1.江苏师范大学电气工程及自动化学院221116；2.华洋通信科技股份有限公司221000
摘要：矿井安全一直都是煤炭行业生产管理的重要内容，通过矿井安全生产综合自动化系统实现管理结构优化，将不同部分进行统一结合，实现环境信息、安全设备等都能够集中到矿井安全生产综合自动化系统中。矿井安全生产综合自动化系统能够提升煤炭资源开采效率和利用的提高，优势作用明显。一体化监控监测是保证矿井安全的重点。本文对矿井安全生产综合自动化系统的设计与实现进行分析。
关键词：矿井；安全生产；综合自动化系统；设计实现
矿井安全生产综合自动化系统是利用子系统进行的集成整合，实现对煤炭资源开采利用的实时评估，并且对获取到的信息进行综合分析。通过矿井安全生产综合自动化系统完成生产调度，保证数据采集的完整性，矿井安全生产综合自动化系统是资源开发利用现代化的重要措施。能够提升矿井安全预防和危害突发处理能力。
1.矿井安全生产综合自动化系统建设目标
可以使井下井上的工作条件得到优化，各生产环节的信息出现异质性的时候进行有效的整合，完成对矿井安全监测监控、人员定位等。数据的各子系统进行有机集成，对生产状况的综合分析和实时评估完成相关业务数据的采集。通过系统可监控各子系统设备的运行状态和获取必要的安全生产参数，并对各控制子系统发出控制命令。甚至可以利用局域网（LAN），实现矿井生产经营过程与企业管理之间的信息及时交换，从而实现安全生产转换控制网络，实现企业管理现代化的目的。建立生产调度中心，各子系统的集中监控机电设备地面调度中心和地下系统可实现无人值守，定期检查巡视和维护，实现控制一体化的矿井管理。在矿井建设总体规划中，系统易于扩展和升级是矿井安全生产综合自动化系统的关键。
2.矿井安全生产综合自动化系统建设要求
建立矿井综合自动化网络系统，通过该系统完成子系统发布控制命令，并可加入企业信息网络之间的信息交换与企业生产经营实现方式转化，企业为了满足集中控制的要求，传输网络必须建立可靠的交通信息渠道，保证通信接口标准是开放的。将各子系统的数据有机地结合起来，实现生产状态的实时评价。当一个子系统的通信或组件发生故障时，不能影响其他子系统的通信和整个网络的传输性能。建立各子系统机电设备集中监控系统，只有检查人员定期巡视，才能实现对整个矿井的控制和信息集成。要充分考虑数据的安全性，必须有数据备份和病毒保护功能。
3.矿井安全生产综合自动化系统设计
3.1综合结构
在矿井安全生产综合自动化系统的设计过程中，主要发挥计算机和网络技术的优势，建立和完善自动化系统实现对机电设备的自动化控制，并将采集到的信息集中在统一的网络平台。利用各种现代信息技术和自动化技术，完善矿井生产经营模式的创新和完善统一的控制系统的建立，形成全方位的生产过程的矿井自动化控制，生产自动化和业务网络的充分调度，从而更充分地对矿井生产的监督管理，确保生产活动安全有序的运行，一旦出现异常情况能及时发出预警信号。每个节点设备主要在生产控制层统一调度室扩展到地下，地下光纤作为数据传输介质，节点作为嵌入式设备，充当信息采集点系统。生产控制层将不同矿井的生产、技术方法、标准的加工和处理信息，实现信息资源的贡献，有效解决信息资源的共享与交流，提高信息资源的利用效率，为后续的生产经营活动开展奠定基础。所涉及的步骤在矿井的生产过程中会产生大量的信息，信息中包含大量的生产信息，如果分散处理，可能造成的损失，形成信息孤岛，影响信息资源的共享与利用。
3.2软件体系结构
矿井安全生产综合自动化系统软件主要是采用组态设计、井下环境综合监测子系统和生产自动化控制系统，建立统一的自动化系统。组态软件由I/O驱动，在计算机屏幕上以图形和可视化的方式呈现，从现场采集的信息进行处理。对存储在数据库中的重要历史数据发出主控制命令的处理，使用所提供的功能的后续数据的处理效果会通过系统转换完成。发生异常情况后，可以向值班人员发出预警信息，并记录预警信息。软件的核心部分具有历史数据检索功能，一旦出现事故就会报警处理和存储报警数据信息，对数据进行科学的分析和计算，也可以实现I/O数据连接等。实时数据库主要由几部分组成，第一，配置数据库作为系统配置的核心，主要负责记录设备的运行状态、数据属性和相关性分析，为后续的数据库系统提供完善的数据支持；其次，事件库是事故报警可以自动急救处理数据信息。第三个活动规则库允许用户根据实际需要选择要监视的事件。
3.3技术设备
矿井安全生产综合自动化系统主要包括环网交换机、综合接入网关设备，环网开关是工业网络系统，矿井主要设备的建设组成，本身就具有非常突出的特点，输入功率范围、功率范围大、安装维修方便等优点，更能适应恶劣的工作环境。综合接入网关是一种系统的互联网和变电站接入功能的监测装置，现场总线信息的数据采集对于网络的要求相对较高，在光纤传输系统的帮助下，与传统的监控系统相比，有效提高闭合缺陷监测系统。
3.4网络传输
矿井安全生产综合自动化系统的建立需要实时速率的提升，在制定过程中充分考虑系统的特点，突出开放性和可靠性。选择通用性强和具有明确标准的设备；选择一个可靠的网络；保证产品的一致性。建议采用单芯电缆，12芯接地可作为工业以太网的千兆传输链路，推荐井下36芯光纤作为传输线。骨干交换机的中继环，分支开关构成的分支网络，建议选择开关放置干燥，空气液固定的房间，在满足基本需求的系统，维护简单的可能，要准备备用系统，以确保任何链路故障都能够得到控制，不需要停下来进行维修或更换整个系统。
3.5历史数据库
功能是为调度提供实时性、时限性的依据，为了满足系统资源，需要更新数据采集系统，保证实时性。需要一些数据来为系统的未来决策提供历史证据，磁盘调度减少了磁盘的使用，甚至导致系统瘫痪。因此，历史数据的转储机制降低了磁盘的缓冲技术。即便如此，历史数据、数据量很大，且磁盘容量有限，一个是使用数据压缩技术，当磁盘容量达到危险容量值时，需要将历史数据转储到备份磁盘。内存数据库访问接口，包含历史数据缓冲区和各种属性，实时数据本身就是核心系统的交互，系统驱动程序运行数据源。采用高性能服务器双机热备份模式，或基于组件级冗余容错服务器的行业标准，在满足功能需求的基础上，进行简单维护。对服务器所有部件的要求都可以做热插拔，即CPU、电源、硬盘、内存、风扇或主板故障的设备，可以在不停地更换的基础上，使硬件故障造成的意外停机时间可以在每5分钟内缩短。
结束语
利用集成化信息进行矿井安全生产综合化系统设计，充分的发挥硬件与软件的优势特点，实现不同系统之间的有效连接，通过安全生产综合自动化系统实时进行矿井现场的监控，保证矿井生产管理一体化。矿井安全生产综合自动化系统保证生产过程统一调度，降低人工管理失误几率的出现，并且能够在发生安全事故的第一时间发出预警信号，全面的实现矿井生产管理水平的提升。安全生产综合自动化系统是矿井管理现代化的重要体现。
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