摘要 :我国工业体系不断发展，对于煤矿资源的需求量也不断加大，但我国的煤矿品质较差，开采难度也在不断提升。因此要明确煤矿自动化数据集成过程中的难点，综合结构设计、硬件设计、软件集成等多方面方面，整合数据模式，解决采矿中存在的问题。基于此，本文将主要论述煤矿综合自动化数据采集解决方案。
关键词: 煤矿、综合自动化、数据采集、解决方案
引言:我国自动化数据集成技术发展较晚，煤炭工业产能大部分来自落后的生产工艺。预测可知，到2030年煤炭需求量在50亿左右，单纯依靠人工开采，难以满足工业生产的大量需求。管理人员应该综合自动化开采技术，完善自动化的数据采集，实现全面监控，保障井下安全，提高作业可靠系数。
一、煤矿综合自动化数据采集解决方案的概述
自动化数据采集技术将微电子与机械设备有效结合起来，综合了机械、微电子、传感器、计算机等多种学科，是一项复杂性的集成科学。在整体采矿作业过程中，系统可以自动分析数据类型，诊断系统的工作状态，进行后续的转换、传输等一系列操作，提高了煤矿采集工作效率，降低设备的操作难度，增强设备的稳定性，保障一线采矿人员的生命健康权。
二 、煤矿综合自动化数据采集解决方案中存在的问题
（一）自动化数据集成复杂
煤矿地质条件较为复杂、环境恶劣、信号通讯较差，监控设备落后，导致煤矿生产安全形势非常严峻，煤矿伤亡人数居高不下。在传统采矿工业系统控制中，包括了中心控制系统、电液控制系统、泵站子控制系统多个系统。耦合存在困难。子系统众多、内部的通讯接口和通讯协议不一致，控制层级之间的逻辑关系复杂，很难保证实时性与动态性。设备种类较多，日常工作维护量大。
（二）数据信息孤岛
矿井下磁场复杂，在数据传输过程中经常出现问题，导致监控画面、声音不流畅。工业控制体系网格化增强，对于数据单元的处理能力也提出了更高的要求，但由于煤矿企业自身的传统性特点，外界的互交性低，信息孤岛问题严重。仍然以传统的思维模式看待自动化数据采集，处在数据系统管理的边缘。
（三）专业素养不达标
采矿人员作为自动化数据管理中重要一环，据统计分析，人为原因造成事故的比例所占大部分。采矿属于体力劳动，大部分人员的文化程度较低，缺少统一的数据化培训，虽然整体采矿技术熟练，缺少数据意识，一旦遇到突发事件并没有数据概念，很容易出现严重的操作事故。
三、煤矿综合自动化数据采集解决方案探究
（一）整合三方平台
采矿过程中涉及到多个数据模型，设计人员要不断简化数据流程，形成扁平化的控制构架，综合地下的开采环境。构造全控制、全模块化可编程的自动化集成平台。
（1）监控中心
监控中心主要对数据进行监控和集成，是负责数据传输过程中的中心环节，监控中心可以快速调取子系统中的界面，进行参数修改。有效简化工作模型，保证控制指令的动态化。也可以与矿井进行沿线通讯，完成对井下的综合调度，实现设备的紧急关停，达到数据自动化控制。
下图为监控中心流程图
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（2）三机子系统
采矿机械的停顿控制是三机子系统的主要功能。三机子系统控制系统与地面语音直接相连，实现工作的预警、闭锁保护等重要功能。通过对内部数据的监控，预判未来的工作状态。实现对变频器的动态控制，形成整体的闭环反馈机制。
（3）液压支架控制系统
液压支架作为采矿过程中的动力基础，其可靠性、安全性直接影响着整体的采矿产率。要匹配特定的数据模式，采用专门的液压控制器，通过总线型的管理模式，将工作面所有的液压支架进行统一调配。通过对液压支架的动作耦合模拟，及时发布命令，操作对应的液换阀进行先导性工作，并将作业数据及时传递到监控主机中。
（二）强化数据模式
煤矿开采一般环境比较恶劣，存在着大量的安全隐患，通过耦合传感器、载波模块、采煤机切割模块，实时获取采煤机的真实运行数据。辅助添加滚筒高度传感器和M23A精确定位系统。保证采煤传感系统能够实时分析数据。需要完善地质勘测，重点测量煤矿含量，类型，平均厚度、矿体倾斜程度等。根据重要数据，探测出矿体的水平切割线，做好自动化数据整合工作。综合全液压凿岩机具，尽可能实现半自动化与自动化作业。通过前期数据处理，确定采矿位置，实现微控制，并利用自动清除机器，清除矿洞内的垃圾，实现远程管理，提高采集效率。
下图为M23A的工作模式
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例如，可以在数据控制系统内，安装无线交换机时，融合机载控制，利用c++、Jara进行单独模式自处理。快速耦合控制模块、自适应控制模块、路径记忆模块等多个模型实现远程读取技术，综合采用总线分线的模块结构，通过内部IP的协议，实现对工业环网交换，完善对数据的接收和处理。合理设置数据格式处理器为LPC2377/?LPC2378，频率?48?MHz。存储系统为504Kbytes?flash，58Kbytes?SRAM。通过统一系统参数，完善管理工作模型，赋予数据控制系统更多的优势，使数据运行更加稳定，满足现场采矿的多种要求。
（三）发挥自动化数据的指导意义
采矿中各项数据直接录入到模型分析中，通过计算机控制系统，对采集数据进行拆分、统计，形成一个完整的3D可视化管理，自动录入、检验、输出，规避采矿中存在的风险，实现采矿连续工艺利润最大化。明确超宽的电压输入范围：6～42V；采用了三菱FX2N系列的可编程控制器，型号为48MP-001，参考MT210-1990、MT211-1990、GB3836.1-2010等工业要求。减轻宽带压力，提高监控画面的流畅性，综合文本，视频，音频等多种方法进行综合性传输，满足市场的多样化要求，有效解决现实中的传输问题。
例如，可以采用HTTP 的超文本传输协议，明确简单对象的访问协议和可扩展的标记语言，基于Internet内部的网络协议，整合Web集成格式，实时分析设备的实时生产情况，为决策者提供一个全面的数据耦合系统，通过对于整体流程的历史信息汇总，实现整体的监控通讯全覆盖，建立有效的风险预估模型，根据风险类别设置相应的响应方案。
总结:工业体系不断发展，对于煤炭的需求量日益增大，在煤矿实际开采过程中，应该综合利用自动化数据模型，提高开采效率。优化人员物资的有效调配，充分发挥自动化数据对于整体采矿过程的指导意义，推动煤矿企业长久稳定发展。
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