礦井自動化監(jiān)控集成系統(tǒng)介紹

1、礦井自動化監(jiān)控集成系統(tǒng)介紹 華豐煤礦自動化系統(tǒng)原有安全監(jiān)測系統(tǒng)、 -450 及-750 中央泵房排水監(jiān) 控系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、礦井地面供電及 -450、 -750 中央配電所自動 化監(jiān)控系統(tǒng)、主運自動化監(jiān)控系統(tǒng)、大巷信集閉系統(tǒng)。 目前這些監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)都處于相互獨立的狀態(tài)，每套自動化系統(tǒng)井 上、下均有獨立的通訊線路，造成通訊線路大量重復投資，維修、維 護困難，信息不能互通。因此，需要建立統(tǒng)一的綜合自動化系統(tǒng)，使 煤礦并下的安全信息、設備的工況信息和控制信息在一個統(tǒng)一的平臺 上傳輸。1 確定自動化集成系統(tǒng)目標及方案1.1 設計目標 對井下各控制子系統(tǒng)發(fā)布控制命令，并能監(jiān)視各子系統(tǒng)內設備的運行 狀

2、態(tài)以及生產和安全參數(shù) ;井上與集團公司廣域網相連，實現(xiàn)華豐礦與 公司之間信息的及時交換。建立一個生產調度中心集中控制和監(jiān)視，井下各系統(tǒng)的控制實現(xiàn)無人 值守，僅有巡檢工進行巡視和維護，巡檢工可以就地緊停現(xiàn)場設備， 根據現(xiàn)場情況向地面調度中心匯報需要起停哪些設備，但設備的起停 是由調度員根據總體情況來確定和操作，實現(xiàn)全礦管控一體化。 能夠把井下的光纖攝像儀通過工業(yè)以太網傳輸?shù)骄险{度中心，整合 傳輸通道。系統(tǒng)隨著礦井建設整體規(guī)劃分步實施， 并能隨著技術的發(fā)展方便升級。1.2 系統(tǒng)功能要求自動化系統(tǒng)平臺與各類子系統(tǒng)如安全監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、提升 控制系統(tǒng)、選煤廠集控系統(tǒng)、礦井電力監(jiān)控系統(tǒng)、水泵控

3、制系統(tǒng)、主 扇監(jiān)控系統(tǒng)、壓風機房監(jiān)控系統(tǒng)等組成監(jiān)控網，管控中心為監(jiān)控網的 服務器，并將各子系統(tǒng)的信息進行綜合后處理。 管控中心負責將實時、 歷史及綜合分析后的信息提供給信息系統(tǒng)中的客戶，并接受客戶對各 子系統(tǒng)的操作請求。具體功能要求如下：(1) 在物理上和邏輯上都要考慮到網絡信道的冗余，確保網絡的安全。(2) 當系統(tǒng)某一子系統(tǒng)的通訊或元器件出現(xiàn)故障時，不能影響其它子系 統(tǒng)的通訊和整個網絡的傳輸性能。(3) 對系統(tǒng)井下部分和網絡部件要充分考慮防爆、防塵、抗高溫潮濕和 電磁干擾的要求。地面系統(tǒng)充分考慮防雷和抗電磁干擾的設置。(4) 系統(tǒng)在調度中心能及時、準確地采集各個子系統(tǒng)的生產工況、生產 和安全

4、參數(shù)，并以畫面和圖表的形式表現(xiàn)出來，同時可以根據生產和 調度的要求起、?，F(xiàn)場的設備。(5) 充分考慮先進性、實用性和兼容性，做到擴展容易，升級方便，并 能做到異構子網的互連。(6) 實時數(shù)據顯示：實時顯示各監(jiān)測點的當前狀態(tài)或數(shù)值?？煞诸愶@示 或全部顯示。(7) 當設備故障或模擬量超限時，監(jiān)控子系統(tǒng)與自動化平臺同步顯示故 障設備名稱、報警測點名稱及數(shù)值，并將故障信息和報警信息存人數(shù)據庫，供以后統(tǒng)計分析。(8) 在服務器中建立綜合歷史數(shù)據庫，定時將監(jiān)測數(shù)據寫入數(shù)據庫，為 今后的統(tǒng)計分析提供參考。(9) 充分考慮系統(tǒng)和數(shù)據的安全性。系統(tǒng)應具有較強的身份認證機制、 完善全面的日志、數(shù)據備份和病毒防護功

5、能。人機界面友好，操作簡 單，維護方便。1.3 系統(tǒng)結構特點(1) 環(huán)網冗余技術。設計方案采用了環(huán)網冗余技術，提供了礦井自動化 系統(tǒng)的可靠性。在物理上和邏輯上考慮到傳輸信道、管控服務器、調 度主機、供電電源的冗余，確保傳輸通路、數(shù)據服務、監(jiān)控工作站、 供電電源的安全可靠。網絡交換機采用工業(yè)以太網交換機，有雙電源 冗余輸人。(2) 異構系統(tǒng)的互聯(lián)互通。設計方案分別在網絡級和串口級提供了多種 符合國際主流標準的接口方式，便于各種子系統(tǒng)的接人，實現(xiàn)最大限 度的信息共享奮它能夠集成不同廠家的硬件設備和軟件產品，實現(xiàn)各 系統(tǒng)間互操作，并將各系統(tǒng)數(shù)據集成。(3) 先進的體系結構。設計方案采用 B/S 模式

6、設計三層網絡體系結構， 便于及時、準確地采集各個子系統(tǒng)的工況、生產和安全參數(shù)，方便管 理層實時查詢、分析和決策。(4) 實時信息數(shù)據集成。以信息集成平臺為核心，將實時數(shù)據流在企業(yè) 統(tǒng)一信息平臺上集成起來，同時，針對統(tǒng)一信息平臺開發(fā)各種綜合應用，形成集成化、網絡化應用。各種圖形、圖像、報表信息都可以通過 Web 的方式在任何一臺終端統(tǒng)一瀏覽，統(tǒng)一界面。(5) 統(tǒng)一的數(shù)據倉庫。在集成化的數(shù)據管理中，數(shù)據一旦被輸人，整個 系統(tǒng)中都可以使用。提高了工程效率，降低了工程的實施難度。(6) 集成化的編程組態(tài)。實現(xiàn)了從設計、編程、硬件組態(tài)、測試到操作 診斷和遠程維護的全過程組態(tài)應用。所有的部件都可以有一個軟

7、件進 行組態(tài)，采用統(tǒng)一化的用戶圖形界面和面向對象的設計，使用起來輕 松自如 ;采用模塊化的設計， 使用戶根據需要進行選擇 ;采用統(tǒng)一的數(shù)據 庫，保證了符號和變量在項目中的一致性，便于維護和提高效率。2 監(jiān)控集成系統(tǒng)的建設 綜合自動化整合系統(tǒng)一期主要整合自動化系統(tǒng)。(1)在傳輸平臺上， 采用西門子的工業(yè)光纖以太環(huán)網技術， 敷設 13km 礦 用阻燃光纜，在井下 -750 調度站、 -750泵房、 -450泵房，井上主運車 房共設立四個接人節(jié)點，安裝六臺西門子SCALANCEX-4O0兆交換機與 調度中心構成冗余的千兆環(huán)網。(2) 洗煤廠通過光端機連接到主運車房的交換機上，地面供電新站通過 光端機

8、連接到調度中心的交換機上。(3) 井下-750主運PLC通過礦用本安型數(shù)據光端機與-750調度站交換機 相連，井下-326主運PLC通過礦用本安型數(shù)據光端機與-450泵房交換 機相連，地面主運 PLC通過屏蔽網線直接接入西門子交換機網口上， -450 大巷信集閉系統(tǒng)通過礦用本安型數(shù)據光端機與 -450 泵房交換機相 連。(4) 主運系統(tǒng)已經安裝的高頻通過視頻分配器分出后進入視頻服務器轉 換為數(shù)字圖像后接入交換機進入工業(yè)以太網，新增攝像儀采用礦用防 爆型網絡攝像儀在各地點就近接入交換機。(5) 在軟件集成上，采用西門子先進的 WinCC組態(tài)軟件，通過一致的軟 件界面，實現(xiàn)對各類自動系統(tǒng)的綜合、集中監(jiān)測與監(jiān)控。(6) 該系統(tǒng)提供的擴展接口，便于將來其它系統(tǒng)的接入和集成。3 社會經濟效益分析(1) 經濟效益。節(jié)省了大量傳輸線路和維護費用，今后新上的工業(yè)電視 及音頻通訊，無需每個系統(tǒng)、每個攝像儀都要自地面向井下敷設通訊 線路，節(jié)約投資。(2) 社會安全效益。提高整合集成的管理效益使礦井各類信息聯(lián)通與共 享，各自動化子系統(tǒng)實現(xiàn)統(tǒng)一管控，使信息資源和設備資源能充分發(fā) 揮作用。實現(xiàn)全礦井的數(shù)據采集、生產調度、決策指揮的網絡化、信息化、科 學化，提高礦井勞