通讯论文自动化和通信技术现状与发展趋势

　　从上世纪六十年代开始，我国的煤矿事业开始朝着自动化方向研究和发展，立足世界范围内的科学事业的高度发展，历经几十年的研究与实践，煤矿自动化控制已经从最初的利用庞大的继电控制器实现开关、闭锁控制的阶段发展到晶体管与逻辑电路为主要控制器件的阶段，再到单片机的产生，彻底取代了传统继电器，大幅度提升了煤矿自动化控制的安全性与可靠性。新世纪，随着计算机网络技术的发展与信息技术的升级，信息的快速传递与各生产部门的实时监控成为煤矿控制与监测的新发展方向，煤矿自动化的水平也上升到了新的高度。

　　【摘要】我国是煤炭资源的生产与消耗大国，随着通信技术和自动化控制技术的不断发展与进步，高速信息通道的建立，煤矿生产过程通过电子监控和信息传输技术进行指挥成为必要的也十分有效的指挥手段。自动化技术的设计、开发与应用对煤矿生产的进步带来了新的契机，对煤矿事业有重要的影响。本文就煤矿自动化与通信技术的发展现状以及未来发展趋势进行简要的讨论。

　　【关键词】煤矿,自动化与通信技术,发展现状,未来趋势

　　在能源短缺，市场竞争环境越来越严峻的能源市场，只有通过高新技术的引入不断提高企业的生产效率与经济效益才是提高核心竞争力，促进煤炭企业发展的根本。我国的地形地貌各异，不同地区的煤矿在开采过程中可能面对复杂的地理环境与工作环境，尤其是煤矿的安全生产问题日渐突出的情况下，如何在保证开采的安全性前提下做好煤矿的开采工作一直都是研究的重点。煤矿的自动化与通信技术的引进，是现代科技在工业生产中的重要体现，也是矿井作业合理化、生产自动化的要求。本文就煤矿自动化与通信技术的发展现状与趋势进行简要的分析和探讨。

　　一、煤矿自动化与通信技术发展现状

　　（一）煤矿自动化技术的应用情况

　　我国的自动化技术起步比较晚，在煤炭行业中，在无人操作或者很少数的人操作的条件下，通过机器、设备等进行生产相关的检测、控制与信息传输、处理的全面发展是上世纪90年代到本世纪初发展起来的。煤矿自动化技术的应用主要是在采煤、运输以及相关的抽水、安全监控等过程中。

　　在采煤过程中，通过数字化工业电视的应用，一方面调度中心可以对生产过程进行有效的监控，同时将时事通讯数据上传与处理，另一方面，可以利用自动化控制系统实现工作开始与结束时的设备（包括刮板输送机、破碎机、转载机及泵站等）顺序启停、闭锁控制功能。此外，自动化控制系统还可以通过微机保护与监控装置对井上井下的配电设备进行监测和保护，防止出现相关供电、配电设备的短路、断路或者过载、漏电、欠压等情况。开采区域的供电网络结构比较复杂，运行过程中受到不确定因素的影响程度大，故障排查时间长，但是作为主要工作程序的重要保障，只有对整个用电网络进行有效监控和危险预警、快速故障排查才能保证开采工作的顺利进行。在综采综放工作面的巷道做好监控工作可以有效解决机载信息和移动可视信息的有效快速传输工作。在数字化技术与自动化技术不断升级更新的情况下，数字化的工业电视也会朝着智能化、便捷化、人性化的方向不断改进。

　　在运输过程中，可以通过自动化控制挖煤器械的机械化作业，实现单人或者无人操作，提高开采的效果，降低人工成本。在矿井机车的辅助运输过程中，有轨机车的监控系统相对成熟，但是无轨机车的调度与监控仍是空白的，由于大型设备的铲装与运输以及液压支架的运输都要依靠无轨胶轮车来完成，因而其调度监控系统的缺失会对工作效率产生较大的影响。此外，综采工作面搬家的时间与国外的差距达到二十天以上。这都是需要发展和进步的地方。

　　在抽水的过程中（煤炭开采位置的不同，水量也不尽相同），自动化的水泵抽水可以实现井下高速作业，对生产效率的提高有重要意义。但是目前也存在水质对泵排空阀的影响大、故障发生率高、维护难度高、单泵功率大、耗电量高且安全性差、相关技术不成熟的情况，所以在煤矿生产中，自动化的抽水系统应用并不十分广泛。

　　在安全监控的过程中，我国实现了从进口监测系统引进到自主安全监控系统研发应用的转变，在各大煤矿中都有较为广泛的应用，但是应用中也存在稳定性与可靠性不高，抗干扰能力差的问题。

　　总的来说，我国的煤矿自动化技术还比较落后，自动化水平低，应用在实际生产中也存在时效性和可靠性的问题，解决这些问题也是进行煤矿的自动化技术升级改造的要求。

　　（二）煤矿的通信技术现状分析

　　通信技术的发展与应用已经深入到各行各业中，煤矿的日常生产过程中通信技术的应用也扮演着重要的角色，通信系统也随着通信技术的发展不断升级。根据通信介质的不同，矿井中也存在有线通信系统和无线通信系统分别。

　　通信系统在生产调度中的应用比较广泛，包括主机调度、安全隔离器调度等等。目前使用的矿用通信系统大都采用无线通信技术，相对而言具有无线信号覆盖广、使用便捷的优点，但也存在包括信道容量小、电磁干扰大、传输频率较低、信号弱、通话噪音大等问题。而且，矿用通信系统的调度功能尚不是十分完善，仍存在诸多的限制，要积极进行开发和研究。常见的矿用通信系统包括：矿用透地通信系统、载波通信系统、漏泄通信系统、感应通信系统、小灵通通信系统、CDMA通信系统等。其中矿用CDMA通信系统的发展前景比较看好，其不仅可以实现双工通话、短消息发布、移动图像与数据传输，还具有井下巷道内无线电波覆盖较好、区域内同时通话数多、设备轻巧、使用不受限等优点。

　　井下光纤通信也是研究前景看好的通信技术之一，井下光纤通信系统具有强大的抗干扰能力和防爆能力，且其具有自动化检测功能，传输质量有保障，随着技术的发展，其传输能力与质量也会不断提高。井下光纤通信的主要问题在于使用高压放电熔接技术时产生的安全隐患，因而今后的完善与发展方向就是保证单模光纤机械连接装置不产生火花，损耗小，在保证安全的情况下提高性能。

　　二、煤炭自动化与通信技术的未来发展趋势煤炭的自动化与通信技术的改进与完善，致力于高速监控网络与通信技术下的自动化控制系统的研发与应用是矿井综合开发的发展方向。作为煤炭资源的生产与消耗大国，在能源危机的大环境中，只有通过技术进步与技术改革，推进煤炭生产过程的自动化、信息化才是综合发展的趋势。未来的煤炭监控与自动化控制系统应该做到的是：全矿井自动化系统的集中控制、生产现场信息的自动化控制和集控中心的远程控制。

　　全矿井自动化系统的集中控制是要引入先进的自动化开采与挖掘设备，在工业以太网技术的支持下，实现采煤操作过程与相关辅助控制过程的集中管理和控制，采用先进的软件平台，打造地面控制中心，对各类系统、相关工作设备进行在线控制，对故障进行远程诊断和处理，通过信号清晰、受干扰小的通信设备对井下人员进行要求和管理，及时下达故障处理命令，对煤炭企业的资源进行集中化管理，实现煤矿各个级别、各个管理层的统一领导。改变旧有的煤矿安全生产方式，通过企业数据库的建立实现一体化控制。

　　生产现场信息的自动化控制是将生产相关的仪表信息、设备信息等高度集成，在各种科学技术高度发展的基础上，对煤矿的生产信息进行数字化、智能化管理，利用监控软件和传感器对采集到现场信息加以整理和分析，对矿井内的多自动化因子进行集中式的管控，并且利用网络传输协议对获得的现场信息进行有效的连接，从而实现地面控制中心对生产设备的控制。生产现场信息的自动化的发展目标是在设定的设备系统自动化运行的基础上实现矿井生产的信息化、网络化与机械化。

　　集控中心的远程控制是利用中心软件和快速通讯设备实现矿井自动化生产信息和安全信息的传输与控制，从而达到在线控制、远程操作的目的。远程控制的目的在于在生产故障发生的第一时间能够准确判断故障类型并能调派技术人员进行及时的故障排查和维修。还可以借助生产制造的执行系统与调度系统进行综合的生产计划制定与问题分析，在进行决策的时候能有一手的现场设备、生产的数据资料，提高判断与决策的准确性。

　　要达到上述的发展目标需要通过统一标准的建立、加快采掘自动化建设和软硬件的投资实现。这一方面需要政府的大力支持与宏观调控，通过对煤炭企业的积极引导和相关扶持政策的制定来支持企业的技术发展和产品研发政府支持，另一方面也需要企业的积极建设，通过与相关科研机构和高校的合作，解决生产运行中出现的问题，在现有情况的基础上积极创新发展。

　　三、小结

　　将先进的自动化生产与控制技术、通信技术引入到煤矿的日产生产中是保证煤矿的信息流通、提高煤矿的生产效率、保证生产安全、促进煤炭生产企业智能化管理的重要保障。虽然我国的煤矿自动化与通信技术还比较落后，应用中也存在较多的问题，相信随着科学技术的不断进步，煤矿的综合自动化水平与通信水平也能得到有效的提升和发展。

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