力控山西新元煤矿安全生产综合自动化系统应用案例

随着煤炭行业向智能化、自动化方向加速转型，安全生产与高效运营成为核心诉求。山西新元煤矿作为现代化矿井的代表，通过引入力控科技研发的安全生产综合自动化系统，并结合先进的计算机系统集成与综合布线技术，构建了一套稳定、可靠、高效的智能管控平台，为煤矿的安全生产与集约化管理树立了典范。

一、项目背景与建设目标

山西新元煤矿地质条件复杂，生产环节多，安全风险较高。传统的人工监控与分散控制系统已难以满足当前对生产安全、设备效率及信息集成的严苛要求。为此，煤矿决定建设一套集数据采集、过程控制、视频监控、安全预警与调度管理于一体的综合自动化系统。主要目标包括：实现井下关键设备（如通风机、排水泵、提升机、皮带运输机等）的远程集中监控与自动化控制；建立统一的数据平台，整合安全生产、环境监测、人员定位等各类信息；通过可靠的网络架构，确保数据实时、准确传输；最终达到减员增效、预防事故、提升管理精细化水平的目的。

二、系统整体架构与集成方案

本系统采用分层分布式架构，由设备层、控制层、监控层与管理层组成。

1. 设备层与综合布线：在井下采掘面、运输巷、机电硐室等关键区域，部署了各类传感器（如瓦斯、一氧化碳、风速、温度传感器）、智能控制设备及高清摄像仪。通过工业以太网与现场总线（如Profibus、Modbus）相结合的方式，构建了高冗余、抗干扰的综合布线网络。布线严格遵循煤矿防爆、防火标准，采用铠装光缆与阻燃电缆，确保在恶劣环境下通信的稳定性与安全性。

1. 控制层与计算机系统集成：在井上、井下设置多个控制分站，采用PLC（可编程逻辑控制器）与RTU（远程终端单元）对现场设备进行实时数据采集与逻辑控制。这些控制单元通过工业以太网交换机接入核心网络。系统集成实现了多厂商、多协议设备的互联互通，将原本孤立的子系统（如电力监控、排水自动化、瓦斯抽采监控等）整合到一个统一的控制平台中。

1. 监控层与管理层：在煤矿调度中心部署了力控监控组态软件SCADA平台及高性能服务器。该平台具备强大的图形展示、数据处理、报警管理与历史存储功能。通过集成GIS（地理信息系统），实现了井下人员与设备的精准定位与轨迹回放。开发了综合信息门户，为管理层提供包含生产统计、安全分析、设备状态在内的决策支持看板。各功能模块通过标准的OPC、数据库接口进行数据交换，体现了高度的系统集成性。

三、核心功能与应用成效

1. 安全生产集中监控：调度人员可在电子大屏上实时查看全矿设备运行状态、环境参数及视频画面。系统对瓦斯超限、风机停转、跑偏堆煤等异常情况实现毫秒级报警与联动控制（如自动启动备用设备、切断电源），极大提升了应急响应速度。

1. 生产过程自动化：实现了主煤流运输系统的智能调速、井下排水系统的“无人值守”自动启停、通风机的在线监测与风量自动调节。这不仅降低了工人的劳动强度与危险区域暴露时间，还优化了能耗，提高了生产效率。

1. 数据融合与智能分析：系统将安全监控数据、设备运维数据与生产数据进行关联分析，可生成趋势曲线、报表，并对设备故障进行早期预测，为预防性维护提供依据。管理人员可通过电脑或移动终端随时随地掌握矿井动态。

1. 可靠的网络与系统基础：专业的综合布线设计与计算机系统集成为上层应用提供了高速、稳定的“信息高速公路”。网络具备冗余环网结构，关键服务器采用双机热备，确保了系统7x24小时不间断运行。

四、与展望

山西新元煤矿安全生产综合自动化系统的成功实施，是计算机系统集成技术、工业自动化技术与煤矿安全生产需求深度融合的典型案例。它通过科学的综合布线奠定了物理基础，通过高效的系统集成打破了信息孤岛，最终通过力控软件平台实现了“监、控、管”一体化。该系统不仅显著提升了煤矿的本质安全水平与生产效率，也为行业智能化建设提供了可复制、可推广的实践经验。随着大数据、人工智能等技术的进一步融入，该系统将持续演进，向更加智能的灾害预警、自主决策方向迈进。