矿井地面供电自动化控制系统设计初探

孟冯磊

（兖矿东华重工有限公司煤机装备制造分公司，山东 济宁 273500）

随着能源开采行业的发展，传统的地面供电系统无法满足现有矿井的地面安全要求，变压器与供电线路等长期处于超负荷或老化的状态，降低了供电系统的可靠性，控制系统是整个地面供电网络的管理中心，为矿井的作业提供系统检修、故障排查等依据，综合自动化控制系统是现代化管理的发展趋势，因此实现矿山地面供电系统的综合自动化设计已经成为提高井下安全作业的重要措施，在地面供电系统中，供电线路的控制是提高矿井安全作业的关键，不断完善店面供电综合自动化系统，有利于提高矿井操作的安全性和可靠性，提高经济效益，增强企业的市场竞争力，加强深入地面供电综合自动化系统的设计和研究，实现矿山开采操作的安全性和高效性，推动矿企更好的发展。

1 矿山地面供电综合自动化系统简介

目前，我国的矿山开采技术和管理在不断的完善和创新，已经出现基于计算机为基础的综合自动化系统，我国目前的供电综合自动化系统对矿企的安全生产进行实时监测，对设备的运行情况、矿井下的温度瓦斯等监测，实现了全自动化的生产和监控；我国的矿山领域配电系统多为调度人员实时了解系统运行情况以便提供足够的信息，管理人员依靠调度指令对系统进行调整，缩短因故障导致的生产停滞等问题，因此通过对供电系统的综合自动化管理达到了实施监控作业的目的，指导安全生产。地面供电网络控制系统是以计算机为基础与网络信号传输技术相互结合形成的地面供电系统管理平台，主要通过对地面网络开关、变压器工作运行状态的实施检测，方便为管理人员提供参数；根据供电网络提供的电气信息，排除可能存在的安全隐患，控制地面开关，及时对线路进行检修和分阶段供电等操作。

地面供电系统是一项庞大的系统，需要时刻产生大量的电路信息，在控制系统中建立相关的数据库，对各类信息进行整理汇总，以便管理人员参考；供电控制系统在设计过程中根据供电的特点和实际情况，合理规划供电系统控制，依靠数据库、人工智能、网络技术及计算机PLC控制技术等软件技术形成整体的控制系统，实现系统自动化控制的目的，促进企业更好的发展。

2 地面控制系统的软件结构

综合自动化控制系统的软件系统主要由实时数据库、驱动接口和编程语言控制软件三部分组成，实时数据库主要用来对电路中的各种输入信息及时反馈和整理，是控制系统中最核心最重要的部分，实时数据库由组态数据库、事件库、优先级数据库和历史数据库组成，实时数据库的开发实时控制系统、数据采集系统等软件支撑而成，在企业操作过程中，使用实时数据库进行控制系统的监控，为企业的生产管理和调度、数据分析及远程控制等提供更多更重要的数据服务和数据管理，实时数据库作为企业信息化的基础，可以实现实时采集、获取企业运行过程中的各种数据，满足企业对供电系统的管理和监控，为企业自动化管理奠定基础。

组态数据库简称DSDBS，主要整理和记录特殊命令的数据，及时对特殊数据信息进行反馈总结，反馈数据的属性和时间等相关数据，组态数据库创建的组态信息数据储存到关系数据库中；事件库简称DEDBS，通常在供电网络中出现的突发事件通常由该系统进行保存和处理，具有及时处理和反馈信息，对数据进行后期的控制，特别是在电路突发故障或警报时可以及时处理。优先级数据库按照数据的优先级别划分，时间度数越精确数据越准确，在进行优先级数据库的设计时要保持与整个计算机系统时间的一致性，便于管理者后续的分析总结。历史数据库的主要作用是在存储过去一段时间的数据，并可以随时调动这些数据，供管理人员参考，采用历史数据技术，要及时调整计算机硬盘的存储空间，将数据进行压缩打包防止数据存储不足。内存实施数据库是负责整个控制系统数据的数据交换数据库；实时数据库的五个子库之间相互协作配合，分工明确，通过数据的传输实现实时分析，实现数据的存储和指令发送等功能。动态软件机构系统要实现实时数据库和其他设备之间的数据和通讯，实现监控功能，就要依靠功驱动为连接，功驱动系统与实时数据库系统是相对独立的，可以同时保障数据的可靠和及时。

3 实时数据库和环网交换机系统

实时数据库作为软件的核心部分，组态数据库作为该系统的核心配置，负责记录收集设备运行的情况，将数据进行分析，为数据系统的完善提供支撑，组态软件的实施数据库为实现设备间的通讯连接，实现资源信息的共享。应用信息化技术，矿山自身建立供电的自动化系统，实时监控井上供电系统的情况，实现生产活动的统一安排，降低工人管理存在失误的可能，实现工作面的自动化控制，提高矿井对供电系统的自动化管理水平。

在矿山地面供电综合自动化系统的设计过程中，引入环网交换机设备，采用工业以太网标准相符的交换机，建立地面供电系统的自动化网络平台，设计的平台只有具有广泛的输电范围、对电流起保护作用、安装容易和警报准确及时，才能更好的适应矿山地面的作业环境。在设计过程中还需要引入综合接入网关，实现供电系统对电气设备线路的检测，完善每个部分的监控信息汇总，综合接入网关的设置还可以改变地面供电系统的封闭状况，通过建立网络通讯，实现不同线路之间数据的传输。

4 矿山地面供电综合自动化系统的主要硬件设备

综合接入网关和环网交换机是控制系统的主要硬件设备，综合接入网关的主要作用是对地面的供电系统电路或开关等电气设备继续数据的检测和汇总，并将数据传送到管理平台；环网交换机是非常重要的硬件设备，具有安装操作简便，自动感应报警灯优点，与井上供电系统连接，可以实现实时的检测和自动控制。

实现供电系统自动化控制可以降低各类系统事故的发生，降低停电范围，避免大面积的停电事故发生，防止供电系统出现的事故，矿山供电系统自动化控制可以实现对作业现场的实时控制盒监视，系统自动化控制系统，完成对矿山供电系统自动化控制系统的信息传递，在系统配置的状态下可以对整个矿山的供电系统进行数据的传输和控制

5 结语

综上所述，通过对矿山地面供电系统的设计和改造，一方面提高了矿山安全生产的可靠性，另一方面通过利用综合自动化控制系统，满足能源开采业网络控制对数据的要求，实现地面供电系统的综合自动化设计是提高矿山安全可靠的重要措施，企业只有不断加强对供电系统综合自动化系统的探究，才能提高矿区供电操作的安全程度，提高经济和生产效益，推动能源开采产业的发展。