煤矿机电自动化与信息化的关系

范 斌

（大同煤矿集团铁峰煤业有限公司，山西 右玉 037200）

煤矿机电自动化与信息化的关系

范 斌

（大同煤矿集团铁峰煤业有限公司，山西 右玉 037200）

通过阐述自动化与信息化在煤矿生产中的作用以及两者的关系，并结合单侯煤矿现场实际应用情况，提出自动化与信息化相融合的观点。

机电自动化；信息化；相融合

1 概述

随着煤矿生产水平的不断提高，煤矿在机电自动化、信息化方面的投入也不断加大，许多煤矿企业在独立的系统建设方面取得了长足的进步，但是随着机电信息化、自动化进程的不断推进，两者的关系变的更为紧密。

2 自动化与信息化的关系

2.1 自动化

机电自动化是分析、组织和控制生产过程的手段。也就是说，自动化就是将自动控制应用于生产过程的结果。随着科学技术的发展，自动化技术也在不断丰富、深化。可以说，自动化技术史是一部人类以自己的聪明才智延伸和扩展史。

煤矿作为劳动密集型的高危行业，采用自动化技术可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣危险的工作环境中解放出来。因此，自动化是煤矿生产现代化的重要条件和显著标志。

2.2 信息化

自20世纪70年代初信息化的概念被提出到20世纪90年代信息化呈现出鲜明的特色，短短的20年里信息化已经发展的相当成熟。信息资源是信息化的基础，开发、提取、利用信息资源是信息化的核心，随着社会、经济和科学技术的快速发展，信息量不断急剧增长，已经成为现代社会发展的重要支柱和战略资源。信息技术广泛地应用于农业、工业、科学技术、国防军事及社会的各个领域。地理信息、生产信息、设备信息、人员信息、财务等等信息已经成为煤矿生产中重要的信息基础，在煤矿生产的组织和管理过程中的贡献已经居于突出地位。

2.3 两者的联系

20世纪40年代，C·E·香农从定量的方面描述了信息的传输和提取的问题，从而创立了“信息论”，这为信息科学的研究奠定了初步的基础。尤其是采样定理为电气自动化提供了信息依据，同时使得自动化系统成为一种信息成为可能。

经典控制论的作者N·维纳从控制的观点揭示了机器的自动化[1]控制规律。从控制论的角度出发，认为“信息是人们在适应外部世界，并且这种适应反作用于外部世界的过程中，同外部世界进行互相交换的内容的名称。也阐述了信息在控制中的核心作用。

同时自动化过程是如何运用“信息”来进行对象的“控制”与“优化”的过程，信息从采集，到信息的控制都是信息的一种具体形式，优化的过程可以认为是一种算法的体现，算法的最优处理工具已经从传统控制的定制电路转移到具有超强处理能力的计算机。

电子计算机是一种按照程序自动进行信息处理的通用工具，它的处理对象是信息，处理结果也是信息。而自动化系统也是采集的信息，通过信息输出的控制信号也可以认为是一种信息。因此计算机的问世，使得“自动化”与“信息化”两者很好地交汇在一起了。

3 两者在煤矿应用中相融合的必要性

目前煤矿机电自动化系统与信息化系统大部分是分头建设的。首先建设的主导单位不同，一般信息化项目由信息中心负责，自动化系统是由机电部门负责，因此在建设的过程存在沟通协调问题。同时在思想认识上，大家都习惯性地认为认为信息化和自动化没有必然的联系。

同时煤矿在机电信息化建设过程中，也遇到了很多的问题，如很多企业在建设高速的企业内部网后，发现大家除了传输文件，上网查资料，对企业能产生实质性效益的应用比较少，同时在很多信息化建设的过程中，很多信息的来源需要人工录入，不仅使信息源的正确性没有保障，同时，增加了员工的工作，使员工对信息化没有主动性，同时由于没有实质性的应用，大部分煤矿企业领导认为信息也是空洞无物，不能给企业生产与管理带来实质性效益，从而使得煤矿企业信息建设进展缓慢。

自动化系统在建设的过程一向注重单套设备的控制，或者某套系统的控制，因此形成了明显的条块分割，同时对自动化系统的使用认识有局限。

3.1 两者融合的实现

工业控制系统目前的主流有三种形式DCS、PLC、IPC，无论是何种方式，都可以认为是信息化的一个子集，任何一种方式最终都可以通过通讯协议与信息系统进行通讯，都可以从自动化系统中获取大量的生产现成数据。

随着技术的发展，各种设备的监测系统也方兴未艾，监测系统主要的作用是对设备的运行状态有深入的了解，也可以为信息化提供重要的数据来源[2]。

在工业化发展的过程中，信息化的产品与自动化的产品也逐步走向融合，逐步形成很多标准产品。无论硬件提供商西门子的PLC系统，还是研华提倡的IPC模式，还是各个厂家的智能仪表、仪器都有标准的通讯接口。利用各个自动化产品的通讯接口，以计算机数据库为采集中心，通过网络传输等等环节，工业自动化进入信息完全可以实现。软件厂家如各种组态软件都为信息化提供了软件支持，如亚控的KINGVIEW、工业库都兼容了微软公司OPC等标准通讯方式。

3.2 实现方案

（1）设计思路：基于开放式标准，通过标准接口由应用程序进行访问采集大多数自动化数据源，包括OPC、OPC报警和事件CSV/XML、SCADA和其它的数据库，所有数据集成到一个统一的存储点，用户可以方便地使用按时间顺序排序的数据。这种集成提供了一种无缝的、方便的数据回取方法，从任何客户机上可以使用配置、告警、事件和概要信息。

企业级数据采集是信息化系统的数据来源和基础，完整的企业信息化需要将现场生产数据源源不断的存储到系统的数据库中。当前，大多数企业都建立了比较完整的工业以太网环境，因此，系统的数据采集部分也基于TCP/IP技术。

对于企业中已有系统，利用成熟的OPC技术，无需增加站点，基于以太网，系统可把原有系统中的数据进行有效的获取并存储于数据库中，大大节约了投资成本。

对于企业中还没有采集的数据点，则就地设立计算机采集站点，采用采集库即可做到实时采集，无论现场的设备是PLC、RTU还是仪表、条形码阅读机，无论现场设备通讯方式采用串口还是以太网，也无论您现场设备位置集中还是相对分散，采集系统都可以实现数据连接。

（2）方案实现：机电自动化与信息化相融合的效果，见图1。

图1 机电自动化与信息化相融合的效果图

4 应用实例

单侯煤矿综合信息自动化系统采用4套工业数据库运用双冗余、双镜像结构构成生产、管理数据中心，提供丰富的数据可视化方式，包含工艺流程仿真画面、数据趋势曲线、报警信息统计、实时报表与周期报表等。所有数据可视化方式不仅能够以C/S模式在固定计算机上展示，也可以采用B/S模式实现信息的Web发布。

在生产控制层，工作人员了解到企业的生产运行情况。采用C/S模式展示出来。

在生产管理层，企业的管理者通常只关心企业的经济指标。企业的管理者能够随时随地的了解到企业的运行情况，在这一层需要使用基于B/S的数据展示方式。

基于工业数据库的安全预警与事故应急系统是帮助煤矿企业避免重大事故的有力保证。系统的实时计算能力在此显得尤为重要。

实时决策支持系统能够以时间触发或变量触发的方式执行数学分析模型，实时的将过程数据转换为指导企业战略制定的重要信息。

5 结论

机电自动化与信息化相融合是现代煤矿建设的必然趋势，随着工业化发展的不断成熟，信息化的产品与自动化的产品也逐步走向融合，逐步形成很多标准产品，如仪器的标准通讯接口、大众化的组态软件等等。

应用实例证明，两者在煤矿生产中的相融合给煤矿带来了巨大的经济效益。

[1] 李正中.浅谈自动化科学与技术的发展历程[J].西安航空技术高等专科学校学报，2006(01)：51-53.

[2] 周佩华，徐志鸥，甄阳清.滨湖矿井下胶带输送机电控系统远程监控的设计[J].工矿自动化，2006(05):34-35.

Relationship between Electromechanical Automation and Information in M ines

FAN Bin(Tiefeng Coal Co.,Datong Mine Group,Youyu Shanxi037200)

By introducing their roles in the production and theirmutual relationship,the study proposes the integration of electromechanical automation and information with field application in Danhou mine.

electromechanical automation;information;integration

TD63

A

1672-5050（2011）09-0072-03

2011-05-16

范 斌（1964—），男，山西大同人，大同大学本科，工程师,从事煤矿机电管理。

刘新光