浅谈矿井电力综合自动化

文/杨珮，鄂尔多斯市中北煤化工有限公司色连二矿

1 前言

2l世纪煤矿开采技术最为显著的特点，是计算机技术的全面应用和其功能的最大发挥，并将主宰矿山。计算机技术能够使规划、信息、控制和监测等不同部门融为一体，从而使煤矿整个系统发生根本性的变化。煤矿电力网络自动化系统是当前煤矿供电系统的主要发展方向，井下电力设备实现自动化监测、监控，对保证井下供配电设备正常运行，确保供电系统安全意义重大。煤矿电力具有负荷集中、电气设备运行环境恶劣、供电可靠性要求高等特点。建立综合自动化系统对于煤矿电网的安全可靠运行具有重要意义。矿山电力综合自动化系统具体指井下电网微机保护与控制综合自动化系统。它将井下电网保护、控制、监视、测量、故障分析等功能集合在一起，目的是提高供电可靠性和供电质量，减少停电时间、面积，使调度员根据监视情况，在地面控制中心通过遥控、遥调等实现明智、必要的操作。煤矿电力网络自动化系统是当前煤矿供电系统的主要发展方向。

2 综合自动化系统结构

在“数字化矿井”中，矿井电力综合自动化主要指采用网络技术实现自动控制，将煤矿的设备工况信息统一在一个网络平台上。采用自动化技术，建立全矿井控制、基于网络的大型开放式分布控制系统，形成全矿井控制自动化、业务运转网络化等，对煤矿运营状况实行远程监察，以保证对全矿井生产过程进行实时监视、控制、调度管理。井下部分可以是某个区域的信息采集监控站，以及协议转换器。生产控制层采用各种不同技术方式、用于不同生产过程单元所产生的各类不同标准的信息进行汇总，使其可以共享信息状况，达到信息资源利用的最佳化。同时，通过各专业子系统对调度操作。煤矿生产过程环节众多，配套系统繁杂，在生产过程中各个业务环节都将产生大量的信息，如果分散处理，必将会产生大量的信息孤岛。要实现不同系统之间和不同数据格式之间的信息共享与交换，煤矿须构建统一的数据处理中心。

3 软件体系结构

将矿井环境监各生产环节自动控制子系统以及系统自身完全整合。组态软件通过实时数据对数据进行必要的加工后，按照操作员的指令将控制数据送给I／O设备，对执行机构调整控制参数，对于提供历史数据的检索功能。当发生事故报警时，实时地记录报警的历史信息。

3.1 实时数据库

实时数据库是组态软件的核心和引擎，历史数据的存储和检索、数据的运算处理、I／O数据连接都是由实时数据库系统完成的，I／O驱动等组件以实时数据库为核心，通过高效的内部协议相互通信，共享数据。监控组态软件的实时数据库系统分为组态数据库、主动规则库、历史数据库、内存实时数据库等。

3.1.1 组态数据库

由于其主要用于记录项目中的数据点的属性，时间相关性等，考虑到现有成熟技术的廉价性，采用传统的关系数据库，用于构造实时数据库系统。传统的关系数据库现在发展的比较成熟，因而分布式的数据处理等，因而得到了广泛的应用。因此，所有的数据源都可以通过ADO来访问

3.1.2 事件库

事件可以看成是需要立刻处理的计算机系统里的中断。它导致系统保存当前的状态，对突发事情进行处理，再继续原来的任务。在实时数据库系统里加入事件库，处理系统中使得最重要的事情得以及时处理。

3.1.3 主动规则库

事件和状态评测，对于复杂的情形，必须多个数据状态满足一定条件，事务活动需要触发执行，因此主动规则库功能如下：

1)用户可以显式地定义要监视的情形(事件与条件)；

2)一旦说明的情形出现，则触发执行相应的活动；

3)系统自动探测与评价情形的出现。

3.1.4 优先级库

其功能在于为事务调度提供依据的实时特性，为了满足系统定时限制，使最需要更新的数据获得系统资源，从而保证实时性。

3.1.5 历史数据库

有些数据是需要为系统的将来决策提供历史依据，磁盘调度降低磁盘的使用寿命，甚至造成系统瘫痪破坏。因此历史数据的转储机制减轻磁盘的缓冲技术。即使如此，历史数据的数据量是很大的，而磁盘的容量有限，一个是采用数据压缩技术，当磁盘容量到达危险容量值时，要求将历史数据转储到备份磁盘。

3.1.6 内存实时数据库

包含对内存数据库的访问接口，历史数据缓冲区，以及实时数据本身的各种属性，是系统交互的核心区，系统驱动运行的数据来源。

3.2 I／O驱动

监控组态软件的实时数据库以完成特定的功能。因此输入输出系统是与实时数据库相对独立的，但可靠性和实时性是各种设备种类繁多，需要抽象出硬件设备的统一结构。

4 结语

电力是现代化矿山企业的动力，由于煤矿生产环境复杂，缺乏有效的保护手段，这都给事故分析带来很大困难。煤矿井下电网综合自动化系统技术先进、性能可靠、保护功能齐全，并采用井下优先井上、事件优先正常、控制优先巡检的控制策略。该系统中的保护器可以替代各种模拟保护器实现老型开关的改造、更新，并以电网监控中心的工业计算机可以方便地对煤矿的用电负荷进行分级管理使供电更趋于合理。通过实践应用，完全实现了井下电力参数测控的现代化，保证了井下电网的安全使用，同时为煤矿井下变电所的无人值守化打下了一个坚实的基础。