礦井地面供電綜合自動化系統(tǒng)設計研究論文

　　１前言

　　潞安集團一緣煤業(yè)由于原地面供電系統(tǒng)落后，不能滿足現(xiàn)有礦井地面安全生產的要求，且變壓器與供電線路等服務時間較長而出現(xiàn)老化現(xiàn)象，導致供電系統(tǒng)整體可靠性降低，亟需升級改造。在地面供電系統(tǒng)中，供電線路的控制系統(tǒng)尤為重要。控制系統(tǒng)是整個地面供電網(wǎng)路的管理中心，為系統(tǒng)檢修、排查故障提供依據(jù)。綜合自動化控制系統(tǒng)是現(xiàn)代化管理礦井的發(fā)展趨勢。基于一緣煤業(yè)實際情況，將對升級的地面供電控制系統(tǒng)進行探討。

　　２煤礦地面供電綜合自動化系統(tǒng)簡介

　　地面供電網(wǎng)路的控制系統(tǒng)是基于計算機技術與網(wǎng)路信號傳輸技術的有機結合而形成的對地面供電系統(tǒng)進行管理、檢修的控制平臺。工作任務主要有：實時對地面網(wǎng)路的開關、變壓器、線路的工作狀態(tài)進行監(jiān)測，為管理人員提供管理依據(jù)；控制地面開關等電路元件，為線路檢修、分時供電等控制動作提供集中化操作平臺；根據(jù)供電網(wǎng)路所反映的電氣信息，為故障排查提供依據(jù)。總之，這個系統(tǒng)具有開源化、集中控制化等特征，實現(xiàn)對網(wǎng)路的便捷控制。

　　３一緣煤業(yè)地面供電綜合自動化系統(tǒng)的設計

　　井上供電系統(tǒng)一般涉及的配電及分路眾多，電纜布置繁瑣，且供電要求各異。這樣龐大的系統(tǒng)時刻產生大量的電路反饋信息，因此，在控制系統(tǒng)中還需構建相關的數(shù)據(jù)庫，對各類信息進行分類整理，便于系統(tǒng)的智能判別。以前的電氣開關大多基于繼電器控制，這類開關繁重且可靠性相對較差，如需對某一條線路的開關進行控制，則操作任務繁瑣。故應將以前的基于繼電器技術的開關設備換為基于ＰＬＣ的控制開關，ＰＬＣ技術的優(yōu)點為通過計算機語言編程基于弱電系統(tǒng)控制強電系統(tǒng)，增強系統(tǒng)可靠性的同時，實現(xiàn)便捷開關控制。一緣煤業(yè)的控制系統(tǒng)設計思路如下頁圖１所示，根據(jù)供電要求及特點，對供電控制系統(tǒng)進行規(guī)劃，并基于數(shù)據(jù)庫、智能－人工信息判別、網(wǎng)絡技術、計算機ＰＬＣ控制技術等軟件技術構件控制系統(tǒng)，再配備相應的硬件設備，例如服務器、通信網(wǎng)路、監(jiān)視設備等。

　�。常�１控制系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)結構

　　綜合自動化控制系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)主要包括：ＭＲＴＤＢＳ實時數(shù)據(jù)庫、Ｉ／Ｏ驅動接口以及ＶＢ編程語言控制軟件三部分構成。其中，實時數(shù)據(jù)庫是用來對電路中各種的輸入信息及反饋信息分類整理、判別的基礎，是控制系統(tǒng)的核心部分，主要由五個子庫構成。

　�。保┙M態(tài)數(shù)據(jù)庫（ＤＳＤＢＳ）。ＤＳＤＢＳ主要記錄整理特殊命令數(shù)據(jù)、反饋信息、數(shù)據(jù)屬性以及與時間相關的動態(tài)數(shù)據(jù)。在構建ＤＳＤＢＳ時，獲取的數(shù)據(jù)可由同一ＡＤＯ處理連系，后生成的組態(tài)信息數(shù)據(jù)由關系數(shù)據(jù)庫存儲。

　�。玻┦录�庫（ＤＥＤＢＳ）。供電網(wǎng)路中的突發(fā)事件都由ＤＥＤＢＳ進行處理并存儲。ＤＥＤＢＳ的核心特征為及時反饋特性，對此數(shù)據(jù)的分析、調用，以及后期的控制均要快捷，在發(fā)生電路故障或報警等突發(fā)狀況時，可及時處理。

　�。常﹥�(yōu)先級數(shù)據(jù)庫（ＰＤＢＳ）。ＰＤＢＳ可調出ＲＴＤ－ＢＳ中數(shù)據(jù)，并分析歸類，劃分數(shù)據(jù)的優(yōu)先級別，因此與時間相關度越精確越好。在設計ＰＤＢＳ時，首先應保證與整個系統(tǒng)計算機時間同步，才能保證其調用數(shù)據(jù)的有效性，以便于智能判別或管理者分析。

　�。矗�歷史數(shù)據(jù)庫（ＨＤＢＳ）。ＨＤＢＳ的主要目的是存儲過去一定時間段內的數(shù)據(jù)，以便于在需要這些數(shù)據(jù)時候及時調用，供管理人員分析。ＨＤＢＳ大大降低了數(shù)據(jù)接口及緩存負擔。ＨＤＢＳ的設計要點是：采用歷史數(shù)據(jù)緩沖技術，緩沖區(qū)大小根據(jù)計算機內存以及硬盤存儲空間調整；此外，還可利用數(shù)據(jù)壓縮技術以防數(shù)據(jù)存儲崩潰。

　�。担﹥却鎸崟r數(shù)據(jù)庫（ＭＲＴＤＢＳ）。ＭＲＴＤＢＳ是整個控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中主要負責數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)庫，在構建ＭＲＴＤＢＳ時應重點對訪問接口、索引算法進行優(yōu)化設計。此外，控制系統(tǒng)的Ｉ／Ｏ驅動接口以及ＶＢ編程語言控制軟件是供電網(wǎng)路硬件設備控制中心，通過數(shù)據(jù)傳輸并實時分析，實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲、指令發(fā)送等功能。

　�。常�２控制系統(tǒng)的硬件設備

　　綜合接入網(wǎng)關和環(huán)網(wǎng)交換機設備是控制系統(tǒng)的主要硬件設備，下面對一緣煤業(yè)所用進行簡介。

　　１）綜合接入網(wǎng)關（ＭＳＡＧ）。ＭＳＡＧ的主要任務是對地面供電網(wǎng)路中的電路或開關等電氣裝置的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行匯總，并基于光纖傳送至管理平臺。ＭＳＡＧ基于ＡＲＭ９內核控制器與Ｖｘ－ＷＯＲＫＳ操作系統(tǒng)，采用ＴＣＰＩＰ協(xié)議構見通信協(xié)議，實現(xiàn)跨平臺、跨總線的數(shù)據(jù)傳遞。

　�。玻┉h(huán)網(wǎng)交換機。將以太網(wǎng)標準的環(huán)網(wǎng)交換機應用至地面供電控制系統(tǒng)，環(huán)網(wǎng)交換機是非常重要的硬件，具有輸電局域廣、安裝與維護便捷、可自動感應報警、操作簡易等優(yōu)點。與井上供電系統(tǒng)與控制系統(tǒng)相連接，實現(xiàn)監(jiān)測與自動控制動作。

　　４結語

　　通過對一緣煤業(yè)落后的地面供電控制系統(tǒng)進行改造，保證了礦井的安全生產�；�于數(shù)據(jù)庫、智能－人工信息判別、網(wǎng)絡技術、計算機ＰＬＣ控制技術等軟件技術構件控制系統(tǒng)，構建綜合自動化控制系統(tǒng)，主要軟硬件包括：ＭＲＴＤＢＳ實時數(shù)據(jù)庫、Ｉ／Ｏ驅動接口以及ＶＢ編程語言控制軟件等。地面供電的綜合控制系統(tǒng)是未來煤礦供電控制的發(fā)展趨勢，是現(xiàn)代化礦井的必然要求。

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