物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)合

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摘要：以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)，指出煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題，并從系統(tǒng)配置、系統(tǒng)功能、系統(tǒng)感知等方面的實(shí)現(xiàn)，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)合應(yīng)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；煤礦；自動(dòng)化系統(tǒng)；智能化

引言

煤礦作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的重要支柱，通過煤礦資源的開采，可有效保證行業(yè)領(lǐng)域性經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出穩(wěn)定增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。然而，隨著現(xiàn)階段生態(tài)環(huán)保問題的日益加大，煤礦資源在開采過程中將對(duì)生態(tài)環(huán)境造成一定的危害，大多數(shù)煤礦企業(yè)也在尋求新技術(shù)、新工藝，減少煤礦生產(chǎn)過程中環(huán)境影響因素。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系與煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)合，可有效為數(shù)據(jù)信息建構(gòu)多維度的傳輸機(jī)制，保證系統(tǒng)功能在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)可正確落實(shí)到煤礦生產(chǎn)過程中，以此來推動(dòng)煤礦企業(yè)的自動(dòng)化、智能化轉(zhuǎn)型，進(jìn)而為煤礦企業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特性論述

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是指將物體建立一個(gè)信息標(biāo)識(shí)機(jī)制，然后將其與互聯(lián)網(wǎng)體系中的信息節(jié)點(diǎn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，保障物體在運(yùn)行過程中所有的信息可及時(shí)整合到系統(tǒng)中。物聯(lián)網(wǎng)體系的實(shí)現(xiàn)主要通過傳感器技術(shù)、識(shí)別技術(shù)、定位技術(shù)、掃描技術(shù)等為主，通過對(duì)事物本體進(jìn)行全過程監(jiān)督，以采集出系統(tǒng)對(duì)該類事物運(yùn)行過程中所需要的信息。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)可有效將物體與人們、物體與物體之間建立一個(gè)信息傳輸通道，通過數(shù)據(jù)整合與運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是作用在互聯(lián)網(wǎng)體系之上來實(shí)現(xiàn)的，其是對(duì)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)囊粋€(gè)延展形式，當(dāng)然企業(yè)可通過局域網(wǎng)內(nèi)部參數(shù)的設(shè)定來實(shí)現(xiàn)某一地區(qū)的數(shù)據(jù)互聯(lián)，保證此類局域網(wǎng)系統(tǒng)下事物以及人們行為所產(chǎn)生的信息精準(zhǔn)地傳輸?shù)较到y(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效率整合及運(yùn)算[1]。

2煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題

2.1標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)問題

煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)是現(xiàn)階段主要發(fā)展方向，然而從我國(guó)自動(dòng)化煤礦采集及運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)效果來看，整個(gè)管理機(jī)制以及標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)參數(shù)的設(shè)定仍處在完善過程中，特別是在自動(dòng)化系統(tǒng)初始建設(shè)時(shí)期，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)并未能達(dá)到自動(dòng)化運(yùn)行基準(zhǔn)，這就造成平臺(tái)業(yè)務(wù)處理無法與實(shí)際運(yùn)行需求達(dá)成一致，令煤礦自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)無法深度落實(shí)到生產(chǎn)及運(yùn)營(yíng)管理中。此外現(xiàn)階段煤礦自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，無法與開放性資源體系的建設(shè)達(dá)成一致，進(jìn)而令自動(dòng)化系統(tǒng)在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)無法正確執(zhí)行相關(guān)指令。

2.2外部感知問題

感知問題主要是指煤礦在生產(chǎn)及管理過程中，多以地上與地下的數(shù)據(jù)通訊為主，在實(shí)際設(shè)定過程中無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域，在煤礦生產(chǎn)體系中存在一定的空白區(qū)。而對(duì)于自動(dòng)化系統(tǒng)來講，其主要實(shí)現(xiàn)機(jī)制是建立在數(shù)據(jù)信息的時(shí)效性基礎(chǔ)之上完成運(yùn)行的，以保證終端操控設(shè)備可正確、及時(shí)執(zhí)行系統(tǒng)指令。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)信息傳輸存在斷層時(shí)，則地上計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將無法正確查證出地下各類信息環(huán)境。一般情況下，此類問題是通過有線電纜的搭建來完成信息采集，但在數(shù)據(jù)傳輸過程傳輸線路對(duì)數(shù)據(jù)的整合及處理屬于基層是應(yīng)用，其無法對(duì)整個(gè)運(yùn)營(yíng)體系形成全方位監(jiān)控，同時(shí)受地下礦井采集工作動(dòng)態(tài)性因素的影響，各個(gè)管理工作的開展將存在較多的不確定性，進(jìn)而加大系統(tǒng)對(duì)各類信息的采集難度。

2.3軟硬件集成問題

軟硬件集成問題主要是針對(duì)現(xiàn)階段煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)搭載的設(shè)備運(yùn)行平臺(tái)來確定的。然而大多數(shù)煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)過程中，整個(gè)建設(shè)中心偏重于硬件平臺(tái)的組建，在軟件系統(tǒng)的安裝及應(yīng)用過程中則呈現(xiàn)出消極現(xiàn)象，這就造成自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用，因?yàn)檐浖c硬件無法形成有效協(xié)調(diào)所產(chǎn)生功能層面上的缺失。特別是對(duì)于數(shù)據(jù)系統(tǒng)來講，如未能針對(duì)上層控制中心在建立一個(gè)合理的數(shù)據(jù)支撐，則必然保證井下各類信息無法有效地傳輸?shù)降厣辖邮障到y(tǒng)中，讓數(shù)據(jù)信息的共享存在滯后性問題[2]。

3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)合運(yùn)用

3.1系統(tǒng)配置的實(shí)現(xiàn)

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引進(jìn)對(duì)于煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)來講，可針對(duì)煤礦細(xì)節(jié)的運(yùn)行機(jī)制來建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的信息傳輸體系，將煤礦開采設(shè)備以及操作工序所產(chǎn)生的信息正確連接到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，以此來實(shí)現(xiàn)全方位的監(jiān)控。通過煤礦系統(tǒng)自動(dòng)化與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合，保證數(shù)據(jù)信息交換機(jī)依據(jù)內(nèi)部編碼識(shí)別實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效交互，此類技術(shù)的實(shí)現(xiàn)可有效替代傳統(tǒng)有線數(shù)據(jù)傳輸中的集成功能，以此來保障物聯(lián)網(wǎng)體系下各類設(shè)備的運(yùn)行信息，可快速精準(zhǔn)地響應(yīng)到系統(tǒng)服務(wù)中，進(jìn)而降低因數(shù)據(jù)監(jiān)控盲區(qū)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息傳輸滯后性問題。此外，通過物聯(lián)網(wǎng)體系的建設(shè)，可最大限度保證系統(tǒng)在運(yùn)行過程中不會(huì)因?yàn)閿?shù)據(jù)信息傳輸?shù)恼`差所造成數(shù)據(jù)丟失的問題，通過在承接數(shù)據(jù)運(yùn)行的計(jì)算機(jī)設(shè)備添加防護(hù)墻，可針對(duì)整個(gè)煤礦自動(dòng)化所搭載的網(wǎng)絡(luò)體系中，形成一個(gè)基于數(shù)據(jù)終端而實(shí)現(xiàn)的防護(hù)體系。

3.2系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)多以集中控制為主，通過將煤礦自動(dòng)化運(yùn)行框架之內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效整合，保證自動(dòng)化設(shè)備在實(shí)際工作過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息可同步上傳到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，以此來縮減終端設(shè)備對(duì)系統(tǒng)指令的響應(yīng)時(shí)間。與此同時(shí)，可針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)與煤礦自動(dòng)化工作體系所形成的數(shù)據(jù)整合機(jī)制來編制相應(yīng)的程序，利用組態(tài)軟件對(duì)各類電氣設(shè)備以及操作工序進(jìn)行邏輯性保護(hù)，通過系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)信息的相應(yīng)機(jī)制，保證設(shè)備各類工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換可符合當(dāng)前煤礦自動(dòng)化生產(chǎn)及運(yùn)行的參數(shù)需求。此外，在顯示功能方面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所搭載的自動(dòng)化成像功能，可有效保障在物聯(lián)網(wǎng)體系下煤礦設(shè)備設(shè)備運(yùn)行所產(chǎn)生的信息精準(zhǔn)的映射到數(shù)據(jù)模型中，然后依據(jù)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的可視化功能，將當(dāng)前數(shù)據(jù)信息所產(chǎn)生的變動(dòng)路徑進(jìn)行精準(zhǔn)呈現(xiàn)，例如，視頻信息、音頻信息等。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的自我診斷功能可有效在數(shù)據(jù)庫(kù)與社會(huì)中磚建立一個(gè)信息互聯(lián)機(jī)制，通過數(shù)據(jù)信息的整合與測(cè)定，分析出當(dāng)前設(shè)備在運(yùn)行過程中存在的故障信息并進(jìn)行記錄，進(jìn)而為后續(xù)設(shè)備的運(yùn)維保養(yǎng)提供數(shù)據(jù)服務(wù)[3]。

3.3系統(tǒng)感知的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)感知的實(shí)現(xiàn)主要是依托于數(shù)據(jù)信息在物聯(lián)網(wǎng)體系下的運(yùn)行機(jī)制，通過主干網(wǎng)絡(luò)與感知網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，保證數(shù)據(jù)鏈路層可精準(zhǔn)的為井上、井下提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。此類感知功能的實(shí)現(xiàn)和有效保證系統(tǒng)在當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)體系下進(jìn)行全范圍覆蓋，然后通過系統(tǒng)檢測(cè)功能的設(shè)定，物聯(lián)網(wǎng)體系可對(duì)各類設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，這樣才可有效保證頸內(nèi)出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)，井上系統(tǒng)及時(shí)接收到報(bào)警，此過程上可有效避免人力資源的大量投入，最大限度提高井下生產(chǎn)工作的安全性。

4結(jié)語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)，可依據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)建構(gòu)出基于互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的信息服務(wù)機(jī)制，保證設(shè)備運(yùn)行可同步響應(yīng)指令需求，進(jìn)而為煤礦開采工作體系自動(dòng)化、智能化的建設(shè)提供基礎(chǔ)保障，以加速我國(guó)煤礦企業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展[4]。

參考文獻(xiàn)

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[3]宋燾，李懸，馬騁.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能化綜采管理平臺(tái)[C].陜西省煤炭學(xué)會(huì)、重慶市煤炭學(xué)會(huì)、內(nèi)蒙古煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)、青海省煤炭學(xué)會(huì).煤炭綠色開發(fā)地質(zhì)保障技術(shù)研究———陜西省煤炭學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)（2019）暨第三屆“綠色勘查科技論壇”論文集.陜西省煤炭學(xué)會(huì)、重慶市煤炭學(xué)會(huì)、內(nèi)蒙古煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)、青海省煤炭學(xué)會(huì):陜西省煤炭學(xué)會(huì)，2019：485-491.

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作者：張力 單位：陜西延長(zhǎng)石油集團(tuán)橫山魏墻煤業(yè)有限公司