信息化与自动化的结合

东南大学吴健雄学院 2014.12.15
煤矿通风自动化控制系统要对矿井内部的信号进行随时的接受，同时， 也会对系统中的元件发送信号，进行全面的数据监控。首先系统利用各种传 感器了解矿井下的环境情况，获取矿井中的温度、湿度、气压、有毒气体含
量与浓度、空气中氧气的含量等数据，利用红外线吸收与光谱法来实现对矿
井中二氧化碳与氧气的浓度进行探测，在准确探测出这些环境条件后，对通 风系统的运行进行准确引导，使通风系统自动调节，保障矿井生产过程的安 全性。
传感器 获取数据 通风系统 自动调节
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在煤矿生产过程中, 井下排水系统的正常运行对保证矿井安全生产起着非 常重要的作用。目前, 国内各矿井的排水系统多采用传统的继电器控制方式,
则避免了人力资源的浪费，这样的自动化与信息化的结合，不仅降低了生产成本，
还减小工人劳动强度，提高生产效率，确保了安全性。
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煤矿的掘进作业离不开掘进机的工作。虽然我国掘进机已有长足发展，
但是还存在未能解决自身定位和自动定向的问题，自动化控制和智能化控
对水泵的开停以及选择切换均由人工完成,不仅效率低、水泵工人劳动强度大,
而且很容易出现误操作, 影响水泵房的正常工作, 甚至引发危险事故, 无法适应 现代化矿井安全生产的要求。
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煤矿排水综合自动化系统结合了计算机技术、工业以太网络技术和PLC 技 术，可自动监测井下的水仓水位, 并根据涌水量的大小自动控制每台水泵的运 行, 达到优化配置和自动排水的目的, 实现无人值守, 从而降低操作工人的劳动
传输带出 现故障
显示出现 故障
处理故障 恢复生产
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矿井通风，是现代煤矿并下开采所必须具备的安全技术措施。完善的矿
井通风系统设备，是现代煤矿企业实现安全开采的重要前提和基础保障。近
年来频繁发生的瓦斯爆炸使矿场和矿工付出了沉重的代价，瓦斯爆炸和煤矿 通风系统有着非常密切的关系，而实现通风系统自动化与信息化正好能解决 这个问题。
制水平较低、掘进面工作环境恶劣，用工人数多，劳动强度大，工作效率
低，安全隐患多，不能实现远程遥控作业。因而难以实现掘进综掘工作面 的少人化和无人化，特别是掘进高突(瓦斯突出、水突出等)工作面时存在严 重的安全隐患。
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综合应用自动化、智能化和信息化等高新技术，实现了掘进机工作过程 的定向、定位和定形的自动化远程控制。可实现工作面掘进过程无人化，消
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输送带系统自动化控制安装工程，安设了输送带自动化控制分站，在每 部带式输送机头安装了摄像头和工业控制计算机，依托矿井工业环网和自动 化平台，实现了井下输送带运输的远程集中控制和管理。输送带运输系统在 运行时如出现跑偏、超温、打滑、堆煤等故障时，地面控制中心电脑屏幕上 都能及时准确地显示故障发生的时间、部位、故障原因和故障点，极大地缩 短了输送带故障处理的时间，提高了运行效率，实现了减员增效，降低了工 人的劳动强度， 消除了人工岗点化操作的不安全因素，确保了安全生产。
件下作用，产生的碳化化石矿物，主要被人类开采用作燃料。煤炭对于现代化工业
来说，无论是重工业，还是轻工业；无论是能源工业、冶金工业、化学工业、机械 工业，还是轻纺工业、食品工业、交通运输业，都发挥着重要的作用，各种工业部
门都在一定程度上要消耗一定量的煤炭，因此有人称煤炭是工业的“真正的粮食”。
煤矿深埋地下，探测和开采、挖掘都需要一定的技术含量和工业水平。随着大机器 时代的到来，自动化的开采方式逐渐代替了人力开采，而信息化的监测和控制设备
强度, 提高排水系统的安全性、可靠性、用电效率、经济效益和现代化管理水
平, 为全矿井进行联网监控及统一指挥奠定了基础。 目前，该系统已经在煤矿中得到应用, 运行稳定, 控制精度高, 取得了满意 的效果。
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随着科学技术的发展，自动化与信息化技术的结合日益紧密，这点 在煤矿行业中体现的尤为明显。需要注意的是，在自动化与信息化的结 合中，信息化与自动化虽然同样为了提高系统的运行效率服务，但是其 各有侧重。信息化主要体现在通过温度、压力、浓度等各种传感器与摄 像头收集到各种信号，并将这些信号传输到远程控制台进行分析、处理， 还原出井下的环境状态；而自动化体现在根据取得的数据对各子系统下 达指令，使整个系统更好的适应环境。二者的结合可以逐步实现井下作 业的无人化，极大的解放劳动力、提高系统运行效率，并且显著提高了 安全性。
除因突发事故(突水、瓦斯突出等)造成的人身安全隐患；可使巷道掘进速度
显著加快，掘进效率提高约20％～30％，缓解掘进速度大大低于采煤速度所 造成的掘采之间的矛盾。
信息 远程传输
信息处理、发出指令
掘机 自动工作
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矿井运输是煤矿企业内部的运输，是煤矿生产中必不可少的重要生 产环节，是煤矿生产系统中的大动脉。在煤矿生产过程中，每一步 都离不开运输工作。
井下
环境
传感器、摄像头
• 井下信息
井上
控制台
• 操控指令
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井下
设备
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浅谈信息化与自动化的结合
——以煤炭企业为例
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煤炭，简称煤，是远古植物遗骸，埋在地层下，经过地壳隔绝空气的压力和温度条