物聯(lián)網(wǎng)在煤礦業(yè)的作用

1、物聯(lián)網(wǎng)在煤礦業(yè)的作用 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤礦企業(yè)的應(yīng)用建設(shè)主要表現(xiàn)在3個(gè)方面：（1）對(duì)實(shí)時(shí)信息的采集技術(shù)；（2）對(duì)信息的有效處理與構(gòu)建技術(shù)；（3）對(duì)傳感網(wǎng)系統(tǒng)的有效控制、實(shí)時(shí)預(yù)警與有效重構(gòu)技術(shù)，以上3個(gè)方面構(gòu)成了目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心的現(xiàn)代煤礦企業(yè)的自動(dòng)化核心體現(xiàn)結(jié)構(gòu)。煤礦災(zāi)害發(fā)生的區(qū)域和時(shí)間均具有未知性，并且煤礦處于動(dòng)態(tài)開(kāi)采過(guò)程中，要感知這些災(zāi)害產(chǎn)生的前兆信息，只能采用符合煤礦生產(chǎn)特點(diǎn)的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的分布式、可移動(dòng)和自組網(wǎng)的信息采集方式。需要研究煤礦物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建動(dòng)態(tài)的感知煤礦災(zāi)害狀況、感知設(shè)備健康狀態(tài)、感知人員安全環(huán)境等信息感知與處理平臺(tái)。 煤礦物聯(lián)網(wǎng)3層結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì) 1感知與控制層

2、根據(jù)煤礦作業(yè)的特點(diǎn)，本層由2層網(wǎng)絡(luò)組成：骨干傳輸網(wǎng)和感知層網(wǎng)絡(luò)。（1）骨干網(wǎng)功能與要求骨干網(wǎng)為網(wǎng)絡(luò)化的煤礦監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)、語(yǔ)音信號(hào)及視頻信號(hào)傳輸與管理提供了信息高速公路。各種控制子系統(tǒng)、工業(yè)電視、大屏幕、預(yù)警系統(tǒng)等顯示的數(shù)據(jù)與畫(huà)面信息均需要骨干網(wǎng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)予以支持。骨干傳輸網(wǎng)與礦山綜合自動(dòng)化骨干傳輸網(wǎng)基本相同，使用防爆1000M工業(yè)以太網(wǎng)。對(duì)骨干網(wǎng)的總體要求：煤礦各種信息均能融入骨干網(wǎng)進(jìn)行傳輸，即能實(shí)現(xiàn)礦山的三網(wǎng)合一；對(duì)于各種網(wǎng)絡(luò)故障，系統(tǒng)應(yīng)該進(jìn)行快速自愈，一般要求系統(tǒng)重構(gòu)時(shí)間小于300ms，從而保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定與安全性；建立虛擬專(zhuān)用的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，有效保證各監(jiān)控系統(tǒng)的有效隔離，防止互相干擾，

3、保證其獨(dú)立有效運(yùn)行。（2）感知網(wǎng)功能與要求主要是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于井下地理信息狀況、地質(zhì)狀態(tài)分布、企業(yè)內(nèi)部的管理、加工和運(yùn)輸?shù)葼顩r信息均需要移動(dòng)的感知。引發(fā)煤礦事故的災(zāi)害源如瓦斯、礦壓、透水等均散布在尚未開(kāi)采的地層中，且具有流動(dòng)性，開(kāi)采擾動(dòng)會(huì)造成它們相對(duì)集中，演化為災(zāi)害前兆事件。但隨著開(kāi)采的進(jìn)行，災(zāi)害源集中的地點(diǎn)、強(qiáng)度、顯示度及危害程度也在不斷的發(fā)生變化，而災(zāi)害事故的產(chǎn)生卻具有突發(fā)性。顯然，無(wú)法用固定的接觸式傳感器直接監(jiān)測(cè)災(zāi)害源，只能通過(guò)對(duì)前兆事件發(fā)生時(shí)通過(guò)地層傳播出來(lái)的物理量（如電磁幅射、聲發(fā)射等）進(jìn)行監(jiān)測(cè)和識(shí)別、處理，但傳播這些物理量的地層也具有不確定性，需要隨時(shí)能移動(dòng)的無(wú)線分布式感知手段。

4、2信息集成與MES層 信息集成與MES層關(guān)鍵是建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)平臺(tái)，煤礦內(nèi)部不同設(shè)備與工藝需要不同的控制子系統(tǒng)，各個(gè)子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)需要具備統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，從而減少數(shù)據(jù)冗余，形成有效數(shù)據(jù)共享。例如，在整個(gè)煤礦安全生產(chǎn)運(yùn)行情況的評(píng)價(jià)體系中，井下氣體成分與比例、井下水位情況、風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況及電力設(shè)施情況等數(shù)據(jù)需要有統(tǒng)一的描述形式，實(shí)現(xiàn)合理地有效存儲(chǔ)。由于控制子系統(tǒng)眾多，數(shù)據(jù)復(fù)雜，為了便于將來(lái)的數(shù)據(jù)分析與挖掘，需要利用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)良好的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，同時(shí)使用OLAP聯(lián)機(jī)分析處理工具，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)有效的綜合分析，統(tǒng)一合理的數(shù)據(jù)，是實(shí)現(xiàn)MES層功能的首要基礎(chǔ)。 3管理決策與應(yīng)用層 管理決策與應(yīng)用層主要是各種軟件應(yīng)

5、用模塊。反應(yīng)煤礦及相應(yīng)狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息經(jīng)過(guò)中間層的轉(zhuǎn)化后，利用這些信息可以直觀地、實(shí)時(shí)地描述煤礦企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)過(guò)程，減少生產(chǎn)故障的產(chǎn)生，提高經(jīng)濟(jì)效率。管理決策與應(yīng)用層中的各種軟件應(yīng)用模塊，如煤礦安全生產(chǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)、煤礦災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)、采掘設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)等模塊，根據(jù)企業(yè)內(nèi)部的需要可以進(jìn)行增減調(diào)整，這些模塊通過(guò)企業(yè)內(nèi)部Intranet，可以為企業(yè)不同部門(mén)提供較好的功能應(yīng)用。 井下感知層骨干網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)構(gòu)建 整個(gè)煤礦井下骨干網(wǎng)為1000M工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)構(gòu)建，其優(yōu)點(diǎn)是可以保證整個(gè)系統(tǒng)信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性與可靠性，尤其是當(dāng)傳輸線路由于外界原因遭到破壞時(shí)，以太網(wǎng)可以快速診斷發(fā)生故障的位置，及時(shí)自愈，保證系統(tǒng)的正常工作。各個(gè)子控制系統(tǒng)中使用的現(xiàn)場(chǎng)總線通過(guò)相應(yīng)接口接入骨干以太網(wǎng)，另外有線IP電話、無(wú)線移動(dòng)電話等其他通信設(shè)備都接入該網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)預(yù)留工業(yè)以太網(wǎng)接口，便于以后