远程网络的煤矿井供电监控系统设计研究.pdf

205 科学管理 2020年第5期 随着互联网技术的快速发展，计算机技术被广泛 应用到了各行业业中。在煤矿的生产及安全管理中， 也引入了计算机技术、自动化技术与网络传输技术。 互联网技术可以让煤矿生产更加安全，煤矿的安全问 题是整个煤矿生产的重心，尤其是煤矿井下供电监控 系统的安全更是重中之重。根据可靠性、实用性的原 则，在计算机技术的基础之上，开发出一款基于远程 网络的煤矿井下供电监控系统显得十分有必要。 1 系统结构设计 在矿井开采中，煤矿井下供电监控系统经常会出 现一些开关保护松动的情况，导致煤矿井下频繁出现 停电事故。发生停电事故后，不及时对电网进行实时 监控，无法快速预判停电原因，影响恢复供电时间， 导致矿井安全生产延期。因此，针对此种情况，对现 有的煤矿井下供电监控系统进行了重新设计与研究， 在远程网络的基础之上，进行了系统框架分析，如图1 所示。 大屏幕 操作员客 户机 监控主服 务器 监控冗余 服务器 井上主交 换机 井上冗余 交换机 数据采集 服务器 井下隔爆 交换机 地面集控站 数据交换中心 井下监控分站 井下隔爆兼 本安分站 高开综合保 护器 图1 系统结构图 井下监控分站是整个供电监控系统的核心，包含 了电力检测单元、电力监控站以及交换机等设备，分 别对变电所、智能型保护装置以及中心主站及电力检 测单元进行保护。井下交换机的主要功能是对各个电 力监控站进行数据通信连接，以保证供电监控系统可 以对井下的各个电力监控站进行数据的互通互联。 数据交换中心的数据采集服务器，与井下交换机 相连，对井下中的各个电力监控分站的数据进行汇总 与备份；冗余的网络交换机采用冗余设计，可以最大 化的保证数据交换中心的数据安全。 地面集控站中包含了电力监控室服务器与操作员 站，根据采集到的数据对电网进行运行监控。地面集 控站保留了web接口，用于扩充服务器使用；视频服务 器对井下和配电室中的信号进行监视；web服务器用于 电网数据的采集，并以网页的形式进行发布。 2 软件设计 2.1 设计原则 根据自动化设计的特点，在进行软件系统设计时 需要与SCADA系统结合；需提供多媒体智能报警功 能；采用面向对象的方式进行系统设计与分析；采用 面向用户的方式进行设计；数据保持统一；拥有完善 的用户管理系统；保证数据信息、告警提示在线；针 对数据对象进行灵活扩展。 2.2 总体结构 自动化远程监控系统按照功能划分，如图2所示。 该监控系统的核心是程序，其他的模块都需要在核心 程序的基础之上进行工作。在该模块中，包含了多种 功能，如触发算法、数据库维护以及分类、存储等。 数据采集程序根据现场的数据进行采集，处理完成后 将数据输送到核心程序中，由核心程序负责与其他的 模块进行通信。 核心程序 数 据 采 集 程 序 数 据 接 口 程 序 智 能 多 媒 体 查 询 监 控 电 话 语 音 网 络 视 频 远 程 数 据 监 控 图2 供电自动化远程监控系统软件设计 在整个核心程序中，web查询监控系统具有浏览功 能，用户可以通过web查询监控系统的IE浏览功能，查 看网络中的监控数据，特有的报警功能也可以通过IE 进行报警确认；通过电话语音查询拨打报警电话，对 现场最新的情况进行查询。 2.3 数据库软件 该系统采用了力控实时数据库，该数据库的功能 强大，可以为企业的信息化建设提供完整的管理工 具，保证数据的及时与准确性，为企业的统一管控提 供保障。该数据库具有以下功能分布式结构支持多 种方式；可靠性高；数据存储功能强大；可以完成毫 秒的数据采集；海量数据存储；支持多种标准。 3 系统功能 3.1 方法与路线 该系统中的软件采用高级汇编语言进行编写，实 远程网络的煤矿井供电监控系统设计研究 翟彦 山西新景矿煤业有限责任公司 山西 阳泉 045000 摘要针对现有煤矿井下开采中存在的问题，采用基于远程网络进行煤矿井下供电监控系统的重新设计，对无法及时 判断的故障进行修复，避免矿井出现更大的安全隐患。 关键词远程网络 煤矿 井下供电 监控系统 科学管理 206 2020年第5期 时性得到了保障；监控系统软件采用高级语言编写， 可以为用户通过较好的体验，操作界面友好，扩展性 较强。该系统还可以根据现场的实际情况进行扩展， 如图3所示。 系统用户 实时画面历史曲线报警信息Web页面 数据处理数据存储实时报警Web发布 监控平台 数据采集模块数据接口模块 视 频 电 源 温 度 烟 雾 漏 水 进 程 通 道 节 点 网 格 主 机 图3 系统整体流程结构图 在初始化模块中载入相关的配置参数，如类型、 数量等，根据模块进行不同参数的配置，同时还可以 启动对应的通信端口哦，为各个端口提供服务线程。 同时，将采集到的数据载入缓冲区，将时间间隔设置 为1s，根据模块配置的参数进行数据对照，直到得出 最终的数据，并将最终的数据存入数据库中。 数据接口流程主要功能是将初始化模块载入对应 的配置参数中，对数据库的类型及口令进行配置，同 时启动接口服务，建立对应的数据信息，并从数据库 中将所需数据进行读取，时间设置为1min。 实时数据更新模块融合采集模块与接口模块，将 两种模块中的数据进行实时记录。判断数据的真实 性，并将真实的数据更新到数据库中。每隔5min会发 生一个历史数据，根据设计好的格式保存数据文件， 根据每种报警的类型判断不同的使用算法，当数据出 现报警后，对报警的信息进行打包，并将打包后的数 据发送到报警模块中。 报警信息接收模块主要针对监控系统的报警类型 进行判断，根据不同的报警信息加入到不同的报警缓 冲区中，根据报警的信息进行恢复，并将对应的信息 从缓冲区删除。 3.2 主要功能 监控变电所会通过环境监控对局部的区域进行检 查，通过温度传感器检测实时温度；通过摄像头监控 画面；系统对电源的交流测量功能进行实时监测，当 超过设定值后会自动触发报警功能；系统对自动化的 系统进行监控，当自动化设备发生异常，会第一时间 通知维护人员；根据图形画面对监控现场的运行情况 进行监控，当发生异常，会出发报警信息；通过PLC 可编程功能设定智能报警，根据报警级别与时间段呼 叫相关责任人；系统带有自动修复与自动报警功能， 可以自动检测到系统的异常，根据系统的故障类型提 供修复方案；系统中加入了远程监控电话模块，系统 中产生的所有报警信息都会自动发送到相关责任人的 手机上。 4 结束语 煤矿井下电力监控系统的自动化设计可以帮助煤 矿提高生产，保证生产安全，提高生产效率。对整个 煤矿井下操作的电网设备进行实时监控，从而实现智 能化井下变电站的最终目的。 参考文献 [1] 邢丽坤， 周孟然 . 基于两层网的煤矿井下电力远程 监控系统设计 [J]. 煤炭工程 （11） 110-111. [2] 王永红 . 基于 InTouch 的煤矿井下电力监控系统的 设计与研究 [D]. 太原理工大学， 2012. [3] 张翠云， 王福忠 . 基于 RS-485 总线的煤矿井下供 电远程监控系统 [J]. 矿山机械， 2007（5） 121-122. [4] 刘沛 . 照金煤矿电力监控系统的设计与应用 [D]. 西 安科技大学， 2015. 作者简介 翟彦， 女， 1984 年 3 月， 山西昔阳县， 本科， 中国矿业大 学， 电气工程及其自动化， 山西新景矿煤业有限责任公司。 用关闭输送机电源，该装置自动化水平高，防跑偏、 窜跳效果好，可以有效避免输送机跑偏现象。 4 结束语 实施优化改进措施后大大提高了综采工作面机械 设备运行效率，降低了设备故障率，提高了设备安全 性能，保证了综采工作面安全高效生产，并取得了显 著的应用成效。 参考文献 [1] 续斌杰 . 煤矿机械设备电气自动化技术的应用 [J]. 机械管理开发， 2017（8） 148-149. [2] 王建功 . 双滚筒采煤机常见故障原因及改进研究 [J]. 江西化工， 2019（4） 265-266 [3] 赵宇杰 . 煤矿桥式转载机常见故障分析 [J]. 现代矿 业， 2018（10） 162-163. [4] 闫伟 . 矿用刮板输送机常见故障及其预防 [J]. 中国 石油和化工标准与质量， 2019（9） 37-38. [5] 陈维炳 . 带式输送机跑偏原因分析及处理方法 [J]. 机电信息， 2019（24） 66-67. 作者简介 郝建涛 （1975.05-） ， 男， 山西昔阳人， 本科， 毕业于太原 理工大学， 工程师， 从事煤矿机电设备管理工作。 （上接第210页）