物联网技术应用于煤矿智能化系统中的方法分析

白亚军

[摘    要]在现代经济建设过程中，煤矿产业对国家整体经济水平具有很大的影响，相关单位需要对其进行深入分析。煤矿生产在开展具体工作时，科学构建智能化系统是其高质量有序开展的重要保障。在具体建设智能化系统时，科学应用物联网技术能够有效提升建设效果，确保智能化系统运行的有序性和高效性。文章对物联网技术在构建智能化系统中的应用进行了分析，从系统配置，系统结构，系统特点，接入方式，系统功能，系统感知六个方面进行了论述。提出了应用物联网技术的具体方法，进行了具体应用策略的研究，实现了实时检测的效果，对煤矿开采过程中的监管问题进行有效解决。

[关键词]物联网技术;煤矿生产;智能化系统;应用方法

[中图分类号]TD82 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）09–00–02

[Abstract]In the process of modern economic construction， the coal mine industry has a great influence on the overall economic level of the country， and relevant units need to conduct in-depth analysis on it. In the specific work of coal mine production， the scientific construction of intelligent system is an important guarantee for its high-quality and orderly development. In the specific construction of intelligent system， the scientific application of Internet of Things technology can effectively improve the construction effect and ensure the orderly and efficient operation of intelligent system. This paper analyzes the application of Internet of Things technology in the construction of intelligent system， and discusses from six aspects： system configuration， system structure， system characteristics， access mode， system function and system perception. The specific method of applying Internet of Things technology is put forward， and the specific application strategy is studied. The effect of real-time detection is realized， and the supervision problems in the process of coal mining are effectively solved.

[Keywords]internet of things technology; coal mine production; intelligent system; application method

煤礦智能化系统在生产过程中，科学应用物联网技术具有重要的价值，可以确保系统运行的有序性和高效性，进而确保能够更为高效地开展煤矿开采工作，保障相关人员的工作质量和工作效率，使煤矿开采工作具有更高的安全性，推进我国现代煤矿智能化发展。为了进一步明确煤矿生产在建设智能化系统中如何更为高效地应用物联网技术，特此进行本次研究活动，为国家经济水平的全面提升创建良好的条件。

1 物联网技术特性

在煤矿工程建设过程中应用物联网技术时，首先需要对其各个物体设置信息标识机制，使其与物联网中的信息节点实现关联，进而确保能够在系统内及时整合物体具体运行过程中产生的所有信息。扫描技术，定位技术，识别技术和传感器技术是实现物联网体系的重要基础，通过全面监督事物本体，采集出该系统中相关事物具体运行时需要应用的各项信息。科学应用物联网技术可以在不同物体之间设置信息传输通道，通过对其各项数据进行整合分析，实现万物互联。企业在对其进行具体应用时，可以通过设定局域网内部相关参数，确保某一区域数据可以实现互联，保证在系统数据库内精准传输在局域网下人们行为和事物所出现的信息，进而确保高效率，整合各项数据对其进行科学运算。物联网技术是5G商用发展的重要技术，5G技术的科学应用可以为现代人们生产生活带来一定的便利条件，而物联网技术的发展为5G创造了充分的展示舞台。此时，5G的科学应用可以有效落实智慧开采、车辆联网、智能运输、智慧洗选、智慧监控，进而保障物联网技术的作用可以得到最大程度的发挥。

2 煤矿智能化系统中应用物联网技术的重要价值

通常情况下，煤矿开采工作存在较大的安全风险，由于矿井环境具有较高的复杂性和恶劣性，所以在具体进行矿井开采时，需要对安全工作加强重视。煤矿企业需要科学建设安全监测网络，并对其进行合理完善，确保能够全面监测煤矿开采工作，进而保障能够对其进行更为有效的安全管理，对煤矿开采工作人员的生命安全进行有效保障。与此同时，在我国现代煤矿行业发展中，必须对现代信息技术进行合理应用，为我国煤矿行业的进一步发展创造良好的条件，使其实现更高的持续性。煤矿企业在具体构建安全监测网络时，物联网技术可以为其提供必要的技术保障。一般情况下，在物联网技术中存在大量核心技术，对其进行合理应用，能够在煤矿生产控制，安全管理等层面，智能化系统构建基础框架，从而实现行业生产控制水平的有效提升，保障煤矿生产效率，确保煤矿开采工作的有序性和高效性。

3 物联网技术具体应用

3.1 系统配置

煤矿行业在进行智能化系统的构建时，物联网技术的科学引入可以对煤矿开采时出现的各种问题进行更为有效的解决。在对其进行具体应用时，需要科学改造井下生态系统，然后科学设计和应用电气设备系统，同时还需要对其通风系统和监控系统进行合理优化。此时，相关子系统能够同时进行汇总监测工作，保证煤矿企业能够对电气设备具体运行状况和井下开采环境实时把握。5G技术的到来使物联网技术可以实现更高的通信效率，可以使其信息汇总和信息传播的速度不断加快。煤矿生产单位在利用物联网技术进行智能化系统的设计时，系统防火墙，信息采集装置，核心交换机和信息存储服务器是信息系统架构的主要内容，其中核心交换机能够交换主干网络数据，而其他组成则可以确保智能化系统具有更高的安全性能，有效拦截外来信息。

在智能化系统内，还需要进行相关数据库的合理配置，与此同时，通过科学引进5G通信技术，可以实现系统通信性能的进一步增强。煤矿企业在开展日常工作时，为了对其通信质量进行更为有效的保障，需要合理应用光纤。在地面合理设置污水处理系统，人员定位中心，视频中心，监控中心和变电站等，相关系统可以接入地面控制中心，在矿井下还需要进行给排水系统科学设置配电系统与皮带运输系统，此时，可以在地下环网中直接接入，可以确保数据传输的安全性与可靠性，进而使其系统操作具有更高的便携性。

3.2 系统结构

煤矿生产在利用物联网技术构建智能化系统时，具体包括控制层，信息层和设备层，不同层面具有不同的职能。其中，设备层可以有效连接和科学管理网络中的设备和控制层，而控制层可以实时传输网络数据，同时具备报文传送和闭锁等功能。5G技术的科学应用，可以使其管理人员实时监控井下工作，对其进行远程管理，实时掌握各部门工作的具体情况，并对其进行严格管理。信息层能够有效落实编程控制，保障煤矿企业之间能够利用物联网进行通话。

3.3 系统特点

（1）科学应用交换机，可以对其环保冗余进行有效保障，进而保障能够对其生产数据进行更为有效的传输。与此同时，还需要在系统内部进行相关服务器的合理配置，确保能够全面采集安全信息。相关工作人员通过对该服务器进行合理应用，可以對其相关子系统以往生产中产生的各项数据实时查询，并对其进行实时记录，进而确保能够对煤矿生产环境进行更为科学的分析。此外，企业通过科学引进物联网技术，能够使用户实时查询与全面浏览各项数据。

（2）在煤矿具体生产中，物联网技术的合理应用，可以确保煤矿智能化系统运行具有更高的安全性。

（3）煤矿生产通过合理应用物联网技术，能够对其安全性进行更为有效地保障。通过科学设置防火墙，合理安装杀毒软件，可以有效预防病毒攻击，同时还可以避免非法用户入侵。在煤矿生产进行智能化系统建设时，需要对双重架构进行合理应用，确保可以对其各项数据进行更为高效地传输。

3.4 接入方式

在现代煤矿生产过程中，通过物联网技术进行智能化系统的合理构建，需要针对不同子系统设置不同接入方式，在将其接入网络单元时，需要对大协议进行合理应用，确保服务器能够直接交换相关数据。在实时存储相关数据并对其进行合理调用时，动作面桥接是其实现的主要方式。地面控制中心和其他数据库，则需要进行WinCC组态软件的简单开发，能够大大降低连接难度。在煤矿生产进行井下通信时，通常选择利用CAN总线，此时需要对数据进行实时采集，所以不能直接利用以太网进行机内连接，而是在转换之后，再将数据统一传输到信息采集服务器。

3.5 系统功能

煤矿生产在进行智能化系统的具体构建时，其系统通常具有以下3项功能。

（1）可以集中控制工作面子系统，此时组态软件的科学应用，能够使系统充分发挥各项功能，进而保障电气设备可以正常使用启动功能，复位功能，停止功能和测试功能。地面控制中心在开展日常工作时，需要对组态软件进行科学应用，确保能够有效保护各项电气设备，进而保证能够远程编程对其各项故障进行有效排除，实现运行状态的合理切换。而且在系统内部，还可以集中式监控主风机的相关运行参数，具体包括风机入口静压，风机温度，流速，电机功率和运行频率等。

（2）显示功能。通过科学应用智能化系统，能够全面展示各个子系统的各项运行信息。例如，泵房，胶带机，变电站，工作面，风机等。同时，当某个系统内部有故障出现时，系统能够迅速报警，此时检修人员能够进行及时有效的处理。将该系统和变电站检测有效结合，能够对其变电设备的运行状态和各项参数进行全面展示。此时现场工作人员可以针对实际情况实施远程分合闸操作，并对设备的功率、电流以及电压正常显示。系统在进行井上变电站检测时，还可以全面展示变电设备各项参数和运行状态，相关工作人员可以根据实际运行情况进行远程合分闸。

（3）故障诊断功能。物联网技术的合理应用，可以系统智能化诊断工作面内相关子系统的运行故障，进而确保能够准确分析故障成因和故障位置，然后通过语音报警向检修人员提醒，对其进行及时处理。在具体运行该项系统时，系统可以对其故障进行汇总，随后将其存储在系统内部。此时，管理人员能够对其历史故障记录进行深入分析，并对其进行科学查询。为了确保智能化系统具有更高的安全性能，还需要进行矿用防爆设备的合理应用，将其作为连接设备。5G技术的合理融入，可以对其连接效果进行更为有效的保障，相关人员需要对其进行深入分析。然后利用协议和标准化接口保障相关子系统可以实现正常通信，进而实现完整系统的有效形成。在该系统内信息集成平台是其核心要素，而OPC协议和WinCC组态团建能够无缝连接各个工作面的相关子系统。

3.6 系统感知

通常情况下，在实现系统感知时，需要将运行数据信息作为各项工作的重要基础，有效连接主干网络和感知网络，保证数据链路层能够向井下和井上进行数据传输服务的精准提供。实现该类感知功能，确保物联网体系具有更大的覆盖范围，然后进行系统检测功能的科学设定，此时物联网体系能够对其设备运行状态实时分析，进而保障井内发生危险情况时，可以及时向井上系统报警，进而使其人力资源投入得到有效控制，确保井下生产工作具有更高的安全性。

4 结束语

煤矿生产在建设智能化系统时，通过科学应用物联网技术，能够合理优化系统配置和系统结构，完善系统特点，改进系统接入方式，强化系统功能和系统感知，从而实现煤矿开采工作的进一步发展。使其具有更高的开采效率，保障相关人员能够更为有序地进行煤矿开采工作，提升整体工作效率，保证我国煤矿生产建设能够得到更大的发展。

参考文献

[1] 张力.试析物联网技术与煤矿自动化系统的结合[J].现代工业经济和信息化，2020（11）：68-69.

[2] 齐敬敬.基于物联网关键技术的煤矿井下设备管理系统的设计研究[J].信息系统工程，2019（9）：65.

[3] 马昆.物联网技术在采煤机设备上的应用研究[J].中国设备工程，2019（7）：160-161.

[4] 赵明光.基于物联网煤矿综合自动化控制系统研究[J].中国设备工程，2020（9）：177-178.