摘要
：随着煤矿建设的智能化程度越来越高，构建智能电力监控系统实现对矿山生产的有效监控至关重要。首先分析了矿山电力监控系统存在的主要问题，其次重点介绍了基于智能矿山电力监控系统的设计过程，后提出了加强智能电力监控系统的措施，以保障智能电力监控系统的正常使用。
关键词
：智能矿山；电力监控系统；应用方法
0引言
矿山开采工作较为复杂，涉及矿山井下开采人员、设备以及生产环节的管理等。随着智能化技术的迅速发展，现代化信息技术与自动控制技术也不断发展，对智能矿山的建设提出了更高的要求。传统的矿山电力监控系统一般应用计算机网络技术，不能实现井下设备的控制，无法及时反馈环境信息和设备情况等。
因此，在传统电力监控系统的基础上，通过大数据技术和云计算等完成矿井监测的可视化、调度的综合化以及控制的自动化，有利于提升煤矿的安全性，加强生产业务的管理水平。由此可见，对基于智能矿山电力监控系统应用方法进行研究具有重要意义。
1矿山电力监控系统存在的主要问题
目前，虽然对电力监控系统及相关设备做了很多研究，但是缺少对数据的合理应用，而且数据库需要存储大量关于电力数据的监测值，这也是电力监控系统需要解决的重点问题。在实际应用过程中，电力监控系统主要存在以下问题。
1.1工作人员不能根据监控数据发现安全隐患。
监控系统的主要功能是监测矿下的信息参数，不能很好地处理异常数据，且缺少对数据的预测功能，通过人机交互界面不能保证工作人员提前了解信息参数。
1.2缺少对安全监控信息的深入分析与利用
大数据分析已经成为广泛应用的数据分析方法，能够找出数据背后的价值信息，从而为科学决策提供依据，在各个行业当中都有着广泛的应用。煤矿开采也要加强对数据信息的分析与应用，保证监控的多元融合。
1.3预测模型的智能化程度低。
电力监控系统主要注重对安全信息的监测与控制，并进行简单反馈，不能实现危险度的判断以及事故预警等。此外，断电控制、分级报警以及区域断电等功能需要进一步完善，所以须提高电力监控系统的智能化水平。
2基于智慧矿山智能电力监控系统的设计
2.1系统设计
电力监控系统采用了3种技术，分别是自动化技术、计算机网络技术以及信息化技术，集保护、监测、控制、通信等多种功能于一体，具有开放式、网络化、模块化、组态化的特点。电力监控系统设计有客户端/服务器（Client/Server，C/S）结构，同时还具有能够支持Web浏览，即浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）的结构。该系统采取变电所的一次主设备实现“五遥”功能，即遥测、遥信、遥控、遥调以及遥视，同时实时采集高、低压开关柜的相关电气监测数据，通过高、低压柜的运行数据判断负载设备的运行情况，对二次设备和辅助设备实现远程控制和管理，并与煤矿安全监测系统进行数据交互，实现对电力系统的较全智能管理
2.2 系统的结构与组成
系统的设计采用了分布式、模块化思想，主要分成5层，如图1所示，分别是设备层、间隔层、控制层、管理层以及决策层。控制层和间隔层通过以太网传输控制协议/网际协议（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol，TCP/IP）进行数据传输；间隔层和设备层通过Modbus-RTU和ModBus协议进行通信。充分考虑数据传输方式的不同，对数据传输标准进行统一，根据现场不同的系统来实现各煤矿的电力监控功能。
设备层主要包含一些电力系统采集设备的终端，如电力保护装置、功能仪表、电力监测装置等。电力监控系统的间隔层设备采用间隔分散式的安装方法，各设备之间相互独立，仅通过通信网络连接。井下间隔层设备通常采用Modbus-RTU和ModBus协议进行通信Modus-RTU通过井下电力分站就近接入井下控制环网交换机，通过光纤接入地面生产指挥中心。控制层包括主站监控系统、通信服务器，其中主站监控系统完成数据实时采集、数据处理、远程控制等功能，通信服务器完成网络转换、智能设备接入和远程主站通信。在信息层构建自动化数据展示平台，通过面向对象技术，对于安全性能、监测数据等不同的信息完成综合处理，从而为科学决策和管理提供参考。管理层主要作为生产过程中的执行系统，主要包括集成平台管理、运行维护、设备运行管理以及生产数量控制等多个功能。通过对生产过程的精细化管理，能够有效解决管理层与过程控制层中存在的断层问题，从而提升作业管理效率，提高信息化水平。决策层根据信息层汇报的监测信息，并结合实际情况做出决策。决策的实施需要各个部门协同工作，并综合子系统的各项信息，实现数据的快速整合，后形成一个科学合理的决策方法。
系统能够兼容多种协议形式的监测监控设备，与多个系统进行数据交互。系统以变电所为单元，变电所的功能是将数据通道接入主传输通道。系统还具有历史趋势曲线打印、报表查询等功能，按用户要求可以定制各种报表、图形与曲线。应用数据共享，实现信息网络发布自动报警和预测分析功能。此外，结合视频监控系统、门禁系统，实现地面、井下变配电无人值守、有人巡视的目的。
2.3 子系统接入设计
2.3.1 子系统接入方式
根据子系统的设计特点，可以应用3种接入方式。
上位机接入。该方式是在服务器的帮助下，通过以太网和对象链接与嵌入的过程控制（OLEforProcessControl，OPC）等接口协议完成和子系统主机之间的信息交换。接入结构如图2所示。
可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicCantroller，PLC）接入。对于自动化控制系统而言，利用服务器通过以太网和PLC接口相连，并且安装在采集服务器的OPCServer中，实现和生产综合监控系统服务器之间的信息交换功能。接入结构如图3所示。
嵌入式控制接入。对于嵌入式控制的子系统，利用内部的OPCServer，服务器通过以太网和接口协议实现子系统之间的连接。接入结构如图4所示。根据智能矿山子系统的设计特点，采用PLC接口方式，当子系统接入后，把采集好的数据信息进行整合与分析形成图表，从而为管理层的决策提供参考。
2.3.2 数据交互方式
数据交互方式主要包括3种，分别为OPC、开放数据库互连（OpenDatabaseConnectivity，ODBC）、文件传输协议（FileTransferProtocol，FTP）。其中，OPC通过微软组件技术进行设计，利用C/S架构模式，能够处理本地与网络等节点的服务器信息，监控系统能够对数据进行直接读取，安全性较高。ODBC以数据库为基础进行交互，虽然实时性较差且效率比较低，但是可以根据数据结构，通过访问数据接口，把实时性较差的数据写入对应的数据库表中，使得电力监控系统能够获取数据库接口，完成信息的获取。FTP是一种基于文件的交互方式，它的实时性较差，工作效率低，主要是作为传输工具将设置好的文件格式传输到采集服务器中，便于电力监控系统完成数据解析。
3智能电力监控系统的发展方向
3.1 传感控制器的发展
在电力监控系统工作的过程中，传感控制器起到了非常重要的作用，保障好传感控制器的稳定性和安全性非常重要。现阶段，常用的传感器基本能够满足电流、电压等生产需要，但是仍然存在一些问题需要引起高度的