井下電網(wǎng)中的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

張宏斌

（忻州市煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)管檢查組，山西 忻州 034000）

引言

隨著時(shí)代的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，我國(guó)的煤礦事業(yè)發(fā)展迅速。目前煤礦事業(yè)在對(duì)井下電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制主要是通過建立自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，加之性能比較好的計(jì)算機(jī)和相關(guān)的工業(yè)組態(tài)軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)記錄，這樣就能夠自動(dòng)化地進(jìn)行電網(wǎng)的控制與監(jiān)測(cè)活動(dòng)?，F(xiàn)在利用自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)和相關(guān)軟件進(jìn)行組合操作，更便于對(duì)用電情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理，并且能夠合理地進(jìn)行供電活動(dòng)，使電網(wǎng)能夠正常、安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。

1 井下電網(wǎng)中自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件相關(guān)介紹

在煤礦企業(yè)中的井下電網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是由地面的監(jiān)控中心、隔爆電源箱、井下分站、控制軟件、高低壓數(shù)碼監(jiān)控器等設(shè)備構(gòu)成，這個(gè)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與新型的電子綜合保護(hù)器組合使用，共同控制供電的開關(guān)，使電網(wǎng)能夠正常的運(yùn)轉(zhuǎn)［1］。具體的系統(tǒng)組成以及相關(guān)的控制下頁如圖1所示。

1.1 地面的監(jiān)控中心

所謂的地面監(jiān)控中心，主要是由一些性能比較高的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與工業(yè)組態(tài)軟件進(jìn)行結(jié)合起作用，這樣能夠快速處理系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與控制等數(shù)據(jù)，進(jìn)而能夠通過多個(gè)屏幕和畫面顯示用電情況。地面監(jiān)控中心能夠支持Win 98或者是2000操作系統(tǒng)以及局域網(wǎng)。

1.2 主站中的調(diào)制解調(diào)器設(shè)備

主站調(diào)制解調(diào)器主要是利用差分雙極性碼進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，其中的無極性基帶能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的同步傳輸，這樣就能夠及時(shí)地采集數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、編碼以及解碼。計(jì)算機(jī)的主機(jī)串行接口將命令傳送到主站的單片機(jī)上，然后調(diào)制解調(diào)器開始將單片機(jī)上的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼成串行數(shù)據(jù)，進(jìn)而分散發(fā)送給分站，傳輸?shù)乃俣瓤臁?/p>

1.3 井下分站

井下分站的作用主要采集和傳輸數(shù)據(jù)，也就是將調(diào)制解調(diào)器上解碼的數(shù)據(jù)通過主站傳送到地面的監(jiān)控中心去。

1.4 礦用的隔爆電源箱

礦用的隔爆電源箱主要是在生產(chǎn)的過程中，給監(jiān)控系統(tǒng)中的井下分站提供安全的、本質(zhì)的電源，可以當(dāng)成備用電池進(jìn)行供電活動(dòng)。

1.5 高低壓數(shù)碼監(jiān)控器

在井下電網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的低壓數(shù)碼監(jiān)控器主要是DSZJ－S5數(shù)碼監(jiān)測(cè)器，這種低壓數(shù)碼監(jiān)控器主要是安裝在隔爆低壓的開關(guān)上，可以自行成為一個(gè)系統(tǒng)，進(jìn)行單獨(dú)操作。低壓數(shù)碼監(jiān)控器的主要作用：保護(hù)電網(wǎng)中由短路造成的過流現(xiàn)象；實(shí)時(shí)保護(hù)過載過程中的變壓器、電動(dòng)機(jī)等設(shè)備；對(duì)于電網(wǎng)中的電壓數(shù)值和相關(guān)的電流負(fù)載值、功率因數(shù)、對(duì)地絕緣電阻、機(jī)器編碼等進(jìn)行實(shí)時(shí)的記錄和顯示［2］。

圖1 系統(tǒng)組成以及相關(guān)的控制圖

在井下電網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的高壓數(shù)碼監(jiān)控器主要是GSZI－S／H 數(shù)碼監(jiān)控器，這種高壓數(shù)碼監(jiān)控器也是安裝在隔爆低壓的開關(guān)上，可以自行成為一個(gè)系統(tǒng)，進(jìn)行單獨(dú)操作。高壓數(shù)碼監(jiān)控器的主要作用：能夠在電源短路的時(shí)候保護(hù)并整定電流，使電流分檔調(diào)用；在超過負(fù)載時(shí)，整定電流分檔使用，并能夠在電流超過負(fù)載的時(shí)候及時(shí)閑置電流，防止跳閘；能夠顯示出電流的數(shù)值；嚴(yán)密監(jiān)測(cè)和保護(hù)絕緣電纜。

1.6 傳輸數(shù)據(jù)

在井下電網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)一般是通過普通的電線進(jìn)行多方向的傳輸，這樣能夠加快傳輸速度和傳輸數(shù)據(jù)量。

2 軟件監(jiān)控系統(tǒng)分析

2.1 軟件監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)

軟件監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)主要是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)開發(fā)出的智能型人機(jī)接口軟件系統(tǒng)，其中的操作系統(tǒng)主要是Win98／2000 中文平臺(tái)。眾所周知，Windows系統(tǒng)具有圖形方面功能比較齊全、易學(xué)易用、界面一致性好等優(yōu)點(diǎn)，這樣就能夠在進(jìn)行電網(wǎng)監(jiān)測(cè)過程中具有更加通用的功能，并能夠?qū)σ恍┸浖Y源進(jìn)行二次開發(fā)。目前電網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的軟件監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)主要是由SCMAKER開發(fā)系統(tǒng)與SCVIEWER 運(yùn)行系統(tǒng)構(gòu)成，這兩個(gè)系統(tǒng)是分別獨(dú)立的Win32位的應(yīng)用程序，兩個(gè)系統(tǒng)可以單獨(dú)使用，也可以相互依存使用［3］。

軟件監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的主要作用：首先是其系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行運(yùn)行環(huán)境的監(jiān)測(cè)，主要是通過運(yùn)行系統(tǒng)對(duì)開發(fā)系統(tǒng)中顯示的動(dòng)畫、圖形畫面進(jìn)行動(dòng)態(tài)的控制和監(jiān)測(cè)，然后和數(shù)據(jù)庫中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換，這樣就能夠通過管理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來控制各種采集到的數(shù)據(jù)，并將變化的數(shù)據(jù)用形象的動(dòng)畫方式展現(xiàn)出來，就能夠記錄歷史數(shù)據(jù)、完成報(bào)警或者是趨勢(shì)曲線等監(jiān)測(cè)的作用，并能夠在數(shù)據(jù)庫中生成歷史的數(shù)據(jù)文件資料；其次是可以集成應(yīng)用程序進(jìn)行環(huán)境開發(fā)，監(jiān)測(cè)軟件中的開發(fā)系統(tǒng)具有完善、先進(jìn)的生產(chǎn)圖形的功能，因此，一般是一些軟件開發(fā)者通過這個(gè)應(yīng)用程序環(huán)境進(jìn)行界面的設(shè)計(jì)以及動(dòng)畫連接和數(shù)據(jù)庫定義等工作。其中，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)類型比較多，因此能夠抽象、合理地進(jìn)行對(duì)象控制，并且能夠運(yùn)用簡(jiǎn)單的方法對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)警、記錄歷史數(shù)據(jù)、安全方法以及趨勢(shì)曲線等進(jìn)行操作。利用軟件監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)中的圖形控件的作用能夠減少界面設(shè)計(jì)的時(shí)間，然后能夠提高效率，并且能夠從整體上來提高控制軟件的監(jiān)控質(zhì)量。

2.2 軟件監(jiān)測(cè)組態(tài)控制系統(tǒng)

軟件監(jiān)測(cè)組態(tài)控制系統(tǒng)主要是具有三方面的功能：先進(jìn)性，所謂的軟件監(jiān)測(cè)組態(tài)控制系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)實(shí)時(shí)界面實(shí)用程序生成器，它能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理和監(jiān)控。由于組態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)強(qiáng)大的實(shí)用功能，加上其使用方便性等特點(diǎn)，可以利用該系統(tǒng)建立可視化風(fēng)格界面和極其豐富的工具欄，利用組態(tài)監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)的工作人員直接進(jìn)入到開發(fā)狀態(tài)，提高了工作效率，節(jié)省時(shí)間，同時(shí)還能夠利用上百種不同的圖形進(jìn)行軟件控制，利用畫面制作向?qū)?，同時(shí)提供必需的組件；加之系統(tǒng)中全屏幕編輯的功能，為操作人員提供了更大的制作空間。獨(dú)特性，軟件監(jiān)測(cè)組態(tài)控制系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)過程中能夠直接從屏幕中抓取點(diǎn)位圖，進(jìn)而提高效率，使用者可以根據(jù)自定義函數(shù)的功能進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)的控制，進(jìn)而擴(kuò)充圖庫，使用漸進(jìn)顏色功能，創(chuàng)建三維立體空間。方便性，軟件監(jiān)測(cè)組態(tài)控制系統(tǒng)主要是在企業(yè)的各個(gè)部門之間建立強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，使所有的工作人員都能夠?qū)崟r(shí)了解電網(wǎng)的信息，工作人員不用特地到現(xiàn)場(chǎng)去進(jìn)行信息收集，節(jié)省不必要的時(shí)間，進(jìn)而提高工作效率和質(zhì)量［4］。

3 實(shí)際應(yīng)用

煤礦企業(yè)在具體的電網(wǎng)控制方面應(yīng)用該系統(tǒng)，首先是安裝好電網(wǎng)的安全監(jiān)控系統(tǒng)，然后通過監(jiān)控把信號(hào)傳送到地面的電網(wǎng)監(jiān)控中心，通過監(jiān)控中心分別傳送到各個(gè)分站，主要傳送的信息有系統(tǒng)狀態(tài)、系統(tǒng)配置、水平中央變電所監(jiān)控的運(yùn)行參數(shù)等等，這樣就能夠?qū)嵭袆?dòng)態(tài)的電網(wǎng)信息監(jiān)測(cè)，同時(shí)在監(jiān)測(cè)的過程中，系統(tǒng)能夠把實(shí)時(shí)運(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，并能夠自動(dòng)生成數(shù)據(jù)庫、報(bào)表等，工作人員在工作中能夠快速查找歷史數(shù)據(jù)和操作記錄，進(jìn)而在工作中及時(shí)掌握各個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)行狀態(tài)，主要是主站、分站、高低壓數(shù)碼監(jiān)控器的運(yùn)作狀態(tài)。

4 結(jié)語

電力是所有企業(yè)正常運(yùn)作的動(dòng)力來源，尤其是在煤礦企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)作中，井下電網(wǎng)的正常運(yùn)作十分重要，若是沒有有效的保護(hù)措施，出現(xiàn)事故沒有能夠查找的數(shù)據(jù)記錄，這樣就很難給維修人員一些有用的數(shù)據(jù)進(jìn)行事故分析，所以井下電網(wǎng)中的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)十分關(guān)鍵，它擁有先進(jìn)的技術(shù)、可靠的性能、齊全的保護(hù)功能，能夠在生產(chǎn)運(yùn)行過程中實(shí)時(shí)保護(hù)電網(wǎng)的正常運(yùn)作。其中自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中所謂的保護(hù)器能夠及時(shí)更新、改造系統(tǒng)中老化的設(shè)備或開關(guān)，并能夠通過地面的電網(wǎng)監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)進(jìn)行分級(jí)管理，進(jìn)而使電網(wǎng)運(yùn)作更具時(shí)效性和安全性，保證井下電網(wǎng)的安全使用，進(jìn)而為煤礦企業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

［1］楊希玲.RFID 技術(shù)應(yīng)用中的問題及對(duì)策分析［J］.煤炭技術(shù)，2011（5）：18.

［2］張登宏.煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究［J］.煤炭技術(shù)，2011（4）：52.

［3］衛(wèi)何.基于無線物聯(lián)網(wǎng)的基站運(yùn)維管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)［J］.煤炭技術(shù)，2011（17）：78.

［4］韓莉.井下電網(wǎng)中的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)［J］.煤炭技術(shù)，2012，31（10）：38－39.