煤矿要将大量的煤炭和矸石从地层深处挖掘运输到地面，不仅要使用大量的机械设备，而且煤矿生产还要面对复杂的地质条件、地层压力、瓦斯、一氧化碳、自燃、地下水及煤尘等产生的影响。因此，煤矿生产过程不仅涉及到人与设备和工艺流程的关系，而且还涉及到自然条件的影响。运用自动化技术、计算机技术和微电子技术等高新技术改造传统的煤炭工业，即实现企业信息化，对煤矿生产中的各个生产与保障环节的主要参数进行各种各样的监测与控制，以及对煤矿地理信息、安全信息进行监测，是煤矿正常、安全生产的重要保障。
1 基于三层构架的煤矿企业信息化系统
流程工业计算机集成制造系统CIMS技术受到发达国家的高度重视，被列入这些国家的重点高技术发展计划。传统的普渡企业参考体系结构（Purdue Enterprise Reference ArchITecture，PERA），将流程工业CIMS体系结构分为过程控制、过程优化、生产调度、企业管理和经济决策五个层次，该结构适用于金字塔式管理模式，将生产过程的控制与管理明显分开，忽视了生产过程中的物耗、能耗及设备的实时控制与管理，层次多，结构复杂，实现CIMS成本高，不便形成平台技术，不利于推广。此外，对以安全生产为首要目标的煤矿企业更加强调“管控一体化”，安全、生产、管理应更加紧密地结合在一起。
本文根据煤矿企业实际安全、生产情况，将煤矿企业信息化系统分为三个层次：资源管理层（ERP）、生产执行层（MES）、过程控制层（PCS）。系统结构图如图1所示。
1.1 过程控制层（PCS）
生产过程监测监控层由煤矿各个生产过程监测、监控子系统构成，完成煤炭生产各个环节的过程监测、自动化控制及安全监测。这些子系统采用的技术和结构形式可以多种多样，例如，可以是基于PC的分布式系统、PLC系统，也可以是智能化的机电一体化设备，通过总线方式接入综合信息化监控层网络。
该层主要功能是实现对井下各安全参数的监测和对采区工作面采煤机械、运输机、提升机、水泵，及地面通风机、选煤厂、煤炭装车等主要设备的控制与监测。该层还包括对煤矿地质信息的监测。
1.2 生产执行层（MES）
生产执行层是信息化系统建设的关键层次，起到连接过程控制层和资源管理层的重要作用。
MESA（MES国际联合会）归纳了11个主要的MES功能模块，包括工序详细调度、资源分配和状态管理、生产单元分配、过程管理、人力资源管理、维护管理、质量管理、文档控制、产品跟踪和产品清单管理、性能分析和数据采集等模块。
MES国际联合会归纳的11个功能模块主要是针对制造行业制定的，属于流程工业的煤矿企业生产具有其独特的行业特色，其MES的功能组成模块也不同。本文根据煤矿安全生产的特点，把MES划分为：过程控制调度、安全管理、地测信息管理、原材料供应、人力资源管理、维护管理、质量管理、财务管理、产品及物料储运等模块。
（1）过程控制调度：主要针对煤矿生产各子系统的集中监控，包括：工作面、主煤流系统、供电系统、排水系统、通风系统、压风系统、提升系统、洗煤厂、排矸等。过程控制调度是MES层的重要部分，其实现的好坏决定于各子系统的自动化程度高低。
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