khoa học - công nghệ đổi NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN, GIÁM SÁT TẬP TRUNG DÙNG TRONG MỎ HẦM LỊ Nguyễn Thế Truyện, Nguyễn Cơng Hiệu Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa Bộ Cơng thương Đảm bảo an tồn lao đợng vận hành, khai thác hiệu thiết bị nhiệm vụ quan trọng lĩnh vực khai khoáng Để phục vụ nhu cầu đơn vị khai thác hầm lò, Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa (Bộ Cơng thương) nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thành công hệ thống điều khiển, giám sát tập trung dùng mỏ hầm lò, góp phần quan trọng vào việc quản lý bảo đảm an tồn q trình sản xuất mỏ than hầm lò V ới đặc thù ngành khai thác hầm lò Việt Nam mơi trường phức tạp, có độ ẩm cao, nồng độ bụi lớn, nhiều khí độc, khí cháy nổ… nên việc quản lý, giám sát điều hành tồn q trình khai thác, vận hành, sử dụng trang thiết bị định vị vị trí làm việc người lao động mỏ than nhằm đảm bảo an toàn tăng suất lao động yêu cầu quan trọng đơn vị khai thác than hầm lò giám sát thơng qua hệ thống truyền tải dùng chung, mạng vòng Ethernet cơng nghiệp tốc độ cao Mơ hình hệ thống xây dựng mơ tả hình vẽ: Thiết kế cấu trúc xây dựng tính hệ thống mô tả sau: Hệ thống giám sát hình ảnh Qua tìm hiểu từ thực tế ngành than, chúng tơi nhận thấy, hệ thống giám sát hình ảnh hầm lò Cấu trúc thành phần hệ thống Hệ thống điều khiển, giám sát tập trung dùng mỏ hầm lò nhà khoa học Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa thiết kế chế tạo gồm hệ thống thành phần: hệ thống giám sát hình ảnh hầm lò, hệ thống kiểm soát định vị nhân hầm lò, hệ thống thơng tin liên lạc hầm lò, hệ thống kiểm sốt khí mỏ, hệ thống phát hầm lò hệ thống giám sát - điều khiển thiết bị điện hầm lò Tồn hệ thống thành phần tập trung trung tâm điều hành 16 Số năm 2015 Mơ hình tổng thể hệ thống giám sát, điều khiển tập trung hầm lò khoa học - cơng nghệ đổi thực cách thủ công, tức giám sát viên phải xuống tận nơi để kiểm tra trạng khu vực mỏ khai thác (những công việc vất vả, nhiều thời gian quan trọng có tình cần xử lý kịp thời để phục vụ cho việc điều hành sản xuất đảm bảo an toàn lại không đáp ứng được) Gần số đơn vị khai thác than hầm lò có trang bị thiết bị giám sát hình ảnh dựa cơng nghệ analog, máy quay đặt lò kết nối trung tâm đường truyền (cáp đồng cáp quang) riêng biệt, điều dẫn tới hệ thống cồng kềnh, phức tạp, chất lượng hình ảnh khơng cao khó khăn việc di chuyển hay mở rộng hệ thống Chính vậy, việc nghiên cứu thiết kế chế tạo nước hệ thống giám sát hình ảnh hầm lò dựa cơng nghệ IP (Internet Protocol) có khả tích hợp vào hệ thống điều khiển giám sát tập trung nhằm đảm bảo chất lượng hình ảnh, tín hiệu trung thực, rõ nét phục vụ ngành khai thác than cần thiết Tại phòng điều khiển giám sát trung tâm, hình ảnh tồn camera IP hầm lò hay mặt truyền thông qua hệ thống cáp quang chuyển mạch mạng vòng, hình ảnh hiển thị thơng qua hệ thống ma trận hình ghép có kích thước tùy ý (3x4, 4x6 ) Mọi liệu hình ảnh lưu trữ phục vụ xem lại tra cứu cần thiết, đặc biệt hệ thống cho phép theo dõi hình ảnh từ xa thơng qua mạng internet Hệ thống giám sát hình ảnh hầm lò dựa cơng nghệ IP Viện nghiên cứu chế tạo có tính linh hoạt, mềm dẻo, dễ dàng mở rộng hệ thống hỗ trợ tích cực cho cơng tác điều hành sản xuất, góp phần tăng suất, làm sở xây dựng giải pháp tiết kiệm lượng nâng cao hiệu nhân cơng lao động, quan trọng góp phần việc đảm bảo cho công tác khai thác than an tồn có cố hỗ trợ cứu hộ, cứu nạn Hệ thống giám sát định vị nhân Hệ thống giám sát, quản lý người phương tiện máy móc phục vụ khai thác hầm lò Viện nghiên cứu chế tạo dựa sở ứng dụng thành tựu tiên tiến lĩnh vực điện tử viễn thông công nghệ thơng tin Cơng nghệ hồn tồn chun gia nước xây dựng làm chủ, cho phép chế tạo sản phẩm hệ thống giám sát, quản lý người phương tiện đại, chất lượng tương đương với hệ thống nước ngồi có tính giá thành hạ phù hợp với điều kiện thực tiễn nước Hệ thống có đặc điểm như: phòng giám sát điều hành trung tâm tự động theo dõi, quản lý định vị nhân sự, phương tiện máy móc hầm lò hiển thị hình sơ đồ đường lò, giúp hỗ trợ nâng cao hiệu cơng tác điều độ sản xuất, tìm kiếm cứu nạn tình cố; hệ thống sử dụng cơng nghệ nhận dạng sóng vơ tuyến Zigbee cho phép theo dõi vị trí tương đối người phương tiện theo thời gian thực Thông qua thơng tin này, người quản lý nhanh chóng xác định vị trí người lao động tình khẩn cấp khu vực làm việc trường hợp bình thường Hệ thống phát mỏ hầm lò Hệ thống phát mỏ hầm lò đóng vai trò quan trọng việc tun truyền, phổ biến cơng tác an tồn lao động, phát tìm gọi công nhân, phát sơ tán khẩn cấp có cố hầm lò, báo động hầm lò Ngồi ra, hệ thống phát có tác dụng khích lệ tinh thần cơng nhân q trình sản xuất nhạc để giảm bớt mệt nhọc cho công nhân Hệ thống thông tin liên lạc Hệ thống thơng tin liên lạc hầm lò đảm bảo thông tin liên lạc thông suốt từ trung tâm điều hành đến khu vực khai thác hầm lò, hệ thống bao gồm thành phần chính: trung tâm điều phối thông tin; truy cập không dây (bao gồm Network Switch, Wireless Access Point); điện thoại di động IP dùng hầm lò tương thích với chuẩn IEEE 802.11b/g (Wi-Fi) sử dụng giao thức SIP (Session Initiation Protocol) cho gọi thoại tin nhắn văn Điện thoại di động IP Viện thiết kế, chế tạo sở chipset chuyên dụng; nguồn cung cấp cho truy cập không dây trung tâm điều phối thông tin, nạp pin cho máy điện thoại di động IP Thiết bị Viện nghiên cứu chế tạo toàn từ thiết kế phần cứng phần mềm để người dùng dễ sử dụng, tiết kiệm lượng hoạt động ổn định điều kiện mơi trường hầm lò Hệ thống đảm bảo thơng tin liên lạc máy di động máy di động với máy điện thoại cố định hầm lò, cho phép liên lạc nội ngồi qua mạng điện thoại cơng cộng Hệ thống giám sát hoạt động thiết bị điện Các phụ tải hầm mỏ quạt gió, máy bơm nước, băng tải than… đóng vai trò quan trọng q trình khai thác than hầm lò đảm bảo cho việc khai thác than an toàn Những phụ tải thơng thường trì hoạt động, ngun tắc chúng cần Số năm 2015 17 xét tích hợp thêm hệ thống khác có công nghệ IP hệ thống điều khiển giám sát hầm bơm, quạt gió, tời trục, băng tải… chuyển đổi thiết bị có cơng nghệ cũ có mỏ sang cơng nghệ IP nhằm tích hợp ln vào hệ thống để đảm bảo tiết kiệm, hiệu Hội thảo giới thiệu Hệ thống điều khiển, giám sát tập trung mỏ hầm lò Cơng ty than Khe Chàm - TKV có kiểm sốt liên tục Phòng điểu khiển tập trung mỏ, mặt để đảm bảo hiệu khai thác mặt khác quan trọng không nâng cao an toàn lao động Căn ý nghĩa quan trọng đó, Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo thành công hệ thống giám sát, điều khiển thiết bị điện hầm lò Hệ thống giám sát điều khiển thiết bị điện khai thác than hầm lò thiết kế chế tạo có chức hỗ trợ Phòng điện mỏ việc quản lý hoạt động thiết bị điện, đồng thời góp phần nâng cao an tồn cơng tác khai thác than hầm mỏ Ngoài việc giám sát, bảo vệ hệ thống báo cáo tình trạng hoạt động thiết bị điện hầm mỏ (chạy bình thường, tải, ngắn mạch, rò điện hay pha) máy tính trung tâm, vào thơng tin đó, kỹ thuật viên Phòng điện có kế hoạch sửa chữa, bảo dưỡng kịp thời Ví dụ, có cố rò điện hầm mỏ, với tính đóng/cắt điện từ xa (từ máy tính trung tâm) thông qua mạng truyền thông Ethernet mạng RS485 cho phụ tải nhóm phụ tải giúp kỹ thuật viên Phòng điện mỏ khoanh vùng khu vực rò điện cách nhanh chóng, từ lập kế hoạch sửa chữa rò điện kịp thời Hệ thống giám sát khí mỏ Hệ thống giám sát khí mỏ phục 18 vụ an tồn lao động chế tạo nhằm kiểm sốt tình hình xuất khí q trình khai thác than nồng độ khí cháy nổ (khí mêtan), khí độc (khí CO), tốc độ gió, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất mỏ than Hệ thống tự động cảnh báo lệnh điều khiển cắt điện thiết bị sản xuất trường hợp nồng độ khí cháy nổ tăng cao để hạn chế tối đa cố cháy nổ mỏ Toàn liệu đo lường điều khiển hiển thị lưu trữ tập trung trung tâm điều hành hình đồ đường lò đảm bảo tính trực quan thuận tiện cho công tác điều hành sản xuất vấn đề đảm bảo an toàn lao động trình khai thác mỏ Định hướng phát triển Hiện Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa làm chủ công nghệ, thiết kế chế tạo thành công hệ thống điều khiển, giám sát tập trung bao gồm tất hệ thống nêu dựa việc áp dụng công nghệ đại, phù hợp với xu phát triển chung giới Trong có hệ thống kiểm định xong, có hệ thống đưa kiểm định để sẵn sàng cung cấp cho công ty khai thác than hầm lò Hướng phát triển tiếp tục hoàn thiện thủ tục pháp lý nâng cao, bổ sung tính hệ thống; đồng thời xem Số năm 2015 Kết luận Thực chủ trương cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước, Viện định hướng nghiên cứu, thiết kế chế tạo nước hệ thống điểu khiển giám sát tập trung mỏ than hầm lò nhằm giúp nâng cao lực điều hành sản xuất, góp phần đảm bảo an tồn, từ nâng cao suất lao động cho ngành khai thác mỏ hầm lò Việc chế tạo thành công hệ thống điều khiển, giám sát tập trung mỏ hầm lò chứng tỏ lực khoa học và cơng nghệ Việt Nam chế tạo thiết bị đặc chủng, hệ thống thiết bị đại mang lại hiệu kinh tế lớn cho đất nước, tiết kiệm chi phí nhập Nhờ làm chủ công nghệ thiết kế, chế tạo nên việc thay thế, sửa chữa bảo dưỡng thiết bị tiến hành thuận tiện nhanh so với trước đây, giúp nâng cao suất lao động, giảm giá thành khai thác than, tăng tính cạnh tranh… Chúng tơi mong muốn Bộ Cơng thương, Tập đồn Cơng nghiệp Than - Khống sản Việt Nam cơng ty khai thác than hầm lò ưu tiên sử dụng hàng hóa, thiết bị sản xuất nước thay nhập để sản phẩm Viện không ngừng hoàn thiện, phát triển; đồng thời nâng cao lực khoa học và công nghệ nước, tiếp cận với nước tiên tiến giới ? ... Switch, Wireless Access Point); điện thoại di động IP dùng hầm lò tương thích với chuẩn IEEE 802 .11 b/g (Wi-Fi) sử dụng giao thức SIP (Session Initiation Protocol) cho gọi thoại tin nhắn văn Điện... việc khai thác than an toàn Những phụ tải thơng thường trì hoạt động, ngun tắc chúng cần Số năm 2 015 17 xét tích hợp thêm hệ thống khác có cơng nghệ IP hệ thống điều khiển giám sát hầm bơm, quạt... từ lập kế hoạch sửa chữa rò điện kịp thời Hệ thống giám sát khí mỏ Hệ thống giám sát khí mỏ phục 18 vụ an tồn lao động chế tạo nhằm kiểm sốt tình hình xuất khí q trình khai thác than nồng độ khí