煤礦生產(chǎn)監(jiān)控與調(diào)度信息系統(tǒng)集成及應用

1、煤礦生產(chǎn)監(jiān)控與調(diào)度信息系統(tǒng)集成及應用摘要:為了提升龍東礦的信息化水平,提高安全生產(chǎn)的效率和效益,對目前龍東煤礦信息化的現(xiàn)狀進行簡單分析后,借助于先進的信息技術,提出了實施龍東煤礦生產(chǎn)監(jiān)控與調(diào)度信息集成系統(tǒng)的構想。論文首先給出了完整的軟硬件設計框架和結構,繼而介紹了集成系統(tǒng)的特點,最后給出社會效益和經(jīng)濟效益分析。 關鍵詞:信息化建設;生產(chǎn)監(jiān)控;信息集成;安全生產(chǎn) 1.問題的提出 龍東煤礦在煤礦信息化建設中已經(jīng)做出了一定的努力,井下許多生產(chǎn)設備已經(jīng)處于監(jiān)控之中,而且這些設備的監(jiān)控信息也已經(jīng)通過網(wǎng)絡從井下傳送到井上,在相關工控機上可以查看。但監(jiān)控子系統(tǒng)之間,監(jiān)控系統(tǒng)與生產(chǎn)管理以及與生產(chǎn)調(diào)試系統(tǒng)之間存

2、在數(shù)字鴻溝,即信息互不相通,導致無法將管理與生產(chǎn)監(jiān)測信息緊密結合起來。從系統(tǒng)集成的角度來看,煤礦生產(chǎn)、管理的自動化與信息化水平相對較低,特別是煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)尚沒有行業(yè)標準,各廠家都是自行制定傳輸協(xié)議和接口標準,各子系統(tǒng)之間不能互通和兼容,存在“信息孤島”現(xiàn)象,信息資源難于共享,監(jiān)測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和管理系統(tǒng)不能實現(xiàn)聯(lián)動。 鑒于目前龍東煤礦的信息化的現(xiàn)狀,要快速提高安全生產(chǎn)效率,提升企業(yè)形象,降低生產(chǎn)和管理成本,在龍東礦盡快實施生產(chǎn)監(jiān)控與調(diào)度信息集成系統(tǒng)已迫在眉睫。 2.系統(tǒng)總體結構 龍東煤礦生產(chǎn)監(jiān)控與調(diào)試信息集成系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)構成。 2.1硬件系統(tǒng) 整個硬件系統(tǒng)由辦公自動化網(wǎng)

3、和工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡通過硬件防火墻把辦公系統(tǒng)和生產(chǎn)監(jiān)控和調(diào)度系統(tǒng)聯(lián)系起來。辦公系統(tǒng)局域網(wǎng)保持礦上原來局域網(wǎng)絡結構不變。 工業(yè)監(jiān)測監(jiān)控局域網(wǎng)包括防火墻、熱備雙冗余千兆三層核心交換機、千兆二層接入交換機。工業(yè)監(jiān)測監(jiān)控網(wǎng)絡中安置2臺熱備雙冗余主服務器,進行數(shù)據(jù)存儲、歸檔、處理及Web信息的發(fā)布。2臺前置數(shù)據(jù)采集服務器用于采集下屬子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息,并將其傳送到工業(yè)監(jiān)測監(jiān)控網(wǎng)絡的主服務器上。 各已有工業(yè)監(jiān)控子系統(tǒng),通過相應交換機再通過光纜接入工業(yè)監(jiān)控核心交換機。工控核心交換機與前置數(shù)據(jù)采集服務器及工業(yè)監(jiān)測監(jiān)控網(wǎng)絡服務器相聯(lián),最后通過防火墻接入辦公網(wǎng)絡系統(tǒng)。 2.2軟件系統(tǒng) 系統(tǒng)軟件總體架構分三個層次:一是與井

4、下設備監(jiān)控子系統(tǒng)相關的底層軟件系統(tǒng)接口,二是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心(包括實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫)以及與之平行的信息交互交互系統(tǒng),三是生產(chǎn)調(diào)度、管理與信息發(fā)布系統(tǒng)。 底層軟件系統(tǒng)接口通過與各井下生產(chǎn)設備監(jiān)控子系統(tǒng)的通信,獲取相關設備運行狀態(tài),數(shù)據(jù)中心負責采集到的數(shù)據(jù)的集中存儲,以便上層軟件系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理、查詢和統(tǒng)計以及其它軟件的信息共享。上層的生產(chǎn)調(diào)度、管理與信息發(fā)部系統(tǒng)的軟件負責對數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)的處理、分類、查詢、計算,便于決策。除了與生產(chǎn)調(diào)度相關的信息處理外,同時上層軟件系統(tǒng)還進行政工、公共信息、系統(tǒng)管理、后勤、安全等信息的處理與發(fā)布。 3.系統(tǒng)特點 3.1系統(tǒng)網(wǎng)絡采用星型樹狀拓撲結構,具有控制簡單

5、、方便擴展、容易維護和節(jié)省成本等優(yōu)點。 3.2工業(yè)監(jiān)測監(jiān)控網(wǎng)絡服務器采用雙機熱備的同時,每臺服務器的硬盤之間又采用RAID-5技術對數(shù)據(jù)進行備份,防止數(shù)據(jù)丟失,確保數(shù)據(jù)的安全性。 3.3視頻監(jiān)視系統(tǒng)將傳統(tǒng)的模擬信號傳輸改為數(shù)字化網(wǎng)絡信號傳輸,并且將控制方式由C/S模式改為B/S方式,系統(tǒng)擴展能力強;維護費用低;可以錄像保存,便于查詢和檢索;只要有網(wǎng)絡并擁有相應的權限,通過瀏覽器就可以查看視頻。 3.4客戶端IE瀏覽器采用AJAX、CSS、DOM等技術,實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)、狀態(tài)異步更新,為用戶提供了更好的視覺感覺。 3.5工業(yè)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集和存儲分別前置數(shù)據(jù)采集服務器和工業(yè)監(jiān)測監(jiān)控網(wǎng)絡服務器來完成

6、。前置數(shù)據(jù)采集服務器具有速度快的特點,負責各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集,并將采集到的數(shù)據(jù)組合打包發(fā)送給工業(yè)監(jiān)測監(jiān)控網(wǎng)絡服務器;工業(yè)監(jiān)測監(jiān)控網(wǎng)絡服務器具有容量大,速度快等特點,負責將接收到的子系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲、網(wǎng)頁發(fā)布等。這樣將數(shù)據(jù)采集與存儲發(fā)布獨立執(zhí)行,提高了整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和傳輸速率,大大提高了工作效率。 3.6在不改變原有網(wǎng)絡架構和子系統(tǒng)的前提下,本系統(tǒng)提供集中控制接口組件,由各自動化系統(tǒng)供應商配合開發(fā)控制接口功能,并植入原系統(tǒng)中,完成系統(tǒng)功能級的集成,節(jié)約了開發(fā)成本。 4.系統(tǒng)效益分析 龍東煤礦往自投產(chǎn)22年來,礦黨政堅持以人為本的管理思想和求真務實的工作作風,不斷提高企業(yè)參與市場競爭的能力;合理開

7、采布局,實現(xiàn)集中生產(chǎn),大力推廣應用新工藝新技術,為高產(chǎn)高效提供了有力保障。 我礦正著手開始實施煤礦監(jiān)控與調(diào)度綜合信息集成系統(tǒng),以實現(xiàn)生產(chǎn)自動化實時信息、企業(yè)資源及管理信息之間的緊密集成,提高管理信息中有關生產(chǎn)數(shù)據(jù)的準確性、實時性。系統(tǒng)不僅具有現(xiàn)代化企業(yè)內(nèi)部綜合信息管理平臺的功能,而且集成了安全生產(chǎn)所必須的業(yè)務處理。企業(yè)業(yè)務處理集中在一個平臺上,實現(xiàn)信息的共享,提高辦公效率及效益,降低企業(yè)運作成本。 該系統(tǒng)設計科學合理,具有人性化。系統(tǒng)操作方便快捷,運行穩(wěn)定、安全、可靠,將大大提升了礦井自動化水平、管理水平和抗災能力。 可以預料,系統(tǒng)實施將帶來的社會效益主要體現(xiàn)在如下幾個方面: (1)系統(tǒng)的遠程

8、實時監(jiān)控及預警等功能提高了對故障的反應能力,從而確保系統(tǒng)整體的安全可靠運行,降低事故率,為企業(yè)的安全生產(chǎn)提供有力保障 (2)企業(yè)員工素質的提高是系統(tǒng)實施的重大收獲 (3)系統(tǒng)實施促進企業(yè)管理創(chuàng)新與規(guī)范化、標準化、科學化 (4)系統(tǒng)實施促進了企業(yè)技術進步 (5)為其它煤礦的信息化做了很好的示范作用 系統(tǒng)實施運行后,將在提高生產(chǎn)效率、降低成本、降低事故率等方面有顯著的成效,并節(jié)約大量資金。主要將體現(xiàn)在: (1)由于系統(tǒng)的支持可實現(xiàn)井下系統(tǒng)的無人值守,每年將節(jié)省大量的人員工資。 (2)設備自動檢測和監(jiān)控機制杜絕了機器的空載運行時間,實現(xiàn)經(jīng)濟運行,每年節(jié)約大量電費。 (3)降低事故率,被監(jiān)控設備系統(tǒng)等

9、故障時間大大減少,運行時間增加,年可多生產(chǎn)大量原煤,新增大量利稅。 (4)井下機電設備嚴格按照系統(tǒng)中機電循環(huán)保養(yǎng)計劃執(zhí)行,大大降低了維修費用。 由此可見,信息集成系統(tǒng)的成功運行將為企業(yè)帶來了顯效的短期效益,同時也必將為企業(yè)帶來長期的、持續(xù)效益。系統(tǒng)的實施將給企業(yè)帶來了直接和間接經(jīng)濟效益,也使企業(yè)員工的素質有了提高,同時促進了企業(yè)技術進步、管理科學化,為煤礦企業(yè)的成功應用信息化技術起了示范帶頭作用,具有明顯的社會效應。 5.結束語 煤礦行業(yè)依然是勞動密集型產(chǎn)業(yè),有關生產(chǎn)、管理的自動化與信息化水平相對較低?！靶畔⒐聧u”問題嚴重制約著煤礦行業(yè)信息技術應用整體效益的實現(xiàn),特別是煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)尚沒有行業(yè)標準,各廠家都是自行制定傳輸協(xié)議和接口標準,各子系統(tǒng)之間不能互通和兼容,信息資源難于共享,監(jiān)測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)不能實現(xiàn)聯(lián)動,這些都嚴重影響了系統(tǒng)作用的發(fā)揮。本文