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煤矿机电信息化管理实现浅析

摘要:随着信息化时代的到来,实现煤矿机电管理的信息化是大势所趋。通过应用信息化技术,不仅可以提高煤矿机电管理的效率,还能提升煤矿生产的安全性。分析了煤矿机电信息化管理的优点,重点探讨了煤矿机电信息化管理的实现及应用,可为煤矿机电管理的信息化提供一定的参考。

关键词:煤矿;机电;信息化;管理

现代化矿井的一个重要标志就是生产高度信息化,在生产中可以实时获取重要的参数。基于信息化技术,现代化矿井的生产效率变得更加高效,同时也变得更加安全。随着煤矿产业升级的进行、煤矿智能化的推进,煤矿机电信息化管理是大势所趋。信息化管理的重点不仅仅在于机电设备运行参数的采集,更注重于状态控制[1-3]。因此,认识煤矿机电的信息化管理十分重要。本文分析了煤矿机电信息化管理的优点,重点分析了煤矿机电信息化管理的实现及应用情况。

1煤矿机电信息化管理的优点

现代化矿井中应用了大量的机电设备,例如提升机、采煤机、运输机及通风机等。为了保证这些设备能安全运行,必须对这些设备进行管理。随着信息化时代的到来,煤矿机电信息化管理已成为必然。与过去的人工管理相比,信息化管理具有管理效率高和安全性高的优点。下面将进行详细介绍。

1.1管理效率高

在实现机电信息化管理后,管理效率将变得更高,可实现管理的自动化和无人化。在过去,机电管理时需要很多的技术人员到现场读取各种设备的运行参数,然后进行汇总,进而实现对机电的管理。这种管理方式不但烦琐,而且工作量大,需要消耗大量的人力和物力,整个过程可能需要持续几天时间[4-7]。更重要的是,读取的数据量很少,一旦数据错误,很容易导致机电管理失败。而在采用信息化管理后,主要通过传感器来采集机电信息,并通过网络平台进行数据实时传输。基本不需要太多的人参与,自动化程度极高。

1.2安全性高

与人工管理相比,信息化管理的安全性大幅度提高。在煤矿生产中,安全非常重要。通过信息化管理,能及时发现设备的故障并做出有效决策,从而避免安全事故的发生。机电信息化管理中采用了各种传感器,主要用来采集各种状态参数,还应用了远程视频监控技术,可在地面上实时查看机电的现场运行状况。对生产中出现的危险情况,可及时准确地做出判断,从而避免安全事故的发生。

2煤矿机电信息化管理的实现

以上分析了煤矿机电信息化管理的优点,主要是管理效率高和安全性高。下面将重点分析煤矿机电信息化管理的实现,主要包括硬件实现和软件实现。

2.1硬件实现

为了实现煤矿机电信息化管理,需采用一系列的硬件设备。这些硬件设备通过有序连接构成了系统,如图1所示。由图1可见,硬件部分主要包括中央控制室、各种服务器及各种控制分站。由于涉及的设备和设施比较多,下面将简要地分析一些关键设备的功能。在煤矿信息化管理中,通常需要设立中央控制室。中央控制室通常位于地面,负责管理煤矿生产过程中所用的机电设备及用电情况,通常由各种控制主机和服务器组成。考虑到需要管理的设备比较多,需要采用多个控制主机,主要有通风、给排水监控系统主机,选煤厂监控系统主机,主井、副井提升监控系统主机等。考虑到机电设备的差异性,在生产中采用了多级信息化管理,即采用了多分站技术。例如,在对皮带机进行管理时,采用井下皮带监控站。井下皮带监控站主要负责采集皮带运行过程中的参数,包括皮带的运输速度、温度、功率及载重量等。与此同时,还采用了视频监控来查看现场的运行情况。多分站技术的最大优点是提高了系统运行的可靠性和稳定性,避免了各个监控站运行过程中的相互干扰。各个监控站采集的数据要传递到地面的中央控制室,这就要搭建信息传输网络。考虑到需要传输高清视频数据,在数据传输过程中采用了工业以太网。为了提高数据传输的能力,以太网的带宽达到了1000Mb。考虑到数据传输的内容较多,为了保证信息传输的实时性和降低误码率,在各个数据传输时至少需要中转1次。中转通常采用冗余服务器完成。经过多级传输,数据最终到达位于地面的中央控制中心。为了实现对数据的显示,还需要对机电的各种参数进行处理,这需要采用软件实现。

2.2软件实现

在进行机电信息化管理时,软件也非常重要。通过软件实现对关键参数的查看和对井下设备的性能操控。软件的主要功能是对采集的数据进行处理并输出,输出的结果主要是各种曲线、状态参数、画面及报警状态等[8-10]。图2所示为煤矿机电信息化管理系统的1个子系统———压风监控系统的画面。从图2不仅可以看出煤矿主要空压机的运行参数,例如供气压力、排气温度、运行状态等,还可以看出通过软件可对压风机进行启停操作。这充分体现了信息化管理的优势。与其他电脑软件不同,这里的软件需要根据控制设备进行编写,是面向硬件的软件。在编写软件时,要重点结合监控设备的特点。为了保证设备运行的安全性,需要根据异常情况设定自动报警程序。考虑到软件的编写比较复杂,这里不再进行赘述。

3煤矿机电信息化管理的应用

以上分析了煤矿信息化管理的实现。为了更好地认识煤矿信息化管理的优势,下面介绍其在煤矿机电管理中的重要应用情况,主要包括在防越级跳闸中的应用和矿井主通风机运行状态管理中的应用。

3.1防越级跳闸中的应用

高压线路的保护器越级跳闸对煤矿生产十分不利。所谓越级跳闸就是在发生故障时,邻近的高压保护器不发生动作,而较远处的高压保护器发生了动作。越级跳闸会造成大面积停电,严重影响煤矿的正常生产,更为严重的是,会对某些设备造成不可逆转的损坏。虽然已经对高压保护器的整定值进行了调整,但是并不能完全阻止这种情况的出现,这是由于电网中故障电流的变化情况比较复杂。为了能较好地处理这种问题,对保护器进行了信息化管理。基于信息化的防越级跳闸管理如图3所示。基于信息化的防越级跳闸可对电网中多个母线的电流进行实时监测,且各个监测器之间进行相互通信。一旦发生异常情况,通过对监测器监测的信号进行综合处理,最终决定高压保护器的动作方式。该系统在山西A矿得到了应用。应用结果表明,在采用该系统之后,越级跳闸的次数降为零,每年可为煤矿创造经

3.2矿井主通风机运行状态管理中的应用

矿井主通风机的运行效率对用电成本十分关键。在绝大多数矿井,矿井主通风机的用电量要占到矿井总用电量的50%~60%。主通风机处于低效率工况点时,需要花费更多电费,这不利于矿井运行的经济性。矿井主通风机工况点的改变主要是由于矿井通风网络的改变导致了矿井通风阻力增加。为了更好地实现矿井主通风机的节能,很多煤矿对矿井主通风机进行信息化改造。通过对煤矿井下通风网络中的风量进行监测,实时核算矿井通风阻力。根据核算的矿井通风阻力,在不停机的状态下实现对通风机运行状态的调整,从而保证主通风机处于高效率运行状态。山西B矿在矿井主通风机运行状态管理中应用信息化管理后,实现了主通风机的长时间高效率运行。经过测试分析发现,平均每个月可节省电费2×105~3×105元,目前已累计为该矿创造了8×106元的经济效益。

4结语

随着煤矿现代化生产的进行,非常有必要实现煤矿机电的信息化管理。信息化管理具有效率高和安全性高的优点。为此,需要在有条件的情况下推进煤矿信息化管理。煤矿信息化管理的关键在于煤矿信号井下和地面的高效传输。通过分析信息化管理在煤矿主通风机和防越级跳闸中的应用,可以发现,煤矿机电信息化管理的应用可为煤矿创造显著的经济效益。

作者:苏志万 单位:华阳新材料科技集团有限公司二矿

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