礦井綜合自動化系統(tǒng)

第一頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一煤礦實現(xiàn)信息化的必要性煤礦生產(chǎn)是一個復(fù)雜的大系統(tǒng)工作面、運(yùn)輸提升、供電、供水、排水、通風(fēng)、供壓等礦山壓力，瓦斯、一氧化碳、煤塵等洗煤、泵房、地面供電、生產(chǎn)調(diào)度、營銷等煤礦生產(chǎn)戰(zhàn)線長，范圍廣，各生產(chǎn)與保障環(huán)節(jié)之間既相互獨立，又緊密聯(lián)系。此外，煤礦生產(chǎn)環(huán)境比較惡劣，存在冒頂、瓦斯和煤塵爆炸、腐蝕性氣體、水患等災(zāi)害的可能，而且災(zāi)害發(fā)生的隨機(jī)性強(qiáng)，對安全生產(chǎn)威脅很大。煤礦生產(chǎn)中各種大小事故隨時可能發(fā)生，有些是局部的，有些則會影響全局。信息化是保證復(fù)雜大系統(tǒng)正常高效運(yùn)行的保障對煤礦生產(chǎn)中的各個生產(chǎn)與保障環(huán)節(jié)的主要參數(shù)進(jìn)行各種各樣的監(jiān)測與控制是煤礦正常、安全生產(chǎn)的重要保障。只有實現(xiàn)全礦井乃至全礦區(qū)的信息化，才能確保煤礦安全、高效地生產(chǎn)。第二頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一綜合自動化與信息化建設(shè)的關(guān)系綜合自動化系統(tǒng)是集團(tuán)公司綜合信息化的一個分支基礎(chǔ)系統(tǒng)，其規(guī)劃建設(shè)滿足集團(tuán)公司總體規(guī)劃的要求，統(tǒng)一部署，分步實施。綜合自動化必須首先解決生產(chǎn)過程的自動化，生產(chǎn)過程的自動化是綜合自動化建設(shè)的重要組成部分。而自動化必須是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的自動化，概括地說，“信息化必須先搞自動化，自動化必須先搞網(wǎng)絡(luò)化”。礦業(yè)集團(tuán)管理信息系統(tǒng)煤礦信息交換處理中心/數(shù)據(jù)倉庫大屏幕顯示系統(tǒng)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)人員定位系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)礦井語音調(diào)度系統(tǒng)瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)井下機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)地面機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)其他擴(kuò)展系統(tǒng)井下工業(yè)攝像儀系統(tǒng)井下無線通訊系統(tǒng)井下無線通訊系統(tǒng)安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)地面及井下機(jī)電設(shè)備信息層MES控制層設(shè)備層第三頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一生產(chǎn)自動化系統(tǒng)的現(xiàn)狀目前自動化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)都處于相互獨立的狀態(tài)，各系統(tǒng)自成體系，信息不能互通，形成了“信息孤島”現(xiàn)象；通訊線路重復(fù)投資建設(shè)，費(fèi)用過高，不僅系統(tǒng)維護(hù)量大，且整體可靠性差，維修、維護(hù)困難；各個自動化系統(tǒng)都用自已的組態(tài)軟件，互不相通，重復(fù)投資；各種自動化系統(tǒng)無法實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享，無法統(tǒng)一監(jiān)測，無法統(tǒng)一調(diào)度，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)力水平的提高；由于信息不能綜合利用，所以很難從系統(tǒng)工程的角度來整體對礦山進(jìn)行統(tǒng)一的自動化管理，難以有效的整合各種資源和發(fā)揮自動化集成的最大效益；第四頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一綜合自動化系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)在井上下建立工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，統(tǒng)一為透明的光纖傳輸方式，整合傳輸通道，并無縫整合各控制子系統(tǒng)，實現(xiàn)音頻、視頻、數(shù)據(jù)三網(wǎng)合一的傳輸模式。實現(xiàn)對全礦安全、生產(chǎn)的遠(yuǎn)程集中監(jiān)測與控制；實現(xiàn)真正做到井下無人值守。通過高速多媒體寬帶自動控制及綜合信息平臺建立數(shù)字化煤礦，構(gòu)建全數(shù)字化管理礦山的樣板?！龅V井綜合信息網(wǎng)絡(luò)化■生產(chǎn)過程自動化■安全監(jiān)控數(shù)字化■生產(chǎn)管理集約化第五頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一綜合自動化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益1、投資效益節(jié)省傳輸通道（光纖、通訊設(shè)備等）的重復(fù)投資費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用；節(jié)省數(shù)據(jù)庫、組態(tài)軟件、軟件開發(fā)等重復(fù)投資費(fèi)用；搭建傳輸平臺、數(shù)據(jù)平臺和監(jiān)控平臺，一次投資，長期受益；2、安全效益在地面集中監(jiān)測監(jiān)控，井下減員，減少井下人員傷亡的可能性；改善工作環(huán)境，提高安全系數(shù)，保障職工人身安全；數(shù)據(jù)共享，報警聯(lián)動，減少由于礦井災(zāi)難所造成的損失；3、人員效益實現(xiàn)無人值守和定期巡檢，有效降低人員成本；實現(xiàn)設(shè)備自動控制，減少工人勞動強(qiáng)度；減少崗位用工，提高全員效率；第六頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一綜合自動化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益4、生產(chǎn)效益減少人工操作失誤，延長設(shè)備使用壽命；提高對設(shè)備的故障分析和判斷能力，減少停機(jī)事故；加強(qiáng)對運(yùn)輸?shù)恼{(diào)度和管理，提高運(yùn)輸能力；5、管理效益為礦井自動化系統(tǒng)提供一個高速、安全、可靠的管理平臺；提高整體集成水平，發(fā)揮自動化系統(tǒng)的綜合管理效益；實現(xiàn)煤礦管控一體化，提高煤礦的安全生產(chǎn)管理調(diào)度水平。第七頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺采用工業(yè)以太網(wǎng)+現(xiàn)場總線的模式，構(gòu)建一種混合控制的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，成為礦井信息化建設(shè)的一種必然選擇。工業(yè)總線主要位于設(shè)備層，處理實時的、現(xiàn)場的信息，具有協(xié)議簡單、容錯性強(qiáng)、安全可靠、成本低廉等特征。工業(yè)以太網(wǎng)處于控制層,用于過程級及控制級，處理大量的、變化的、多樣的信息，滿足高速、綜合的特征要求。第八頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺第九頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺百兆網(wǎng)絡(luò)(100Mbps)千兆網(wǎng)絡(luò)(1000Mbps)技術(shù)方面優(yōu)點技術(shù)上比較成熟，已經(jīng)有具體應(yīng)用，實現(xiàn)簡單，性能較為可靠。技術(shù)先進(jìn)，有足夠帶寬，可以實現(xiàn)井下三網(wǎng)合一，便于井下包括圖像在內(nèi)各類信息的網(wǎng)上查詢和點播。缺點不能提供足夠帶寬同時傳輸圖像和話音信號，只能作為控制網(wǎng)絡(luò)的綜合傳輸平臺?？刂祁I(lǐng)域的應(yīng)用較少，另外，實現(xiàn)三網(wǎng)合一需要涉及多個先進(jìn)技術(shù)，其技術(shù)在地面的實現(xiàn)目前只能做到同纜不同芯，系統(tǒng)復(fù)雜，可靠性相對較差。價格方面價格較低，性價比高，一個大型礦井的建設(shè)費(fèi)用約為300萬元左右。價格偏高，整個系統(tǒng)實現(xiàn)所需的費(fèi)用相當(dāng)于百兆網(wǎng)絡(luò)的2.5倍左右。100M/1000M工業(yè)以太網(wǎng)比較第十頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺冗余環(huán)網(wǎng)應(yīng)用于故障安全的骨干網(wǎng)絡(luò)中,網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)時間<=0.3S第十一頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺SNMPClientGETNEXTSETGETGETRESPONSETRAPSNMPAgentManagement

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ase第十二頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺WinCC用瀏覽器訪問OSM/ESM頁面易于使用運(yùn)行在任何Java瀏覽器上發(fā)生錯誤或事件時，發(fā)E-mail基于SNMP第十三頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺基于SNMPOPCServer的網(wǎng)絡(luò)管理第十四頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)中央泵房主排水系統(tǒng)自動化系統(tǒng)建成后能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：⑴實現(xiàn)泵房無人值守自動控制運(yùn)行。⑵具備網(wǎng)絡(luò)測控功能。⑶具有系統(tǒng)故障自診斷功能，包括PLC故障自診斷、傳感器故障斷等。⑷系統(tǒng)具備多種控制模式：網(wǎng)絡(luò)控制、就地自動控制、就地手動控制幾種操作方式。⑸充分考慮節(jié)能降耗：在水倉水位滿足條件的前提下，系統(tǒng)能按避峰填谷的原則進(jìn)行水泵的啟?？刂?；按連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的時間長短控制倒機(jī)運(yùn)行。⑹按操作規(guī)程要求的順序進(jìn)行水泵的啟動和停止操作。⑺對電機(jī)和水泵的運(yùn)行參數(shù)及保護(hù)參數(shù)進(jìn)行實時的監(jiān)測和傳送，這些參數(shù)包括：電機(jī)溫度（定子溫度和軸溫）、泵體溫度（殼體溫度和軸溫）、實時流量、水位、真空度、電壓、電流、水泵出水口壓力、各種閘閥、電磁閥的位置信號、過轉(zhuǎn)矩信號等。⑻整個系統(tǒng)做到可靠運(yùn)行、維護(hù)方便、修改靈活。第十五頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)控制系統(tǒng)由主站、分站及檢測傳感元件組成；控制分站安裝于膠帶機(jī)現(xiàn)場，完成對膠帶機(jī)的信號檢測和執(zhí)行控制，每個分站可以對響應(yīng)的膠帶機(jī)進(jìn)行單獨控制，主站設(shè)于井下集中控制室內(nèi)，以手動和自動方式對膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的工作狀態(tài)、故障性質(zhì)、故障地點、煤倉煤位、運(yùn)煤量等重要信息進(jìn)行顯示，并能遙控膠帶機(jī)、給煤機(jī)等設(shè)備的開停和相關(guān)皮帶之間的閉鎖控制每條皮帶；主要檢測保護(hù)有：膠帶速度、膠帶跑偏、緊急閉鎖、物料探測、設(shè)備開停、煙霧、堆煤、運(yùn)煤量及溫度保護(hù)、滅火撒水保護(hù)、防塵撒水保護(hù)、斷帶保護(hù)、撕裂保護(hù)等；系統(tǒng)具有信息聯(lián)網(wǎng)功能，在調(diào)度中心能發(fā)布控制命令并能監(jiān)視該系統(tǒng)所需運(yùn)行參數(shù)和該系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行畫面情況；井下膠帶集控系統(tǒng)第十六頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)系統(tǒng)的主要功能：以動畫的形式實時動態(tài)模擬顯示主扇的運(yùn)行工況實時監(jiān)測通風(fēng)機(jī)的電氣參數(shù)和氣動參數(shù)實現(xiàn)有關(guān)參數(shù)超限報警

通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測系統(tǒng)第十七頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)煤樓運(yùn)輸自動化系統(tǒng)煤樓自動化系統(tǒng)所控設(shè)備較多，設(shè)備布置分散，采用PLC控制柜制作煤樓皮帶的運(yùn)輸集控系統(tǒng)。PLC控制柜中安裝工業(yè)以太網(wǎng)模塊，將皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的設(shè)備開停狀態(tài)和參數(shù)傳輸給生產(chǎn)監(jiān)控主機(jī)，上位監(jiān)控主機(jī)使用組態(tài)軟件實時動態(tài)顯示設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。PLC控制柜設(shè)置觸摸屏控制系統(tǒng)，通過觸摸屏動態(tài)顯示設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，并可以通過觸摸屏就地控制設(shè)備的開停。第十八頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)系統(tǒng)的主要功能：實時采集與井上和井下各級變電所、移動變電站3KV以上饋電開關(guān)的電壓、電流、功率因數(shù)等電氣參數(shù)。地面35KV變電所內(nèi)的所用的開關(guān)、地面6KV變電所開關(guān)、井下中央、采區(qū)變電所的所有開關(guān)在調(diào)度室工作站上能夠遠(yuǎn)程合、開閘。在調(diào)度室工作站上能夠監(jiān)視各變電所的短路、漏電、接地、過流、欠壓、缺相等保護(hù)，并對其進(jìn)行報警。上位主機(jī)可實現(xiàn)以下功能：1、遙測功能2、遙控功能3、報表記錄和打印功能電力監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)第十九頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)控功能：實時采集提升系統(tǒng)的速度、電壓、電流、功率因數(shù)等電氣參數(shù)。形成速度、電流等重要參數(shù)曲線，可歷史數(shù)據(jù)查詢。在調(diào)度室工作站上可監(jiān)視提升系統(tǒng)的超速、過卷、過流、欠壓、缺相等各項保護(hù)，并對其進(jìn)行報警。礦井提升系統(tǒng)集成多種接入方式：PLC接入1：預(yù)留以太網(wǎng)通訊模塊。PLC接入2：預(yù)留RS485串行通訊接口。上位機(jī)接入：標(biāo)準(zhǔn)OPCServer接口。第二十頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)其他子系統(tǒng)集成水文監(jiān)測系統(tǒng)瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)洗煤廠自動化系統(tǒng)人員定位系統(tǒng)軌道信集閉系統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)出煤計量系統(tǒng)其他子系統(tǒng)接口方式：1、標(biāo)準(zhǔn)OPCServer接口；2、DDE通訊接口3、數(shù)據(jù)庫ODBC接口；4、OLE-DB接口；4、其他方式；第二十一頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一數(shù)據(jù)平臺及人機(jī)界面冗余數(shù)據(jù)采集服務(wù)器單機(jī)采集TAG數(shù)量：65535冗余：雙機(jī)熱備份故障自動切換負(fù)責(zé)全礦數(shù)據(jù)信息采集最大服務(wù)器數(shù)量：12第二十二頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一數(shù)據(jù)平臺及人機(jī)界面冗余數(shù)據(jù)歸檔服務(wù)器歸檔時間可長達(dá)數(shù)年冗余：雙機(jī)熱備份故障自動切換重要數(shù)據(jù)、報警信息歸檔數(shù)據(jù)庫平臺：SQLSERVER2005第二十三頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一數(shù)據(jù)平臺及人機(jī)界面冗余Web服務(wù)器瘦客戶機(jī)制：客戶端僅需IE瀏覽器冗余：雙機(jī)熱備份故障自動切換支持本地瀏覽、遠(yuǎn)程瀏覽

WEB信息發(fā)布、WEB服務(wù)器第二十四頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一數(shù)據(jù)平臺及人機(jī)界面人機(jī)界面功能實現(xiàn)對安全生產(chǎn)系統(tǒng)的集中監(jiān)控：系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)的集中監(jiān)控系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心可實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)中各個子系統(tǒng)的集中監(jiān)控。各工作站功能相同，可用于對系統(tǒng)中各子系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測與控制，實際使用時可互為備用。顯示功能：能實時顯示各膠帶機(jī)、壓風(fēng)機(jī)、通風(fēng)機(jī)、提升機(jī)、泵房、變電所、工作面等相關(guān)設(shè)施及所有信息狀況；當(dāng)被測參數(shù)超限、保護(hù)動作及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)改變后出語音、文字告警提示。掃描周期最短為250毫秒?？刂乒δ埽壕哂羞h(yuǎn)程啟動、停止、復(fù)位和測試功能，并可進(jìn)行地面遠(yuǎn)程編程、故障(保護(hù))屏蔽及控制方式轉(zhuǎn)換、振動給煤機(jī)點動操作等功能控制。第二十五頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一數(shù)據(jù)平臺及人機(jī)界面人機(jī)界面功能打印功能：能實時或按時間段打印膠帶機(jī)、壓風(fēng)機(jī)、通風(fēng)機(jī)、提升機(jī)、泵房、變電所、工作面等相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)(如運(yùn)行時間、電機(jī)電流等)和運(yùn)行狀態(tài)(如開停狀態(tài)、故障類型、故障發(fā)生時間等)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計、匯總：對數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，滿足報表統(tǒng)計、曲線圖、柱狀圖顯示并能打印輸出。第二十六頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一數(shù)據(jù)平臺及人機(jī)界面人機(jī)界面功能報警功能：實時報警信息瀏覽以及歷史報警信息瀏覽。實時報警發(fā)生后可自動跳轉(zhuǎn)到相關(guān)畫面。趨勢圖：對生產(chǎn)變量進(jìn)行記錄并生成趨勢圖并能打印輸出。超出極限值時以醒目顏色并閃爍提示。第二十七頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一數(shù)據(jù)平臺的數(shù)據(jù)共享為什么要數(shù)據(jù)共享？為第三方軟件提供通用數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)功能擴(kuò)展：多功能報表、短信息報警等。利用綜合自動化平臺建立的數(shù)據(jù)庫倉庫，深層次地挖掘、分析當(dāng)前和歷史的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，以及相關(guān)環(huán)境的相關(guān)數(shù)據(jù)，自動快速獲取其中有用的決策信息，為企業(yè)提供快速、準(zhǔn)確和方便的決策支持。通過對企業(yè)生產(chǎn)和計劃的完成情況及相關(guān)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行多角度多層次的分析，以使企業(yè)的決策者及時掌握企業(yè)的運(yùn)行情況和發(fā)展趨勢，提高企業(yè)的管理水平和競爭優(yōu)勢。目前基于數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)的比較新的應(yīng)用是企業(yè)資源計劃（ERP）和客戶資源管理（CRM），這兩種新的應(yīng)用已經(jīng)在很多不同的領(lǐng)域產(chǎn)生了很好的效果。

第二十八頁，共三十頁，編輯于2023年，星期一數(shù)據(jù)平臺的數(shù)據(jù)共享集成OPCSERVER服務(wù)所有TAG均可通過OPC訪問標(biāo)簽(TAG)