在现代工业企业的管理中，设备控制的参数、现场的实时信息都成为资源管理的重要一部分，而矿井自动化系统随着工业水平的提高、安全意识的增强以及国家对煤矿资源监管力度的加大，对矿井的生产过程、安全意识以及人员抢救等方面提出了更高的要求。如何将信息综合利用，实现矿井模拟系统的网络化、自动化和智能化。而信息化系统是将先进的自动控制、通讯、计算机技术、信息技术和现代管理技术结合，将企业的生产过程控制、优化、运行、计划与管理作为一个整体进行控制与管理，提供整体解决方案，以实现企业的优化运行、优化控制与优化管理，从而成为提高企业竞争力的核心高技术[1]。信息化是煤矿实现高产高效的有效手段，对于提高煤矿的生产运行状况、安全水平、事故灾害预测预报以及生产业务管理具有重要的作用。
　　本文基于对矿井模拟自动化系统的分析，提出了基于总线技术的实现方法，通过建立矿井综合自动化系统，设计了了皮带运输系统、安全监控系统、电力监控系统三个子系统模块。系统采用PLC作为设备控制层的控制核心，通过PROFIBUS总线技术实现现场设备的网络化，最后应用工业以太网技术将信息传输集控中心，实现系统的远程监控。
　　1 系统分析
　　矿井综合自动化系统以矿井生产和安全相关的各类自动化执行系统为基础，利用先进高效的传输网络将各执行系统的信息进行综合，并将综合处理之后的控制决策指令反馈各执行系统。一个完整的综合自动化系统，应包含如下内容如图1所示。其中：综合自动化网络传输系统主要包括各类交换机、协议转换设备、光纤及辅助材料。控制决策系统建设主要包括：控制计算机系统、数据库及相关设备、控制决策系统软件等。执行系统包括安全监测系统、井下皮带运输系统、供电系统、工业视频系统等[2]。
　　1.1 系统开发的原则
　　矿井综合自动化是一个复杂的大系统，涉及到皮带运输、风机控制、水泵控制、安全监测等多个子系统。通过现代工业控制技术，体现出矿井综合自动化系统的系统性、动态性、高效性、虚拟性、层次性和互动性等。并将通过技术，实现企业价值实现方式、工作效率等转变。
　　1.2 系统开发的要求
　　采用多种现代化信息与自动化技术和先进的生产、安全管理软件，建立基于总线技术的矿井模拟综合自动化系统。系统主要有三层网络架构组成，上层采用工业以太网技术，实现矿井自动化生产的信息融合、状态监控、故障报警、报表打印等功能；中间设备层采用PROFIBUS总线技术，利用PLC控制器，实现对矿井设备及设备信息的自动化控制和采集；设备底层采用防爆的总线型仪器设备，从而对矿井安全状况和生产过程进行实时监测、监视、控制和调度管理，使矿井高效集中生产，达到减员增效、降低成本，提高矿井整体生产水平和安全水平，实现煤矿信息化。
　　2 系统设计
　　2.1 系统的总体架构
　　矿井综合自动化模拟系统分为井下生产系统和井上监控系统两个部分，在井下生产有皮带运输系统、安全监控系统、井下电力监控系统，这些子系统的参数通过井下交换机将数据传输到地面，并通过核心交换机传输到监控中心的主机上，在主机实现对井下生产的实时监控和管理。系统结构图如图2所示。
　　2.2 子系统设计
　　2.2.1 皮带运输系统设计
　　皮带运输系统由两条皮带机组成，在皮带两侧装有各种保护装置，保护信号数据通过控制器传输至交换机。通过各种信息的交互以及分析处理，可对皮带系统历史数据查询、故障查找及报警、运行状态监控等。电控系统采用PLC作为控制核心，性能可靠，易于扩展，方便维护[3]。皮带运输系统结构示意图如图3所示。
　　皮带运输系统将开关及传感器，连接至西门子S7-315 PN/DP的CPU及I/O模块，采集现场设备和仪表的状态，并将其直接接入到综合自动化网络平台交换机。在CPU接受到中控室计算机发出的控制命令后送入梯形图程序中进行处理，根据预设的程序将处理后的命令执行输出，上位机的实时数据库与井下煤矿运输现场实时数据的交换。
　　2.2.2 安全监控系统设计
　　系统主要对煤矿井下瓦斯、风速、设备开停等运转情况进行适时监测、分析和控制，同时将以上监测数据通过工业以太网传送到安全生产管理部门。矿井安全是重中之重，采用多种措施实现系统的安全监控。
　　1）井下设备采用防爆设备，并经过认证；
　　2）安装粉尘、瓦斯等爆炸性气体传感器，并通过控制网络传输到安全监控中心；
　　3）建立预防、急救措施，在监控中心设立预警系统，当有危险即将发生时，采取安防措施；
　　4）将井上地面设备安装在地面安全场所等[4]。
　　2.2.3 电力监控系统设计
　　随着计算机技术、控制技术以及通信技术的发展，通过遥测、遥信、遥控、遥调等手段实现电力系统的监控。矿井电力监控系统主要包括井下和地面两部分。井下电力监控系统通过两台隔爆开关和四台磁力启动器配置的综合保护器，把所有的电力参数和状态信息通过RS485/DP连接器，联入系统的PROFIBUS-DP网络，并通过上位机的以太网接入集控中心，实现远程电力监控[4]。地面电力监控系统主要通过一个电量采集模块将开关柜的参数信息通过RS485/DP连接器，经由SIEMENS S7-300PLC系统，组成工业控制网络，向上位机提交电力监控数据，实现电力系统的综合自动化[5]。
　　3 系统软件实现
　　通过对矿井综合自动化系统的分析，确定选择基于组态软件构成综合自动化系统软件平台，基于ASP技术架构的WEB发布系统软件平台设计，开发适矿井综合自动化模拟系统。
　　3.1 综合自动化网络系统设计
　　利用网络通讯技术将上述子系统和监测监控系统的信息进行有机的集成，并利用先进的计算机软件技术，建立矿井生产的自动化模型，将各子系统的信息进行有机的共享和融合，形成符合生产工艺和安全保障的控制策略，并反馈控制各子系统，实现远程控制、智能联动、综合故障诊断、专家决策、事故预警等功能。
　　综合自动化网络系统采用三层网络架构，最后通过网络交换机实现系统的自动化控制。将各子系统数据通过总线技术，通过HMI设置监控画面及数据分析曲线等，实时掌握矿井生产动态和安全状况。
　　3.1.1现场总线方式选择
　　综合自动化网络的一般有现场总线方式和工业以太网方式两种。 (责任编辑：南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网）