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關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)下的煤礦自動(dòng)化系統設計運用畢業(yè)論文
1物聯(lián)網(wǎng)的架構
通過(guò)建立物聯(lián)網(wǎng)架構，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)相結合，從而形成全新的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)+工業(yè)以太網(wǎng)的架構體系，同時(shí)利用有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)技術(shù)的綜合網(wǎng)絡(luò )形式。工業(yè)以太網(wǎng)系統是礦井下監測的重要核心網(wǎng)絡(luò )，通過(guò)運用現場(chǎng)總線(xiàn)傳輸以及光纖工業(yè)以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )架構，網(wǎng)無(wú)線(xiàn)傳感器通常構建在地形陡峭狹窄，工作人員無(wú)法輕易到達的區域，例如常見(jiàn)的事故發(fā)生地、采空區和井筒內等，要想達成礦井下全方位的有效監控監測，就要合理地運用物聯(lián)網(wǎng)傳感器的鮮明特點(diǎn)，比如它的多跳路由、自組織以及動(dòng)態(tài)拓撲等。網(wǎng)關(guān)的接入能讓無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)路與光纖骨干網(wǎng)相連接，這樣相關(guān)的傳感器網(wǎng)絡(luò )就能把各種信息數據傳于各個(gè)控制中心，實(shí)現地面監控管理室的實(shí)時(shí)監控，當出現突發(fā)情況時(shí)，地面控制中心的員工就能及時(shí)地對所在區域的工作人員發(fā)出警報。
2綜合自動(dòng)化系統設計
信息集成作為物聯(lián)網(wǎng)下煤礦綜合自動(dòng)化系統的重中之重，是一個(gè)無(wú)法替代的核心環(huán)節，它涵蓋了三種技術(shù)，分別是信息管理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )融合技術(shù)和三維處理技術(shù)。通過(guò)采用先進(jìn)的數字化監控技術(shù)以及全程自動(dòng)化技術(shù)達成對礦井的全方位監控管理，對于煤礦生產(chǎn)的各個(gè)階段都能提供有效的信息數據，滿(mǎn)足了煤礦企業(yè)管理的各種需求，物聯(lián)網(wǎng)下的煤礦綜合自動(dòng)化系統主要的作用如下：
2.1礦井穩定開(kāi)采時(shí)的監測和聯(lián)動(dòng)控制
在礦井開(kāi)采過(guò)程中利用物聯(lián)網(wǎng)傳感器有效地收集到各項實(shí)時(shí)數據信息，比如礦井下的通風(fēng)情況、溫度濕度、瓦斯含量、壓力等信息數據，再將這些數據通過(guò)計算機網(wǎng)絡(luò )傳遞給上位機，上位機就可以用曲線(xiàn)、表格、三維立體圖等方式表現出來(lái)，當出現反常的狀態(tài)時(shí)就可以自動(dòng)進(jìn)行報警。及時(shí)對反常數據研究分析，整理出有用的信息數據，劃定出特殊區域，需要對此區域實(shí)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監控管理。由于礦井下光線(xiàn)不好，絞車(chē)在巷道運行過(guò)程中，絞車(chē)的駕駛者往往只接受信號燈的指示，不能通過(guò)肉眼判斷在軌道上是否有行人在行走，因此時(shí)常在運輸過(guò)程中造成絞車(chē)誤撞行人的事故。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)的音頻以及視頻傳感器能全方位有效搜集到礦井下的各個(gè)位置信息，再利用有線(xiàn)中繼形式就可以將所有位置信息傳遞給上位機。這樣就能確保絞車(chē)司機在駕駛室內直觀(guān)地觀(guān)察到路面的實(shí)時(shí)情況，從而避免了撞傷行人或障礙物的情況發(fā)生。當出現絞車(chē)司機駛向錯誤巷道時(shí)，人體紅外傳感器就會(huì )第一時(shí)間發(fā)出警報聲音，絞車(chē)司機就能根據警報迅速做出正確判斷，使絞車(chē)進(jìn)入正確軌道，確保開(kāi)采人員的生命安全。
2.2工作人員的及時(shí)定位
通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在礦井中的每個(gè)進(jìn)出口以及特殊區域裝配好RFID閱讀器，利用閱讀器的功能就能讀取出位于該區域內工作人員信息以及移動(dòng)設備的ID號碼，再就可以運用工業(yè)以太網(wǎng)把所讀取的所有數據傳于上位機，然后儲存在數據庫中。上位機通過(guò)提取數據庫中的數據就能繪制出各個(gè)區域中的職工人員分布以及行動(dòng)軌跡圖，某個(gè)時(shí)間階段的礦井中職工人員的統計表格等，就能清楚了解到每個(gè)員工的出勤情況，控制管理好井下的工作人數，特別是特殊區域的員工人數，要控制好井下員工的工作時(shí)間，避免因為超時(shí)工作發(fā)生操作事故，通過(guò)監控時(shí)刻提醒工作人員的安全，防止員工走錯巷道，走入采空區危險區域。
2.3礦井下的危害預警
通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)傳感器可以將礦井的掘進(jìn)深度傳于上位機，從而顯示出最新的掘進(jìn)情況圖。再根據煤層分布的往前記錄，相關(guān)工作人員就可以確定是否存在越層越界的行為。與此同時(shí)，煤礦專(zhuān)業(yè)人士可以通過(guò)分析收集到的數據做出越層作業(yè)計劃，及時(shí)標出煤層越層的方位，形成報告數據，方便各個(gè)礦井工作人員注意越層越界。通過(guò)裝配在震動(dòng)區域的物聯(lián)網(wǎng)傳感器，可以實(shí)時(shí)地將地震的各種信息數據傳輸給上位機，例如地震方位、強度、頻率等，保證煤礦安全地得到開(kāi)采。
3結語(yǔ)
綜上所述，通過(guò)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與傳統的光纖工業(yè)以太網(wǎng)相結合，把工業(yè)以太網(wǎng)作為重要基礎網(wǎng)絡(luò )，再加入無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)，全新的物聯(lián)網(wǎng)系統就形成了。它能有效地全方位監控礦井下的工作情況，對于突發(fā)狀況能第一時(shí)間發(fā)現并及時(shí)發(fā)出警報聲音，避免了各種事故的發(fā)生，降低了人員的傷亡事件概率，為煤礦企業(yè)安全穩定的生產(chǎn)做出了巨大的貢獻。
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