基于煤矿行业的机电信息管理系统开发实践

摘要 今年初，笔者有幸参加河南省某私营煤矿的机电信息化管理系统的设计，经过半年多的实践和不断调试，该系统终于上线运行，采用科学的管理方法和先进的技术手段，实现了其机电系统的稳定、可靠和信息传递的准确、高效，为煤矿主及政府管理部门提供了技术支持。本文通过该工程实例，简要叙述机电信息管理系统在煤矿行业中的应用。

关键词 煤矿；机电；信息

中图分类号TD6文献标识码A文章编号 1674-6708（2011）49-0050-02

0 引言

随着“数字煤矿”的逐渐深入，煤矿信息化的意识也在不断增强，凡有一定规模的煤矿均开始实行信息化管理，但基于企业级的管理信息系统尚未在行业内普及应用。煤炭行业是一种典型的传统行业，随着国家煤炭行业体制改革的不断深化、现代信息技术的飞速发展，煤炭管理信息化将为煤炭工业的可持续发展提供良好的条件；煤炭行业的管理信息形式标准化、信息传递规范化以及信息内容系统化、安全生产监测监控自动化是煤炭行业应用系统的必然趋势，为了适应现代企业集成化管理要求，同时结合煤炭行业自身的特点，能够使煤矿的办公效率和办公自动化水平得到有效的提高，更加迅速、方便地了解全国煤炭行业的市场信息，更加有效地利用煤矿自身的信息资源，正是在这种背景下，受业主的委托，我们对某煤矿的机电设备开发了信息化管理系统，该系统可以顺利实现该煤矿在机电设备方面的信息化管理。

1 机电管理内容

煤矿机电系统主要由上下井系统、监控系统、通信系统和供配电系统以及信息化管理系统等五部分组成，每个系统的硬件由相应的基础设备组成。

1）上下井系统基础设备

由井口和办公室后台设备组成。其中井口设备含括：井口控制器、IC卡读写器、摄像机、自动栏杆机、指纹识别器、通行信号灯等；后台设备包括：硬盘录像机、服务器、管理计算机、UPSs 电源等。

2）监控系统基础设备

由监控设备以及外场数据采集设备组成。包括矿区、大门、煤场、井口及巷道等摄像机，可变情报板和信息板，进出煤场车辆检测器，井下火灾报警设备、瓦斯检测器等。

3）通信系统基础设备

由传输设备、程控交换设备以及紧急电话设备组成。 包括：程控交换机及附属设备，SDH传输系统及附属设备，井下紧急电话设备，通信电源，光、电缆设施等。

4）供配电系统

由通风设备、照明设备以及供配电设备组成。其中通风设备包括巷道轴流风机、射流风机及相关的控制设备等；照明设备包括：井下照明灯具、井下口路灯、平地照明灯具及相关的控制设备等；供配电设备设备包括：UPS 电源、发电机组、变压器、电缆及相关的控制设备等。

5）“数字煤矿”信息化管理系统由视频会议系统、办公自动化系统以及综合业务管理平台组成。其中视频会议系统包括：MCU、视频会议终端、高清摄像机及会议管理计算机等；办公自动化系统包括邮件管理系统、公文管理系统、公告通知管理系统等计算机及附属设备；综合业务平台包括：综合信息平台、矿政管理平台、井下掘进管理平台、平地管理平台、机电养护管理平台、集中财务平台等计算机及附属设备。

2 机电信息管理系统基本组成

煤矿机电设备信息管理系统是是对煤矿机电设备实施现代化管理的主要工具，发挥煤矿设施控制与管理功能的主要辅助系统。机电设备信息管理系统是包含多个子系统，以电子、电气、控制、通信、机械和掘进工程等技术为基础的综合性大系统，它由控制、通信、照明、供配电和安全运行保障等子系统组成。子系统内部和各子系统间由通信网联系，其中，机电设备信息管理系统为计算机控制系统，通过光缆数字通信连结成远程计算机网络，各网络间信息共享。

3 机电设备管理内容

要经常检查巷道排水渠外是否出水，井下温度是否设置适宜。如果湿度大，温度太低导致设备内部产生凝结水，水是导体，会导致设备工作不正常，甚至烧毁设备。如发现进水或线路板潮湿，立即停机断电进行处理；防水重点是掘进掌子面，掌子面内安装的设备较多，一定要保证运行正常，运行的数据都保存在工控机内。设备的滑动、转动部分要根据设备的工作需求上润滑油。

外场设备由于雨淋日晒易被氧化生锈，要定期进行防锈处理。如：手动栏杆的转轴、设备的地脚固定螺栓、设备与固定装置的连接螺栓等要涂抹防锈油。锈蚀不但会对设备造成损坏，而且会带来安全隐患，特别是沿海地区的高速公路，铁质金属被腐蚀严重，采取必要措施防锈，常见的问题是：金属件防锈镀锌层薄，造成锈蚀，更换符合防锈要求的金属件。通风风扇主要位置有：主巷道、主副井、工作面等，如果发现不正常，应立即启用备用机，并对主机停机修理，要经常检查并保证设备的工作正常。

另外一项重要的机电设备管理内容，就是要经常检查电源供给是否正常，对于用集成电路组成的板路，检查电压是否正常，要从集成块上测量，逐步向电源模块，检查电源模块输入/输出状态。对于由于电阻烧毁、电容击穿再次更换时，电阻要提出电压，而后检查信号的输入/输出状态，对于由于电阻烧毁、电容击穿再次更换时，电阻要提高功率，电容要提高耐压程度。

4 系统结构和模块功能

煤矿机电设备信息管理系统需要对各机电设备的各种信息进行采集、处理，与控制指标比较后，做出控制决策，下达控制指令，由执行机构准确实施，以达到预期的控制目标。要深入了解控制的全过程，需要对组成控制过程的各个环节进行分析，并在此基础上找出其特点和规律，采取相应的措施。

控制中心计算机系统包括主计算机、交通信息计算机、彩色图形显示计算机等。整个系统通过快速以太网将各个计算机联成网络，各计算机与外场设备的连接方式为分布式控制系统，并利用光环路载波系统进行数据信息的通信传输。这种局域网及其通信方式的优点是：通信灵活方便，网络结构简单、传输速率高、可靠性强、实时性好，可消除通信中的“瓶颈”现象。计算机系统的使用主要是使用其安装的应用软件控制、浏览数据以及图像等信息。

控制中心软件系统控制中心软件系统为煤矿控制核心处理系统，其功能包括：系统配置模块、信息查询与报表打印模块、信息发布等模块。具体构成各模块的功能为：系统配置模块程序(包括用户管理、系统管理、设备信息、数据管理),信息查询与报表打印（包括系统结构与配置信息查询处理；设备基本信息查询处理）,设备运行状态查询处理（设备报警信息查询处理；各外场设备检测信息查询；用户信息查询；人工输入事件查询处理；操作员操作日志报表查询）,信息发布模块（包括可变情报板信息的采集和信息编辑发布）。

5 系统运行应用

信息处理要取得良好的信息系统管理效果，必须对机电设备状态有一个比较全面的了解，但是机电设备的某些状态无法直接测出，只能凭借已测出的参数去估计、判断，状况的出现与否、事件性质和严重程度都无法直接测出，只能根据已测出的各种变量，采取一定的数学分析方法去识别、判断。信息采集需要采集的信息按性质可分为：数据、图像、语音三种类型。从信息反应的功能归属为环境干扰、设备状态金额故障部位三大类。信息采集方法由信息的特点决定。数据信息需要通过各种传感器将电量转换成电量再输出。控制策略调整供求，争取平衡是控制机电设备状态的基本恩路。即抑制和转移需求量，通过调整设备参数提高设备运行能力，实现供求动态平衡，使设备状态到预期的控制目标。

6 结论

为确保煤矿正常生产经营，须设立信息分中心或监控室，并安排专职人员对煤矿运营情况实施 24 小时全方位监控，发现问题及时处理，各信息分中心或监控室统一接受信息中心指挥调度。信息中心负责对全矿机电信息管理情况进行监督检查，实时察看各工区的图像、数据，及时掌握井下瓦斯、通信、监控、供配电终端设备上反映的动态信息，遇异常情况，立即上报。监控工作人员应及时、准确上传下达工作信息，定期组织业务学习，提高综合业务水平和处 理突发事件的能力。当发生突发事件时，严格按照相关预案程序进行处理，及时反馈事件处理 进展情况。

参考文献

[1]鲍艳.矿山信息系统中巷道的三维矢量数据结构与可视化[D].西安科技大学，2003.

[2]张志华.矿山测量数据处理与三维巷道建模方法研究[D].西安科技大学，2006.