摘要：以太网技术作为计算机技术、自动化控制技术的有机结合，已经广泛应用于各个工业控制发展过程中，将其作为矿井综合自动化系统的核心技术，应用于煤矿生产的底层控制中，能够实现对矿井开采的实时高效控制，有效提升生产效率，保证开采工作的安全有序进行。接下来，本文将针对矿井综合自动化井下环网建立的必要性及策略进行简要分析。
关键字：矿井综合自动化；井下环网；必要性；策略分析
引言：矿井开采工作受到特殊作业环境影响，对井下环网建设的可靠性、抗干扰性以及安全性等提出了更高的要求，需要以高速冗余环作为主要的连接方式，以工业以太环网实现矿井的综合自动化控制，促进煤矿开采的安全、经济发展。
一、矿井综合自动化系统的基本概念
矿井综合自动化系统主要是以工业以太网、现场总线相结合的模式，形成的具有混合控制功能的网络化结构，是煤矿开采过程中实现信息化建设，有效提升开采效率，合理控制开采成本的重要手段，其三层网络结构示意图如图1所示。其中，工业以太网主要位于网络结构中的控制层，主要功能是实现对过程级与控制级大量、多样化数据信息的高速、综合控制。工业以太环网借助具有自动化管理功能的交换机，通过对传输介质进行冗余设置，实现信息之间的安全传递，各个网络节点处的交换机，其端口均采用环网式的结构进行可靠连接，一旦出现连接中断等情况，将会自动开启备份连接，有效恢复网络正常运行状态。而工业总线则是主要位于设备层，主要功能是实现实时处理现场各类数据信息，容错性较强，并且控制协议较为简单，构建的成本较低，可以实现对煤矿井下开采各类设备的安全可靠控制。
图1 三层网络结构示意图
二、矿井综合自动化井下环网建立的必要性
（一）矿井综合自动化系统建立的必要性
基于现代化煤矿开采的实际需要，结合信息化管理技术、工业视频监控技术、安全生产环境监测技术以及生产设备的自动控制技术，积极构建矿井综合自动化系统，能够实现矿井开采技术与设备的不断优化、更新，有效提升井下开采的工作效率，实现煤矿开采的经济、高效、安全化运行。借助矿井综合自动化系统，能够基于调度控制中心，在地面上对井下煤矿中的生产细节与安全生产情况进行实时监控与远程操作，利用互联网随时了解矿井开采的实际需要，及时调配人力、设备及运输等各类资源，从而有效优化煤矿井下作业的各环节工作进程，实现科学化地管理与调度。
（二）井下环网建立的必要性
针对矿井综合自动化系统而言，主要可以分为信息与系统集成两大部分，其中，信息集成部分主要是作为各个生产系统中各类数据、信息的统一管理途径，通过将各个独立系统中生产、传输的信息数据输送至地面调度中心进行集中处理、归档，实现信息处理的综合化，而系统集成主要承担的是将各个子系统中的数据信息输送至统一、综合的网络化平台作用，实现对各个检测、控制系统的集中式控制。信息集成通常用于对矿井作业过程的实施监督，系统集成则能够实现对自动化设备的高效综合控制。基于两种技术的集合，通过建立统一的网络传输与通讯规则，能够有效提升矿井自动化综合控制的能力与水平，实现对煤矿生产的快速、协调、高效控制。
工业以太环网能够进一步提升了矿井综合自动化系统的运行可靠性，有效满足煤矿井下开采的实际需要，具有较好的经济性与实用性。
三、矿井综合自动化井下环网建立的有效策略
（一）基于电力监控调度系统，提升井下生产过程监测实效
矿井综合自动化井下环网系统建设需要积极发挥电力监控调度系统各项功能，有效提升井下作业生产全过程的监测实效，实时采集电力相关信息数据，利用遥测、遥控等功能实现对井下作业的全面自动化控制，保证井下开采作业的安全、高效进行。
例如，可以基于基于电力监控调度系统，在井上、井下各级变电所、移动变电站等开关设备上安装传感器，针对井下开采的整个生产过程中所产生的电压、电流以及功率等用电信息进行实时采集，并且可以选择使用具备远程遥控开、合闸操作功能的开关设备作为基础建设，通过将传感器传输的数据信息与远控开关系统相配合，实现在调度工作室，足不出户实现对各个生产过程中的电力系统进行有效地短路、接地、缺相、短路等保护，一旦发生开采异常，基于电力系统信号，可以实现及时感知，并自动化控制相应开关，有效控制生产异常情况的扩散范围，并对其予以报警提示，自动生成相应记录，并完成存档等。
（二）借助冗余数据采集系统，优化数据平台人机互动效果
为了有效提升矿井综合自动化井下环网的实效性，需要充分重视数据信息的采集与处理，借助不断升级、改进冗余数据采集服务器的各项功能，进一步强化数据平台的人机互动效果，实现对井下特殊环境下开采作业的准确、高效控制。
例如，可以引进先进的大数据及云计算等先进信息技术，进一步优化冗余数据采集服务器，使其有效扩大数据库平台的记忆与存储空间，有效延长各类数据信息的归档管理时长，将重要的数据资料、报警信息等作为历史数据，优化自动化分析与处理策略，更加便捷、有效地完成井下开采故障自动切换等工作任务。另外，可以将功能相同的各个子系统之间设置为互为备用状态，以电力监控调度系统作为核心部分，对井下作业的安全生产进行集中、自动监控，同时，系统可以针对综合处理情况，自动完成报表统计，并完成曲线图等相关图表的绘制，便于随之调取数据、打印输出。
（三）构建环网数据共享平台，强化矿井综合系统智能化应用
数据共享是实现全自动化控制的重要基础，因此，需要积极构建环网数据共享平台，从而有效强化井下环网系统的智能化控制等功能。
例如，可以利用云平台等建立矿井自动化控制数据库，深入挖掘历史业务数据中的价值信息，为当前自动化控制提供有效的决策辅助，结合矿井开采的整体计划与实际进程，多角度、多层次进行数据分析，将数据库与ERP、CRM等系统进行集合与共享，及时将重要信息以短信等形式送达至特定工作人员等。
总结：基于工业以太环网与先进的数据分析、计算等技术进行有机整合，是有效保障井下作业安全的重要发展趋势，能够有效提升矿井开采效率，保证井下作业的安全性，更好地推动煤矿行业的信息化发展。
参考文献：
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