信息新技术在矿山皮带集控系统中的综合应用分析

摘 要：当前矿井下的皮带运输控制模式，很多采用的都是一种单系统模式，不仅控制厂家比较多，同时由于系统的兼容性比较差，在无法形成控制网络的情况下，很难对皮带运输做出集中控制。针对这些当前矿山皮带运输中的不足，需要结合新时期的信息技术，通过一种集中控制系统的建立，实现矿山皮带运输过程中的自动化和信息化。基于此，通过对信息技术视角下矿产皮带集控系统的分析，提出一定的应用过程中，希望给相关人员提供一定借鉴。

关键词：信息新技术;矿山皮带集控系统;应用;分析

0 前言

矿山皮带集控系统利用信息化技术，可以充分发挥信息数据的作用，让整个釆矿皮带集控系统保持先进性、可靠性、安全性，在矿产运输使用中不仅安装维护简单，同时有着较高的运输效率。因此对信息新技术在矿产皮带集控系统中的应用进行分析，有着重要的研究价值[1]。

1 信息技术下矿山皮带集控系统概述

由于信息技术下矿山皮带系统属于集中控制的性质，所以在构成上，下位机需要有着抗干扰能力强、性能稳定可靠、开放性好、控制手段灵活以及管理功能丰富等优势。并且还需要配备相应的闭锁保护装置、网络摄像机以及相应的报警装置等。并且集中控制之间的自动化还往往需要实现很多通讯信息的交互，所以需要在控制箱之间设置出相应的通讯总线，从而将所有的控制数据都集中到控制箱当中。然后会通过互联网将控制箱数据上传到集控室中，从而实现对矿山皮带系统的集中控制。另外在这一过程中需要注意采用光纤为主要通信介质，才能满足对釆矿生产现场过程数据存储性的要求。

另外对于矿山皮带集控系统中信息技术的运用来说，虽然现场总线能够为集中控制带来很大的方便以及优越性，但同时由于采矿现场的总线标准过多，无法满足所有厂家的需求。所以在矿山皮带集控系统中于运用信息技术互联网传输，能够很大程度上提高系统的通用性和兼容性，让集控系统的具体应用变得更加具有适应能力以及拓展性。而从主要构成来讲，其中上位机主要由工控机、不间断电源以及打印机所组成。而通过系统集控室可以对矿山生产现场的所有信息都进行掌握，做到工业控制，对现场的各种情况都进行及时处理。并且通过信息技术，集控室中有关釆矿生产现场的视频画面，可以对皮带的运输状态进行实时监控，从而减少一些不必要的事故，对于集中控制有着重要意义[2]。

2 现场环形数据总线实现过程

2.1 EAPS概述

随着城域网中信息技术网络应用的不断加深，当前二层网络的规模也在不断扩大，而一些常用的传统生成树技术，无论是收敛速度还是扩展效率上都还存在不足。而这种EAPS技术则可以很好的解决这一问题，在具体保护协议上，其形式主要是一个特殊的链路层协议，从而构建出环状的信息网络。这样即便是在链路中断的情况下，信息环网的各个节点也可以在很短的时间内就恢复通信，从而更好的满足电信级别的收敛速度以及网络的冗余备份要求。是矿山皮带运输机信息技术应用的重要支撑。

2.2 基本原理

通过EAPS技术在矿山皮带运输机控制总线技术上的增强应用，往往可以具有<50ms的保護倒转能力，从而可以用一种较低的成本来维护整体运输过程中电信级的网络可靠。这种EAPS技术的作用发挥，主要依赖其独立的环状组网方式，虽然对环节上的具体节点没有数量限制，但是这种节点的具体数量会直接影响故障时的收敛时间。并且无论节点数量如何，一般在环上都只会有一个主节点，其他都为附属节点[3]。另外主节点在和环状网络连接过程中，一般有一个是主端口，而另一个则为次端口。在主节点没有受到相应的帧信号时，主节点就会进入一种环路故障状态，此时主节点就会利用次端口，向环路上的所有节点都发发送出相应的控制报文。而当这种环状信息网络上的传输节点发现有端口出现故障时，一些节点应该立即向主节点发送出相应的控制帧。主节点在受到控制帧信号以后立即快速作出反应，进入到环路故障状态，同时打开次端口。并且在这一过程中主节点还需要对FDB表保持定期刷新，同时向信息环状网络上的其他节点发送出相应的FDB表控制报文，帮助各个节点来学校新的拓扑，实现EAPS有效应用。

2.3 环状信息网各个节点实现过程

首先在环正常状态时，此时主节点上的次端口在逻辑上会对业务数据产生一种阻塞，这样可以确保控制数据和业务数据之间都能够按照一种正确的路径进行传输。其次在环故障状态上，当某一个传输节点在运行过程中，检测到了任意一个端口出现故障以后，立即通过控制VLAN的方式向主节点发送出相应的控制报文。当主节点受到控制报文以后，就会理解进入故障状态从打开次端口。并且主节点会同时刷新出FDB表，然后再向其他节点发送出控制报文，让其他节点也能跟随更新FDB表，刷新完毕以后，每个节点都会开始学习新的拓扑结构。

此外在环检测上，主要是指由用户设定出相应的时间间隔，然后主节点会向VLAN发送出相应的帧数指令，如果此时环是一种完整状态，那么次端口就会收到health-check帧[4]。并且在收到以后次端口还会对故障周期计时器进行重置。这种时间通常也是用户自行定义，但是需要住址时间的科学合理，如果计时太短有可能导致误判，而如果计时太长则会导致时间过长。只有科学定义故障周期计时器，才能让环保持为一种正常状态。而如果主节点的次端口在没有受到这种帧的情况下，此时就会自动改变为故障状态，并且打开次端口。同时系统的轮询机制会提供出相应的备份，防止这种帧的丢失。

2.4 环恢复

在整体信息环状网络处于故障状态时，一些主节点仍然可以周期性的在主端口上对相关报文进行表达，这样一旦当环状网络恢复状态时，“health check”帧就会在次端口上被接收到，这就主节点就会回到正常状态。并且次端口在逻辑上也会阻塞一些非控制报文，在刷新FDB表的同时，将这些报文发送到相应的传输节点上，这样就可以帮助其重新学习拓扑。另外在传输节点检测到恢复和主节点检测到恢复时，此时次端口依然是一种打开的状态，这样环状网络中不同的端口就会收到相同的数据帧，导致拓扑上产生环路。为了避免这种情况发生，通常传输节点会将一些刚恢复的端口临时置于一种阻塞状态，并且对其进行记录。同时将一些节点转到“预转发”的状态。当这种状态的节点收到相应的报文时，就会更新FDB表，并且将环转移到正常状态，完成环恢复[5]。

3 结语

综上所述，信息新技术在矿山皮带运输机上的应用，可以以一种环形数据总线的方式来对传统的工业级控制网络进行替代，有着技术和结构上的天然优势。 在实际应用过程中，不仅保证了数据传输之间的稳定性，并且当某一节点异常断掉时，这种环网的修复时间较短，提高了现场的适应性，从而让矿山皮带运输集控系统的效率和稳定性有着明显提高。

参考文献：

[1]杨毅.物联网技术在煤矿综合信息化建设中的应用分析[J].山东工业技术，2017（15）：35-36.

[2]赵辉.PLC技术在煤矿皮带运输系统中的应用[J].中国新技术新产品，2016，No.319（09）：16-17.

[3]朱赞祥，颜国勇.皮带机集控系统在东怀煤矿的应用[J].企业科技与发展，2016，No.413（03）：111-114+118.

[4]吕圣洁.PLC技术在煤矿皮带运输系统中的应用探析[J].中国战略新兴产业，2018，No.164（32）：132.

[5]牛明远.矿用皮带机变频电控系统在煤矿中的应用[J].山西能源学院学报，2018，v.31;No.124（03）：34-36.

作者简介：

陈卫芳（1988-），男，山西晋中人，学历：本科，现主要从事综采自动化工作。