来。1.1　信息共享方面存在的弊端我国自动化建设发展的时间较晚，但是在短短十几年中，自动化技术在不断提高，技术更新换代时间短、速度快，各个系统间缺少与相关部门的协调和统一。尤其在自动化建设初期，这种情况显现的更加严重，系统间不兼容，信息无法实现有效的共享，形成各部门单打独斗的局面。这种情况不但影响了煤矿企业运营效率，也增加了许多人力上的投入，限制了企业自动化程度的提高1.2　信息传输通道的重复建设在自动化建设的过程中，缺乏有效的统一和联合，各个系统呈现出独立运行的状态，许多模块和信息传输通道出现功能上的重复。一方面在运营成本上增加了资金的投入，另一方面，在系统维护上，加大了维护工作量，加大了维修和维护的难度。此外，各个系统独立进行信息的传输，无法实现有效的信息共享，整体性较差1.3　集中管理性差各个系统独立性强，缺乏系统间的信息往来，在集中管理和统一调度方面存在较大弊端。无法通过独立的系统完成矿井全面的监控。同时系统间各自为战，无法实现整体系统的审计和评估，限制了矿井整体管理水平的提高，影响到决策判断的准确性，无法在安全生产管理中充分发挥作用。[3][2]3　煤矿自动化系统传输通道的整合策略3.1　自动化系统传输通道整合的目标3.1.1　数据传输通道的升级我国煤矿企业的井下自动化应用范围较广，已经不仅仅局限于简单的数据传输，其中大部分自动化设备集中在视频监控、远程控制等方面，视频和音频大量占用网络宽带资源，如果信息传输渠道不畅，必然会出现系统反应速度的下降，一方面会给日益增长的业务量带来巨大影响；另一方面，当突发状况发生时，无法实现第一时间的信息传递，降低信息反馈的及时性，延迟突发事件的响应时间。因此，实现信息传输通道的升级是自动化系统整合的必然选择。3.1.2　提高网络系统的稳定性煤矿企业井下作业和运营系统对网络系统的依赖程度较高，网络系统的故障，常常会导致自动化系统的瘫痪，给企业带来巨大损失的同时，为生产带来较大的安全隐患。因此，在进行系统整合中，要提高网络系统的稳定性，对网络系统提供备份链路和冗余路由，从而将网络故障带来的影响降到最低，实现网络安全运行。3.1.3　提高网络抗干扰能力煤矿企业矿井下的作业环境比较恶劣，具有复杂性和多样性，网络传输通道要具有在恶劣环境下正常工作的能力，通过对传输链路通道的保护，实现防尘防爆的功能，确保网络传输的畅通，在井下突发事故中，能够游刃有余，确保自动化系统的正常运行。3.1.4　加强网络安全管理煤矿企业网络系统包括外网和局域网，网络的连接增加了来自于局域网带来的安全风险。黑客的入侵和恶意软件的干扰都会给煤矿企业自动化系统带来困扰，影响运行效率，甚至产生更大的损失和安全隐患。因此，要提高自动化系统抗风险能力，通过采用防火墙、网闸等网络隔离设备，能够提高网络系统的安全性能，实现局域网与外网。。2　煤矿自动控制系统整合的目标要实现系统的统一，实现系统高效性、稳定性和安全146今日自动化·2019.4

的隔离，通过访问控制和认证的技术支持，采取权限管理，使煤矿企业访问工业外网必须要通过授权，从而对安全风险进行规避。3.1.5　建立病毒防护提高安全防范自动化控制系统的优势在于信息实现共享，而网络信息共享恰恰给病毒的传播提供了便利的条件。网络环境较为复杂，计算机病毒、系统陷阱、来自黑客的攻击和恶意访问等时有发生，一旦网络系统受到干扰，将会带来数据的损坏和丢失，甚至能够造成系统的瘫痪。因此，在防火墙实现安全防御的基础上，安装病毒查杀软件，与防火墙相辅相成，共同构建起网络系统安全屏障，实现对煤矿控制系统的安全保障。3.1.6　实现网络管理的可操作性煤矿企业自动化系统是依赖于网络，通过加强网络管理，实现管理系统的统一是煤矿自动化系统整合的重要环节。网络管理系统要具有可操作性，实现模块化和可视化，使网络管理更加直观，这样更加便于对故障进行管理，提高系统性能，同时，在配置和安全管理中也将发挥巨大作用，进而实现预警、统计工作，提高工作效率。3.1.7　为系统升级提供扩展空间煤矿企业对自动化技术依赖性较强，随着科学技术的不断发展和提高，自动化系统也将进行功能上的扩展。在煤矿自动化系统整合的过程中，要兼顾到网络系统未来的发展，为系统升级和功能扩展留出空间，从而提高自动化系统的扩展和升级能力。3.2　煤矿自动化控制系统主干网组网在煤矿自动化控制系统整合中，首先是对主干网以太网交换机的选择，要综合考量安全性和兼容性，要与自动化控制系统传输速率相匹配。其次，要对主干、二级网络以及自动化子系统接入进行规划，确保网络系统的可靠性，降低事故的影响。充分利用光纤的抗干扰能力和铠装光缆对恶劣环境的适应能力以及阻燃双绞线的防爆能力，对网络在恶劣环境下工作安全风险进行规避，确保网络运行的通畅。防火墙设置重点在于局域网节点的选取，此外在病毒的查杀、网络建设扩展性和管理型方面要结合煤矿企业发展空间和人员综合水平，一方面要实现系统的协调功能，另一方面要符合企业客观需求。4　煤矿自动化系统软件控制系统的整合策略4.1　软件控制系统整合目标4.1.1　系统兼容性在自动化控制系统建设初期，各系统只侧重于自身功能的实现，并未对系统间的数据格式加以规范，致使系统间兼容性差，无法实现系统间的统一协作。在进行软件系统整合时，要充分考虑各系统的统一性，确保数据格式的统一性，整合后的系统，要能够兼容不同的数据格式，能够及时采集到各级自动化设备实时的数据信息，实现系统间的平滑连接，只有这样才能够真正解决系统存在的弊端，达到系统整合的目的。4.1.2　界面设计上的目视化管理整合后的自动化系统要具备操作简单、可视化程度高的特点，这样才能更加方便各级人员的操作，简化培训过科研与信息 Scientific research and information

程，提高工作效率。在进行操作界面设计中，要采用图形界面和人性化设计，从设计编程到远程维护等环节的操作，都要实现操作上的模块化，利用对操作功能的选择实现系统的调控，避免人为干预，降低人员操作过程中失误的发生，减少人为失误造成的数据丢失或效率的下降。4.1.3　实现数据库统一要实现煤矿企业自动化系统的统一，数据的统一是重要的环节之一。基于煤矿企业自动化系统各自为战的局面，数据的构成上也千差万别，实现系统信息传输渠道和操作系统的统一后，数据的统一成为重点，也是煤矿企业面临的难点。煤矿企业常年积累的数据要实现规范化和标准化，同一个数据，在自动化系统中要具有唯一性。同样，数据一旦被输入到系统中，将作为整个系统中都可以使用的标准信息。要实现信息的共享和数据的调用，就要对数据库重新归类、重新规划建库，对具有多个称谓或编码的情况和一个名称指定多个物品的情况进行逐项的排查，通过这种方式可以避免数据库信息重新构建造成的历史数据丢失。4.1.4　软件安全性和扩展性整合后的自动化系统，在软件安全上要明确标准和要求，一方面，要实现软件的故障自我检测和报警功能，准确判断软件故障的类型和位置，通过语音或图形的提示进行报警，便于软件的管理和维护；另一方面，系统软件要具有较高的风险防范功能，有较强的认证、授权功能和加密解密功能，要具有全面的日志和数据备份功能。这样才能够使信息得到安全保障。此外，系统要具有较强的扩展空间，这样才能够适应技术发展和系统升级的需求。4.2　软件系统的整合通过对煤矿企业自动化系统软件的整合，首先使工控软件具有更高的兼容性，并能够便于程序的开发；其次，在对突发事故中，软件系统要能够通过数据的分析、形成事故预判，实现自动报警功能。在事故发生后，系统能够生产事故参数记录，以便对事故进行分析。软件系统要具备较强的数据分析能力，可以对历史数据进行调取和分析形成设备故障检修排查的依据，同时，通过数据的分析和处理，能够实现报表功能，通过报表工具和报表编辑器，形成图文并茂的报表，以便企业管理层做出科学、准确的判断和决策。5　结束语对煤矿企业自动化系统进行整合，更加具有发展的意义，无论对系统的协调运作、信息的共享，还是安全生产管理水平的提高，整合后的自动化系统都将具有更大的优势，希望通过文中的分析，能够带给煤矿企业自动化控制系统整合过程更多的参考。参考文献[1]温宇.PLC技术模式下的自动化控制系统集成设计与实现[J].中小企业管理与科技,2017(8):100-101.[2]苏永生.煤矿自动化控制系统整合的方式[J].电子技术与软件工程,2018(21):105.[3]张扬.当代工业自动化控制系统的集成信息平台设计[J].电子技术与软件工程,2018(5):125.2019.4·今日自动化 147