摘要：矿井综合自动化控制系统本着管控一体、思想完善、数子化矿山工程建设理念。矿井结合工业自动化技术、信息化技术、同时通过对矿井生产安全、井巷工程等信息的广泛利用和深度开发，搭建综合化系统网络平台。矿井综合自动化系统非常重要，如果设计不合理或者没有结合矿井的生产特点、生产要求进行设计，将会直接影响其功能的发挥。因此，在设计矿井综合自动化信息平台时，就要充分考虑当前矿井开采的实际需求，有针对性的设计各个子系统，提高设计质量，做好各个子系统和主系统的连接，这样在实际应用中就可以发挥其功能，提高工作效率，降低危险系数，提高产品质量。

关键词：矿井;综合自动化;系统设计

引言：

设计矿井综合自动化信息化系统集成平台，可实现安全、生产、管理各环节参数的接入与汇总处理，并实现智能化控制方案，对现场子系统进行调控。调度中心采用标准化数据共享机制，各级间可实现功能扩展的无缝连接，调度信息处理平台形成可将各类安全、生产、管理系统接入的中枢机构，并通过提供规范化的接口成为各种智能化应用的基础。操作台为分体式结构，由控制台，制动台，仪表指示台组成，中间设有司机座椅。控制台和制动台上设置有各类操控手柄、开关和按钮等。仪表台上设置有各类仪表及指示信号等。司机可操作操作台上的开关及按钮来控制提升机运行，并通过指示灯和显示仪表以及工业控制计算机及时了解提升机的运行状态及运行参数。

1综合自动化系统的组成情况

矿井综合自动化系统设计原则：矿井综合自动化系统设计主要突出先进性和可靠性、适用性和易用性、可视性和可控性、可互联和可共享、可扩展和可开发等原则，以先进的设计理念为基础，应用网络、通信、数据库、自动化、信息化以及工业电视等技术和设备来构架综合自动化系统平台。综合自动化平台的建设要采用当前先进成熟的技术，采用平台化的建设思想，系统间联动能根据业务需求实现灵活组合配置;通过生产过程的远程控制、集中控制和自动控制手段，改善工人作业环境、减轻工人劳动强度，实现矿井的高产、高效。

矿井综合自动化系统主要分三部分：第一层是管理层;第二层是通讯层，通讯层也就是矿井这个级别的;第三层是现场层，第三层属于间隔级的，这三部分就是矿井综合自动化的整体结构。这一个大系统中还包含了很多子系统，如保护系统、监控系统、信息管理系统。在煤矿生产过程中，生产条件非常恶劣，这对自动化系统的设计提出了更高的要求，在进行煤矿生产时，该系统必须有很稳定的工作状态，供电稳定，发生故障的概率低。系统中监控主单元是非常重要的部分，在实际生产中发挥着重要的作用。内部功能模块完善，扩展性、兼容性、互换性都很好，间隔层的控制单元和保护单元都是针对特定的对象进行设计的，二者之间都是相互独立的，根据实际需求，还可以组成馈线出线间隔，在矿井中每个间隔层都可以安装监控装置和保护装置，相关设备都是配套的，保证实际作用的发挥。这些子系统可以在现场进行参数设定，能对组态进行灵活调整和扩展，因此有很好的实用性。

2矿井综合自动化信息集成平台特性

（1）通过矿井综合自动化信息集成平台能够实现不同应用系统之间的数据共享以及应用的集成。矿井综合自动化信息集成平台是MES中其它模块及上层的ERP提供了统一的集成环境，便于应用的开发、集成。（2）矿井综合自动化信息集成平台提供了共享的数据管理、数据服务以及网络通信等功能，同时支持多项应用，能够缩短信息系统的开发周期，提升开发的效率，更有效地实现企业三层结构集成。（3）透明性。基于平台数据的集成简化开发工作，开发人员能够直接面向平台进行开发，而不需要考虑下层数据的结构或者通信模式，这些工作全部由矿井综合自动化信息集成平台来完成。

3矿井综合自动化信息平台设计

3.1系统结构设计

系统采用计算机网络、光纤通信和工业以太网技术，在环境恶劣、人员设备分散、有特殊安装要求的矿区构建一个符合要求的地面、井下千兆、万兆互联环网，形成一个矿井综合控制和监控的传输平台。网络的核心采用开放型标准的以太网技术和TCP/IP协议，支持环形冗余，链路聚集，提供统一标准化的接入接口。

（1）信息管理层。

信息管理层主要包含网络管理服务器、数据库服务器、WEB服务器、视频服务器和个人计算机、工业以太网设备以及相关的管理软件，网络由基于TCP/IP的Ethernet组成，Ethernet贯穿在全矿的各管理职能部门。（2）控制层。控制层包括信息层和控制层网关设备、传输网络、信息中心的中央控制站、现场控制分站以及现场操作员站等组成。（3）设备层。设备控制层是由各个专业的生产过程监测、监控子系统构成，完成煤炭生产各个环节的过程监测及自动化控制。该层主要功能是实现对工业视频监控系统、压风机自动控制系统、水泵监控系统、运输监控系统系统等主要设备的控制与监测。

矿井综合自动化平台是基于工业实时数据库、工业组态软件而开发的软件平台，集数据通信、处理、采集、控制、综合职能判断、图文显示为一体的综合数据应用软件系统，能在各种情况下准确、可靠、迅速地作出反应，及时处理，协调系统工作，达到实时、合理监控的目的。主要作用为：提供统一数据接口、通讯协议，采集一线生产数据;将数据分类存储，加以分析;利用组态软件，开发人机界面（HMI），远程监测监控设备状况及生产状态;监测环境状态;异常情况报警。要求平台具备具备安全的授权机制、故障声光报警功能、综合记录、查询功能，同时实现平台与应急广播系统及工业电视系统进行集成，达到音、视频联动集控要求，实现系统安全可靠运行。

3.2风机自动控制系统

3.3设计水泵监控系统

在井下生产中，对水泵的监控非常重要，其可以将矿井内的积水、地下水抽出到地面，方便开采人员使用机械设备。一旦水泵出现故障，将会直接影响开采的进程。水泵监控系统主要应用了传感器技术，及时进行相关数据的采集，然后再将相关数据传输给监控分站，在分站中有对应的数据处理设备，直接对数据进行整理分析，通过监测传感器的485接口接入到MCTP节点设备，再利用MCTP环网的光纤将分析后的数据传递给井上的工作人员，最终由地上的上位机进行处理和分析。完成数据的采集、收集、传递、处理分析之后，控制系统会结合实际情况采取动作，最终返回泵房对水泵进行控制。上述这一整套流程都是自动化操作，在提高效率的同时，可以实时监测到水泵在井下的工作情况，保证其工作的稳定性。

3.4运输监控系统

运输监控系统具有很强大的功能，能够对现场的急停、堆煤、打滑、超温洒水、跑偏、纵撕等数据进行收集，整理之后传输给相关系统，这样煤矿调度中心就可以对井下的皮带机进行集中控制。在此基础上，该系统还可以与网络通信系统结合，达到对多条胶带输送机的控制，主要控制内容有皮带运输机的保护控制、联锁控制，这样就实现了对矿井皮带输送机的一体化控制，在现场不需要有人值班监督，利用这些先进的自动化控制系统就可以达到以上的效果。

结束语

煤矿开采过程中，井下施工人员面临很大威胁，例如瓦斯、煤尘、冲击地压等，为了保证施工人员的安全，提高井下的工作效率，必须应用自动化系统，大量减少现场的施工人员、监督人员和管理人员，实现高效的工作。本文对矿井综合自动化信息化平台设计进行了分析。

参考文献

[1]姚宇.基于物联网的矿井主排水设备状态监测及寿命管理系统的开发[D].太原理工大学，2016.

[2]王占飞，刘小东，张登山，郭娅楠.井下智能化数字变电所建设的要求与实施条件[J].陕西煤炭，2016，3504：81-84+97.[2017-08-02].