煤矿自动化系统中物联网技术的应用

煤矿自动化系统中物联网技术的应用

宗象宏

内蒙古牙克石五九煤炭（集团）有限责任公司牙星分公司一号井。内蒙古牙克石市 022150

摘要：随着科学技术的发展，我国的物联网技术有了很大进展，并在煤矿自动化系统中得到了广泛的应用。物联网技术在煤矿开采领域中有着极高的应用价值，通过在煤矿自动化系统中应用物联网技术，能够实现对矿井人员与设备的预先感知，进而在提高煤矿开采效率的同时，也能进一步促进我国煤矿产业的现代化发展。鉴于此，本文便对煤矿自动化系统中物联网技术的应用意义、内容及其应用效果进行深入的研究。

关键词：煤矿；自动化系统；物联网；技术应用

引言

煤炭作为中国十分重要的消费能源之一，其重要性不言而喻，但同时煤炭行业也被视为高危行业，瓦斯爆炸、煤尘爆炸、矿井火灾、冲击地压等灾害事故频频发生，在很大程度上影响了煤矿的安全生产，并对人们的生命财产安全造成了很大的威胁。随着信息技术的飞速发展，煤矿数字化、信息化、自动化程度显著提升，再加上各种形式的监测监控系统广泛运用，在很大程度上降低了煤矿事故的发生率，减少了人员伤亡数量。总而言之，新技术的运用能够真正意义上实现对煤矿生产过程中爆炸、火灾、围岩等众多潜在事故隐患的实时监测、预警和科学决策，是“互联网+”环境下煤矿安全高效生产的一个必然选择。

1物联网概述

物联网通过诸如射频识别、监测监控技术、人员位置监测、视频监视、物理化学传感器等信息检测装置，将各部分连接到互联网，以便根据商定的协议进行信息交换与对接。最后，实现了智能识别、定位、追踪、监视和管理，这其中包括在互联网上建立商品之间的联系，交换和交换信息。物联网应用服务模式包括四种类型：智能控制应用于工业或工业客户企业；智能控制应用公共客户；数据采集与动态监测；定位跟踪行业或企业中的客户。物联网的价值在于让人与事物、事物和事物之间能够进行沟通。物联网可以分成三个层次：感知层、底层、间隙层。感知层可以获得在真实世界中的数据，是物联网应用发展的基础应用对象阵列；下层是用于收集数据的感知层，中间层是用于传输数据的网络层，上层主要是应用，正常情况下，感知层包括数据采集、传输。通过传感器等装置获取数据，然后通过诸如蓝牙、红外线、总线等数据传输技术来传输数据。网站现有通信网络和互联网是构成物理网络层的基础。这也是现有网络技术的延伸，正在通过各种数据传输技术，如有线和无线通信技术、网络技术等加以实现。由感知层收集的数据信息，并允许智能处理和分析，应用层可以将工业要求结合起来，因为它是数字信息技术与工业专业技术之间的深层融合。体现了物联网处理数据的特征，并且提供正确的决策，实现知觉和传输信息的智能处理，并为用户提供丰富的特殊服务。

2物联网技术在煤矿自动化系统中的应用意义

煤矿开采作业本身便具有一定的安全风险，因矿井环境恶劣、复杂，这也使保证矿井开采安全变得非常重要。对于煤矿企业而言，必须建立一个完善的安全监测网络，以此实现对煤矿开采工作的全方位、精确化监测，以此提高自身的安全生产管理水平，保障煤矿开采人员的人身安全。并且，在我国煤炭行业发展过程中，还要运用各种信息化手段，只有这样才能更好推动我国煤矿行业的可持续发展。物联网技术的出现，使其能够为安全监测网络的建立提供可靠的技术保障，在物联网技术中包含了许多核心技术，将物联网技术作为核心，以此对能够全面覆盖煤矿管理、安全以及生产控制等各个层面的自动化系统基础框架进行建立，将在极大程度上提高煤矿行业在生产控制水平，提升煤矿生产效率，确保煤矿开采作业的有序进行，而这也正是物联网技术的应用意义所在。

3煤矿自动化系统中物联网技术的应用内容

3.1系统配置

在煤矿自动化系统中引入物联网技术，其目的在于能够更好地解决煤矿开采过程中所遇到的实际问题，在此过程中，需要对原有的井下生态系统进行改造，以此对通风系统、工作面监控系统和电气设备系统等进行设计与应用，这些子系统均能够在同一网络平台中进行汇总监测，进而帮助煤矿企业实时掌握井下开采环境与电气设备的运行状态。在以物联网技术为核心的煤矿自动化系统中，其系统架构中包括两台核心交换机，交换机的作用在于能够对主干网络数据进行交换，除了核心交换机，还包括安全信息采集装置、系统防火墙以及历史记录存储服务器等，这能够有效提高煤矿自动化系统的安全性能，实现对外来信息的有效拦截。在煤矿自动化系统中，还配置了相应的数据库，并利用OPC通信协议来实现系统通信功能。为了提高通信质量，在煤矿自动化系统中还应用了光纤作为通信介质，在地面则包括变电站、监控中心、视频中心、人员定位中心、污水处理系统等，这些系统均能够在地面控制中心环境上进行接入，在矿井下还安装有配电系统、皮带综保系统和给排水系统等，可在地下环网中实现上述系统接入，通过一系列的系统配置，以此保障数据的可靠、安全传输，同时系统操作也比较便捷。

3.2物联网监控生产线的实时安全

工业电视监控网络系统是数字化煤矿的重要组成部分。它采用各种先进的监控设备，在井下安装摄像头，能够全面监控煤矿区、煤储库、输送机和重要地面区域，监控信息可以传送到调度室。各个现场监控管理人员能对各生产线进行动态监控，发现问题及时解决。这个系统是一个基于互联网的系统，也是一个能够不接触测量煤炭产量来进行计量的设备。这个系统通常用于煤矿开采中存在瓦斯或煤尘爆炸危险的场所，还能够连续自动测量输送带上散料的流量和堆积重量。

3.3应用服务层

应用服务层主要向企业及监管部门提供面向管理人员的大数据分析决策系统，比如一通三防、瓦斯预警、矿压分布等，以及各类软件服务，从而让相关的工作人员能够实时掌握辖区内的生产状况。除此之外，它还具有用户身份认证、权限控制以及个性化配置等功能。根据用户和监管部门的要求，所上传的煤矿监测数据必须要做一个相对应的分析处理，比方说参数异常判断分析、历史数据统计分析和报警统计等。尤其是对煤矿人、机、环境高度耦合的大系统来说，庞大的数据在矿井灾害预警模型的支持下，预测预警将会变得更加精确，煤矿云平台是其得以实现的信息化基础。与此同时，煤矿视频监控所产生的非结构化数据具有规模大、增速快、价值密度低等特点，需要更为深入地挖掘才能将数据的应用价值最大限度地发挥出来，使得视频监控从分析事故原因为主逐步向智能预警为主的方向转变。

3.4数据信息的共享

建立煤矿安全监控平台的目的就是要将煤矿内已经建成的各种安全监控系统进行融合集成，确保不同安全监控系统的数据信息能够共享，为煤矿安全和管理提供服务。本平台能够将不同系统的数据进行共享使用，且将这些数字信息同时显示在一个应用软件平台中。另外，软件具有良好的拓展性，可以通过不同形式的接口实现与其他软件的连接。

结语

总而言之，在各个领域中已广泛应用物联网技术，尤其是在煤矿生产领域，通过在自动化系统中引入物联网技术，不仅能够大幅减少系统故障的维修时间，而且信息也能在各个子系统间进行高效的共享与传输，进而使人力物力得到节约的同时，大幅提高了系统可靠性，因此在煤矿生产领域中具有极高的推广与应用价值。

参考文献

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