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[摘 要]现阶段，我国的经济发展的十分的迅速，煤矿工程的发展也有了很大的提高。煤矿开采过程中，井下施工人员面临很大威胁，例如瓦斯、煤尘、冲击地压等，为了保证施工人员的安全，提高井下的工作效率，必须应用自动化系统，大量减少现场的施工人员、监督人员和管理人员，实现高效的工作。
[关键词]矿井；综合自动化系统；设计策略研究
中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）48-0070-01
引言
由于相关技术的研发和成熟以及市场对开采效率的要求，在矿井中应用了综合自动化系统。该系统下辖很多子系统，例如视频监控系统、水泵监控系统、通风监控系统、电力监控调度系统、井下人员定位管理系统、井下安全监测监控系统等，各个子系统都受到主系统的控制，同时主系统可以对子系统传递的信息进行处理，结合处理情况控制相关的系统操作，具有高度信息化、自动化的优势，而且达到了矿井施工的要求，提高了整体的工作效率。
1综合自动化系统的组成情况
矿井综合自动化系统主要分三部分：第一层是管理层；第二层是通讯层，通讯层也就是厂站这个级别的；第三层是现场层，第三层属于间隔级的，这三部分就是矿井综合自动化的整体结构。这一个大系统中还包含了很多子系统，如保护系统、监控系统、信息管理系统。根据矿井变电站的结构，可以将综合自动化系统设计为三个大框架，分别是井下电网监控系统、NSC变电站自动化系统、集控管理中心，合理地将这三个框架结合到一起，这样就构成了适合煤矿生产的系统。在煤矿生产过程中，生产条件非常恶劣，这对自動化系统的设计提出了更高的要求，在进行煤矿生产时，该系统必须有很稳定的工作状态，供电稳定，发生故障的概率低。系统中监控主单元是非常重要的部分，在实际生产中发挥着重要的作用。内部功能模块完善，扩展性、兼容性、互换性都很好，间隔层的控制单元和保护单元都是针对特定的对象进行设计的，二者之间都是相互独立的，根据实际需求，还可以组成馈线出线间隔，在矿井中每个间隔层都可以安装监控装置和保护装置，相关设备都是配套的，保证实际作用的发挥。这些子系统可以在现场进行参数设定，能对组态进行灵活调整和扩展，适合变电站的物理过程，因此有很好的实用性。
2矿井综合自动化系统设计方法研究
2.1分析设计安全监测系统的策略
矿井距离地表面很远，因此在井下工作有很多不便，同时也存在一定的危险性，为了保证施工人员的安全、煤矿开采的质量，要在井下安装安全监测系统，该监控系统构成并不复杂，主要由传感器、监控分站、地面中心站、信息数据传输接口构成。当启动该系统之后，即可以正常运行，一般在24h不间断对井下的作业情况、安全情况进行检测，如果发现井下的一氧化碳、瓦斯、温度、烟雾、风速等参数超过临界值，也就表明比较危险，监测系统会自动开启报警，这样井下工作人员就能及时做好安全防护工作，或者及时将工作人员疏散到地上。在每一个监控分站中可以连接四个传感器，监控分站与传感器的最远距离可以达到2km，这样在同一个地点监测，所得到的数据是不同的，在此基础上，该系统还可以对不同点的相同项目或者不同项目进行监测。由此可见，监测系统的功能非常强大，通过对其的设计完善，达到矿井的要求，保证生产的安全性。
2.2设计管理系统的方法
矿井工作人员在井下作业时，时刻都面临着不可预知的事情，如果遇到突发问题，将会直接威胁工作人员的生命安全。针对这一情况，技术人员结合现实情况，开发了井下安全监测监控系统，在实现对工作人员的定位和管理中，该系统需要现场总线、工业以太网等系统作为主传输平台，在进行系统对接过程中，还要利用标识卡、数据通信接口、本安型读卡分站等，这样定位管理设备就能和主系统挂接到一起，利用专用的管理软件和读卡分站可以和主系统的数据库连接，工作中根据需求及时进行数据交换和数据共享，最终达到对井下作业人员的跟踪定位和安全管理。在对该子系统设计中，侧重对井下作业人员的监测管理，对工作人员的有效识别，这样这一管理系统不仅操作简单，有很强的实用性，而且还充分体现出了人性化的管理，融入信息化技术，再加上和主网络的连接，最终达到高度自动化的效果。通过实践的应用发现，该系统的应用解决了对井下工作人员的管理问题，可以对工作人员的进出、考勤等进行监测和控制，提高了管理的工作效率。
2.3设计监控调度系统的策略
在进行煤矿生产过程中，煤矿的电力监控调度系统非常重要，其可以结合实际生产情况，合理分配电力，同时保证整个井下用电的安全；另一方面，该系统还可以对煤矿中的运转设备、供电系统等进行监督控制，做好整体的安全保护、生产监督等工作，不仅如此，该系统还可以对供电设备和供电系进行在线参数监测或者远程操作控制，当发生安全问题后，能够在第一时间对事故报警，分析数据并进行统计，保护系统运行安全。该系统的作用发挥对矿井综合自动化系统的运行有至关重要的作用。
2.4设计水泵监控系统的策略
在井下生产中，对水泵的监控非常重要，其可以将矿井内的积水、地下水抽出到井外，方便开采人员使用机械设备。一旦水泵出现故障，将会直接影响开采的进程。水泵监控系统主要应用了传感器技术，及时进行相关数据的采集，然后再将相关数据传输给监控分站，在分站中有对应的数据处理设备，直接对数据进行整理分析，通过监测传感器的485接口接入到MCTP节点设备，再利用MCTP环网的光纤将分析后的数据传递给井上的工作人员，最终由地上的上位机进行处理和分析。完成数据的采集、收集、传递、处理分析之后，控制系统会结合实际情况采取动作，最终返回泵房对水泵进行控制。上述这一整套流程都是自动化操作，在提高效率的同时，可以实时监测到水泵在地下的工作情况，保证其工作的稳定性。
2.5设计运输监控系统的策略
运输监控系统具有很强大的功能，能够对现场的急停、堆煤、打滑、超温洒水、跑偏、纵撕等数据进行收集，整理之后传输给相关系统，这样煤矿调度中心就可以对主井的皮带机进行集中控制。在此基础上，该系统还可以与网络通信系统结合，达到对多条胶带输送机的控制，主要控制内容有皮带运输机的保护控制、连锁控制，这样就实现了对矿井皮带输送机的一体化控制，在现场不需要有人值班监督，利用这些先进的自动化控制系统就可以达到以上的效果。
结语
通过以上对矿井综合自动化系统设计策略研究发现，矿井综合自动化系统非常重要，如果设计不合理或者没有结合矿井的生产特点、生产要求进行设计，将会直接影响其功能的发挥。因此，在设计之初就要充分考虑当前矿井开采的实际需求，有针对性的设计各个子系统，提高设计质量，做好各个子系统和主系统的连接，这样在实际应用中就可以发挥其功能，提高工作效率，降低危险系数，提高产品质量。
参考文献
[1钱建生，等.基于物联网的煤矿综合自动化系统设计[J].煤炭科学技术，2016，39（2）：73-76.
[2黄伟力，郭龙.煤矿综合自动化系统平台的设计与实现[J].煤矿安全，2015，43（1）：58-61.
[3顾对芳，等.基于WonderwareIAS的煤矿综合自动化系统平台的设计和应用[J].工矿自动化，2016，38（12）：16-19.
[4蔡利梅，等.中平能化集团矿井综合自动化系统研究与实践[J].煤炭科学技术，2015，43（11）：107-110.
[5张应华，等.基于工业以太网的煤矿综合自动化系统设计[J].煤矿机械，2016，34（1）：256-258.
[关键词]矿井；综合自动化系统；设计策略研究
中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）48-0070-01
引言
由于相关技术的研发和成熟以及市场对开采效率的要求，在矿井中应用了综合自动化系统。该系统下辖很多子系统，例如视频监控系统、水泵监控系统、通风监控系统、电力监控调度系统、井下人员定位管理系统、井下安全监测监控系统等，各个子系统都受到主系统的控制，同时主系统可以对子系统传递的信息进行处理，结合处理情况控制相关的系统操作，具有高度信息化、自动化的优势，而且达到了矿井施工的要求，提高了整体的工作效率。
1综合自动化系统的组成情况
矿井综合自动化系统主要分三部分：第一层是管理层；第二层是通讯层，通讯层也就是厂站这个级别的；第三层是现场层，第三层属于间隔级的，这三部分就是矿井综合自动化的整体结构。这一个大系统中还包含了很多子系统，如保护系统、监控系统、信息管理系统。根据矿井变电站的结构，可以将综合自动化系统设计为三个大框架，分别是井下电网监控系统、NSC变电站自动化系统、集控管理中心，合理地将这三个框架结合到一起，这样就构成了适合煤矿生产的系统。在煤矿生产过程中，生产条件非常恶劣，这对自動化系统的设计提出了更高的要求，在进行煤矿生产时，该系统必须有很稳定的工作状态，供电稳定，发生故障的概率低。系统中监控主单元是非常重要的部分，在实际生产中发挥着重要的作用。内部功能模块完善，扩展性、兼容性、互换性都很好，间隔层的控制单元和保护单元都是针对特定的对象进行设计的，二者之间都是相互独立的，根据实际需求，还可以组成馈线出线间隔，在矿井中每个间隔层都可以安装监控装置和保护装置，相关设备都是配套的，保证实际作用的发挥。这些子系统可以在现场进行参数设定，能对组态进行灵活调整和扩展，适合变电站的物理过程，因此有很好的实用性。
2矿井综合自动化系统设计方法研究
2.1分析设计安全监测系统的策略
矿井距离地表面很远，因此在井下工作有很多不便，同时也存在一定的危险性，为了保证施工人员的安全、煤矿开采的质量，要在井下安装安全监测系统，该监控系统构成并不复杂，主要由传感器、监控分站、地面中心站、信息数据传输接口构成。当启动该系统之后，即可以正常运行，一般在24h不间断对井下的作业情况、安全情况进行检测，如果发现井下的一氧化碳、瓦斯、温度、烟雾、风速等参数超过临界值，也就表明比较危险，监测系统会自动开启报警，这样井下工作人员就能及时做好安全防护工作，或者及时将工作人员疏散到地上。在每一个监控分站中可以连接四个传感器，监控分站与传感器的最远距离可以达到2km，这样在同一个地点监测，所得到的数据是不同的，在此基础上，该系统还可以对不同点的相同项目或者不同项目进行监测。由此可见，监测系统的功能非常强大，通过对其的设计完善，达到矿井的要求，保证生产的安全性。
2.2设计管理系统的方法
矿井工作人员在井下作业时，时刻都面临着不可预知的事情，如果遇到突发问题，将会直接威胁工作人员的生命安全。针对这一情况，技术人员结合现实情况，开发了井下安全监测监控系统，在实现对工作人员的定位和管理中，该系统需要现场总线、工业以太网等系统作为主传输平台，在进行系统对接过程中，还要利用标识卡、数据通信接口、本安型读卡分站等，这样定位管理设备就能和主系统挂接到一起，利用专用的管理软件和读卡分站可以和主系统的数据库连接，工作中根据需求及时进行数据交换和数据共享，最终达到对井下作业人员的跟踪定位和安全管理。在对该子系统设计中，侧重对井下作业人员的监测管理，对工作人员的有效识别，这样这一管理系统不仅操作简单，有很强的实用性，而且还充分体现出了人性化的管理，融入信息化技术，再加上和主网络的连接，最终达到高度自动化的效果。通过实践的应用发现，该系统的应用解决了对井下工作人员的管理问题，可以对工作人员的进出、考勤等进行监测和控制，提高了管理的工作效率。
2.3设计监控调度系统的策略
在进行煤矿生产过程中，煤矿的电力监控调度系统非常重要，其可以结合实际生产情况，合理分配电力，同时保证整个井下用电的安全；另一方面，该系统还可以对煤矿中的运转设备、供电系统等进行监督控制，做好整体的安全保护、生产监督等工作，不仅如此，该系统还可以对供电设备和供电系进行在线参数监测或者远程操作控制，当发生安全问题后，能够在第一时间对事故报警，分析数据并进行统计，保护系统运行安全。该系统的作用发挥对矿井综合自动化系统的运行有至关重要的作用。
2.4设计水泵监控系统的策略
在井下生产中，对水泵的监控非常重要，其可以将矿井内的积水、地下水抽出到井外，方便开采人员使用机械设备。一旦水泵出现故障，将会直接影响开采的进程。水泵监控系统主要应用了传感器技术，及时进行相关数据的采集，然后再将相关数据传输给监控分站，在分站中有对应的数据处理设备，直接对数据进行整理分析，通过监测传感器的485接口接入到MCTP节点设备，再利用MCTP环网的光纤将分析后的数据传递给井上的工作人员，最终由地上的上位机进行处理和分析。完成数据的采集、收集、传递、处理分析之后，控制系统会结合实际情况采取动作，最终返回泵房对水泵进行控制。上述这一整套流程都是自动化操作，在提高效率的同时，可以实时监测到水泵在地下的工作情况，保证其工作的稳定性。
2.5设计运输监控系统的策略
运输监控系统具有很强大的功能，能够对现场的急停、堆煤、打滑、超温洒水、跑偏、纵撕等数据进行收集，整理之后传输给相关系统，这样煤矿调度中心就可以对主井的皮带机进行集中控制。在此基础上，该系统还可以与网络通信系统结合，达到对多条胶带输送机的控制，主要控制内容有皮带运输机的保护控制、连锁控制，这样就实现了对矿井皮带输送机的一体化控制，在现场不需要有人值班监督，利用这些先进的自动化控制系统就可以达到以上的效果。
结语
通过以上对矿井综合自动化系统设计策略研究发现，矿井综合自动化系统非常重要，如果设计不合理或者没有结合矿井的生产特点、生产要求进行设计，将会直接影响其功能的发挥。因此，在设计之初就要充分考虑当前矿井开采的实际需求，有针对性的设计各个子系统，提高设计质量，做好各个子系统和主系统的连接，这样在实际应用中就可以发挥其功能，提高工作效率，降低危险系数，提高产品质量。
参考文献
[1钱建生，等.基于物联网的煤矿综合自动化系统设计[J].煤炭科学技术，2016，39（2）：73-76.
[2黄伟力，郭龙.煤矿综合自动化系统平台的设计与实现[J].煤矿安全，2015，43（1）：58-61.
[3顾对芳，等.基于WonderwareIAS的煤矿综合自动化系统平台的设计和应用[J].工矿自动化，2016，38（12）：16-19.
[4蔡利梅，等.中平能化集团矿井综合自动化系统研究与实践[J].煤炭科学技术，2015，43（11）：107-110.
[5张应华，等.基于工业以太网的煤矿综合自动化系统设计[J].煤矿机械，2016，34（1）：256-258.