浅谈煤矿企业工业化与信息化融合

单光伟,赵　刚,陈　朋

（山东能源新矿集团翟镇煤矿,山东　新泰　271200）

浅谈煤矿企业工业化与信息化融合

单光伟,赵刚,陈朋

（山东能源新矿集团翟镇煤矿,山东新泰271200）

摘要：随着自动化和信息化程度的不断提高，煤矿逐步进入了后工业化时代。而今，煤矿企业的发展不宜照走先工业化后信息化的老路，而是要工业化和信息化深度融合。本文对“两化融合”提出总体构想，即通过信息技术来加快煤炭工业的现代化进程，以信息化带动工业化，工业化促进现代化，走一条新型的工业化道路。

关键词：煤矿；工业化；信息化；融合

1　“两化融合”概述

煤矿企业的“两化融合”是指通过信息化和自动化手段，配合先进的管理方法，大幅度的提高煤矿开采的机械化程度，充分利用现场自动化数据，实时监控井下瓦斯、矿压、水位等安全隐患，尽可能的减少井下作业人员，通过综合自动化平台和信息化平台进行生产经营的控制和管理，同时通过智能调度系统进行现场生产调度指挥，促进矿井的高效生产。

随着自动化技术、传感器技术、数字视频技术、计算机技术、网络技术、数据库技术的不断更新，煤矿信息化正朝高度集成、自动控制、智能决策的方向发展。

2　煤矿信息化现状与要求

目前，部分煤矿已经实现了独立运行的自动化控制系统，安全监测系统，调度系统等，在安全生产的各个方面发挥了积极地作用。但是从信息化的要求来说，这些子系统独立运行，不能实现信息共享，存在自动化、信息化孤岛现象。限制了信息发挥最大作用，同时造成了重复投资、维护困难。

煤矿信息化的主要内容包括信息的采集（传感器与检测）、信息的传输（通信）、信息的处理（控制器、工控机）、信息的应用（自动化）等。为了实现整个矿井综合信息化，必须建立基于网络的大型开放分布式控制系统，形成全矿井检测、监视、控制、管理一体化，保证对全矿井安全状况和生产过程进行实时监控和调度。具体到某个煤矿来说，应具有以下功能：

（1）往下能监测各子系统设备的状态，能对子系统发布控制命令；往上能连接到上级部门局域网，方便信息共享。

（2）建立智慧化调度中心，能够对各自动化系统集中监控，井下各系统具备无人值守的条件。

（3）建立一个快捷、标准的传输平台，满足生产和管理的要求。

（4）结构分层，整体规划，分步实施，能随着发展不断升级。

（5）统一的软件平台、统一的网络平台和数据平台。

3　煤矿信息化总体架构

煤矿信息化集成系统将自动化和信息化有机的结合在一起，包含了实时控制信息和业务管理信息，以生产过程紧密相关的底层信息为基础，对企业信息横向或纵向集成，消除“孤岛”。煤矿信息化采用分级分层的结构，共分三级：部室级、厂矿级、集团级。不同的级下边，包含五层中的若干层：现场设备层、过程控制层、生产执行层、经营管理层、战略决策层，如图1。

图1　煤矿信息化架构图

（1）矿井生产自动化。大多数矿井的生产过程不同程度的实现了机械化和自动化，但在采、掘、机、运、通等各个环节上采用了不同的自动化系统，彼此独立，若将它们整合成为完整的矿井综合自动化管理系统，将大大提高矿井的自动化水平，达到“减人提效”的目的。其中生产自动化分地面和井下两部分：地面包括通风机、压风机、主副井提升机、降压站、洗选厂监控等，井下包括中央及采区配电所、中央及采区泵房、输送机监控等。

（2）矿井安全监测监控。煤矿的工作环境决定了矿井安全监测监控是煤矿信息化的一个重要组成部分，主要监测与煤矿生产相关的安全信息，包括环境监测（瓦斯浓度、CO浓度、温度、风速等）、矿压检测，应急广播系统，人员定位系统，智能调度系统等等。

（3）企业管理信息系统。包括材料供应、财务管理，安全质量管理、人力资源管理等，管理人员通过计算机即可随时了解安全、生产、人员、经营等各种信息，可对全矿生产经营统一调度，对各种信息进行优化处理，为企业领导决策提供准确的数据。

5　信息传输

井上下生产自动化采用千兆光纤冗余以太环网将各个控制连接起来，并通过防火墙与办公网连接。环网根据具体需要组成一个或多个光纤冗余环，系统传输介质发生故障时，环形结构将在小于300ms时间内切换网络工作拓扑结构，从而保证了系统的可靠性。通过千兆以太网交换机，提供标准的TCP/IP传输服务，可以方便的将地面、井下的控制信号、图像信号、语音信号统一传输到调度中心，做到三网合一。考虑到网络摄像头数据流量较大，可在千兆网上提供专用的传输通道，合理安排优先级和服务质量。

在信息化系统建设中，采用客户机/服务器（C/S）、浏览器/服务器（B/S）以及服务器冗余相结合的方式来实现自动化控制系统与信息化的融合。客户机/服务器（C/S）模式用于调度台上各个控制站，实现对全矿所有自动化系统的控制和管理。浏览器/服务器（B/S）模式用于向网络发布生产的运行界面，归档数据，用户通过浏览器便可浏览需要的生产信息。为了确保控制系统的安全可靠,分别采用网络冗余、服务器冗余、操作员站冗余等，最终实现系统的冗余配置。

6　总结

通过运用成熟的网络技术，骨干传输网采用工业以太网，集成矿井现有的各个子系统，统一通信接口，并与地面各类信息管理系统有机集成，优化系统结构，构成完整的企业信息一体化系统，最终达到矿井高度的自动化、信息化。

参考文献：

[1]韩莉，冯柏群，郭宗跃编.煤矿自动化监控技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2013：152-158.

[2]夏士雄，于励民，郑丰隆主编.煤矿通信与信息化[M].徐州：中国矿业大学出版社，2010：12-17.

[3]吴澄，孙优贤主编.信息化与工业化融合战略研究--中国工业信息化的回顾、现状及发展预见[M].北京：科学出版社，2013：221-223.

4　煤矿信息化组成部分

作者简介：单光伟（1973-），男，山东新泰人，工程师。