煤炭产量远程监测系统误差产生的原因分析及对策

文/魏勇

近年来，晋城煤业集团大力推进生产管理信息化建设，用信息化手段创新煤矿产量监管方式方法，率先建成了煤炭产量远程监测系统，严防各生产矿井超能力生产，有效地促进了企业的安全生产工作。但在管理和使用的过程中，发现煤炭产量远程监测系统存在不同程度的误差，距离真实有效地反映各矿井原煤产量的初衷还有一定的差距。因此，必须对煤炭产量远程监测系统误差产生的原因进行分析，找出问题所在，提高其准确性。

一、煤炭产量远程监测系统原理

煤炭产量远程监测系统是通过动态称重计量、工业视频监控、网络通讯及计算机等多种技术的应用，实现对产量或销量进行动态管理的系统。

1.煤炭产量远程监测系统网络结构图（图1）

2.煤炭产量远程监测系统构成

产量远程监测系统主要由感知层、网络互联、应用层三部分组成。感知层主要由计量监测装置、防爆摄像机组成。它的主要工作是将出产原煤重量、运输设备运行状态及视频信号通过分站处理后由工业现场总线向上级传送。

网络互联由工业现场总线及以太网组成。现场总线支持RS-232、RS-485、CANBUS 和 TCP/IP等多种网络协议。主要传输介质有铜缆和光缆。

应用层由管理应用和数据采集应用组成。管理应用采用B/S结构、数据采集分析应用C/S结构，由多台服务器和大型数据库支持，多级数据安全保障体系，让每个客户端能方便快捷的共享产量数据。

3.煤炭计量监测装置组成

产量远程监测系统最核心的部分是煤炭计量监测装置，由秤体、信号采集器、信号收集器三部分组成。

秤体是产量远程监测系统重要部分，主要负责原始数据的直接采集。工作原理如下：产量远程监测系统数据的准确性和精准度和秤体关系最大。秤架的稳定性、传感器对所加物料的线性度、灵敏度都直接影响系统的采集精度。

信号采集：分站可以连续监测矿井的皮带称、轨道衡、箕斗称的煤炭产量及设备开停状态。分站和地面中心站进行信息交换，接收并执行中心站发送的各种命令；及时将监测到的各种参数及状态传送给地面中心站。在主通讯线出现故障时，分站可存储中心站设置的命令，并在电源的支持下独立运行，继续监测和显示各测点信息，发出报警信号。

信号收集器：矿用信息传输接口是用于地面主机与井下信息采集分站进行通讯的装置，它将计算机送出的数字信号调制后进行发送，同时，也将信息采集分站送来的信号解调后送给计算机，是地面主机与分站进行信息交换必不可少的设备。该装置与井下设备连接部分进行了隔离，并有限压、限流保护。

4.产量远程监测系统软件组成

（1）煤炭产量远程监测系统软件的综合布局如图2所示。

图2 煤炭产量网络监控系统集团公司软件版本

（2）矿井层面组态软件功能。煤炭产量远程监测系统矿井层面组态软件主要有以下功能：监测、处理、存储、报警、打印、人机对话、自诊断功能。

（3）集团公司层面组态软件功能。收集矿端上传数据、在线监测矿端产量、对数据进行查询、分析等,同时按省局要求的格式进行上传。

（4）省煤炭厅（局）层面组态软件功能。实时汇总全省煤炭产量监测数据、可以进行数据查询、报表分析、曲线分析及系统设置等功能。

二、产量远程监测系统建设和运行情况

1.产量远程监测系统数据统计分析

晋煤集团本部所属已全部安装十对生产矿井 （整合矿井除外）产量监控设备根据检查情况，结合各矿实际生产外运情况，对2011年1～12月份实际产量和监控产量进行了认真对比和分析：误差值 为 ：47869571 －42919788 ＝4949783， 误差率为 （47869571－42919788）/47869571＝10.34%。

2.产量远程监测系统存在的问题

组成产量远程监测系统的各个环节均有不同程度的误差；监控系统内部各项数据统计有差异，导致统计数据误差；各矿对电子秤的标定方法较为落后，费时费力且致零点误差较大；系统调零和间隔标定的频率不能满足使用的要求；各矿对产量远程监测系统还缺乏精细化的管理，考核力度不够。

3.产量远程监测系统误差原因

（1）系统误差。产量远程监测系统电子秤本身误差达+2.25%；产量远程监测系统电子秤间隔变化和零点漂移的造成的误差；产量远程监测系统电子秤标定时由于标定方法(实物标定和链码标定)不同造成的误差；由于皮带磨损程度和运行速度不同造成的误差。

（2）统计误差。监控产量与实际产量统计时段不同造成的误差。如监控产量是以每月1号至月底进行统计，各矿实际产量是以每月倒数第四天至下月同日进行统计，数据截取时段不同，加之期间产量不同，导致产生误差。

（3）人为误差。如当月产量太高或太低时，因核定产量的原因，不能报太高或太低，储煤山或吃煤山，靠煤山调节起作用，保均衡，也是产生误差的原因之一。

（4）网络误差。由于网络原因，中断期间的产量未及时传送至系统数据库，导致数据统计不全而产生误差。

三、产量远程监测系统消除误差对策

针对煤炭产量远程监测系统产生误差原因，集团公司要求各矿购置和配备自动调校链码进行调零，减小标定的人为影响因素。对产量远程监测系统进行精细化管理，减小系统误差。加强对系统的使用管理，加大对系统进行间隔标定和调零的频率，减小系统本身的误差。要求厂家对监控系统软件内部查询误差进行分析、消缺和不断优化，减小统计误差。