煤礦綜合自動化系統(tǒng)講座(二)課件

煤礦綜合自動化（二）

煤礦綜合自動化（二）

總綱要煤礦主要生產(chǎn)工藝煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)、安全系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求煤礦綜合自動化系統(tǒng)基本概念建設(shè)內(nèi)容關(guān)鍵技術(shù)自動化、信息化、數(shù)字化比較煤礦綜合自動化系統(tǒng)解決方案生產(chǎn)自動化安全監(jiān)控安全生產(chǎn)管理輔助系統(tǒng)總綱要煤礦主要生產(chǎn)工藝第二部分煤礦綜合自動化系統(tǒng)第二部分煤礦綜合自動化系統(tǒng)一、什么是煤礦綜合自動化系統(tǒng)1.概念概念提出：煤礦綜合自動化又稱CIMAS（ComputerIntegratedMineAutomation

System），基于CIMS（ComputerIntegratedManufacturingSystem）原理提出；

應(yīng)用技術(shù)：應(yīng)用現(xiàn)代電子技術(shù)和自動化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及計算機技術(shù)等；功能分析：實現(xiàn)對礦井生產(chǎn)過程全面監(jiān)控的系統(tǒng)，把采掘生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、皮帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)、供電監(jiān)控系統(tǒng)、提升監(jiān)控系統(tǒng)、壓風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)、通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)及其他輔助生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)等子系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行集中監(jiān)控，實現(xiàn)生產(chǎn)及輔助生產(chǎn)各運行參數(shù)的統(tǒng)計并上傳至礦區(qū)辦公局域網(wǎng)，使得煤礦生產(chǎn)和管理更加科學(xué)高效。同時將一些主要生產(chǎn)數(shù)據(jù)和安全情況向上一級管理部門進行匯報，上一級管理部門可以通過這些數(shù)據(jù)對煤礦進行遠程實時監(jiān)視。出現(xiàn)緊急情況發(fā)出告警信號。一、什么是煤礦綜合自動化系統(tǒng)1.概念概念提出：煤礦綜合自動化一、什么是煤礦綜合自動化系統(tǒng)1）系統(tǒng)集成：生產(chǎn)控制及檢測系統(tǒng)（采煤工作面、綜掘工作面、皮帶運輸、地面洗選、礦井供電、井下主排水、礦井主通風(fēng)機等輔助生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)據(jù)；礦井環(huán)境監(jiān)測、束管監(jiān)測等系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)）、生產(chǎn)管理系統(tǒng)（安全管理、生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)計劃組織及機電管理等信息應(yīng)用系統(tǒng)）及企業(yè)管理信息系統(tǒng)（辦公自動化、財務(wù)管理、物資供應(yīng)管理、人力資源管理、資產(chǎn)管理等）的集成。(生產(chǎn)與管理的集成)2）技術(shù)及裝備：網(wǎng)絡(luò)、通信、數(shù)據(jù)庫、自動化、信息化以及工業(yè)電視等技術(shù)及設(shè)備。3）目標：提高煤礦安全管理能力；實現(xiàn)生產(chǎn)、管理的一體化(生產(chǎn)自動化、管理自動化)。4）實現(xiàn)煤礦綜合自動化的意義：消除信息“孤島”，實現(xiàn)信息共享；提高礦井安全管理水平；提升礦井綜合形象。1.概念一、什么是煤礦綜合自動化系統(tǒng)1）系統(tǒng)集成：生產(chǎn)控制及檢測系統(tǒng)一、什么是煤礦綜合自動化系統(tǒng)2、邏輯架構(gòu)圖和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖邏輯架構(gòu)圖一、什么是煤礦綜合自動化系統(tǒng)2、邏輯架構(gòu)圖和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖邏輯架一、什么是煤礦綜合自動化系統(tǒng)2、邏輯架構(gòu)圖和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖一、什么是煤礦綜合自動化系統(tǒng)2、邏輯架構(gòu)圖和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)結(jié)一、什么是煤礦綜合自動化系統(tǒng)3、系統(tǒng)分析煤礦綜合自動化系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)分為:信息層、控制層和設(shè)備層三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

信息層：基于以太網(wǎng)的開放的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)TCP/IP，使管理層通過計算機即可隨時了解安全、生產(chǎn)、財務(wù)、人事、運輸?shù)雀鞣N信息，實現(xiàn)全礦井統(tǒng)一調(diào)度及統(tǒng)一管理。

控制層：控制層網(wǎng)絡(luò)部分由現(xiàn)場控制站、現(xiàn)場操作員站、就地和中央控制站等組成。

設(shè)備層：現(xiàn)場設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)用以連接底層現(xiàn)場設(shè)備，有遠程I/0站現(xiàn)場儀器儀表設(shè)備。三個層次：基礎(chǔ)自動化層、數(shù)據(jù)處理層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層；安全、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、管理信息集成；綜合自動化信息集成平臺。一、什么是煤礦綜合自動化系統(tǒng)3、系統(tǒng)分析煤礦二、煤礦綜合自動化系統(tǒng)主要內(nèi)容煤礦綜合自動化系統(tǒng)解決的是安全、生產(chǎn)兩大主題，進行科學(xué)精細化管理，達到管控一體化。數(shù)據(jù)處理管理、決策數(shù)據(jù)信息安全生產(chǎn)二、煤礦綜合自動化系統(tǒng)主要內(nèi)容煤礦綜合自動化系二、煤礦綜合自動化系統(tǒng)主要內(nèi)容（1）基礎(chǔ)自動化礦井生產(chǎn)自動化系統(tǒng)（PCS）

(1)綜采工作面自動化控制系統(tǒng)；(2)掘進工作面自動控制系統(tǒng)；(3)主運輸皮帶集中控制系統(tǒng)；(4)礦井主排水自動控制系統(tǒng)；(5)主扇風(fēng)機自動控制系統(tǒng)；(6)壓風(fēng)機自動控制系統(tǒng)；(7)地面篩選集中控制系統(tǒng)；(8)選煤廠綜合自動化；(9)地面裝車自動控制系統(tǒng)；(10)井下輔助運輸監(jiān)控系統(tǒng)(11)礦井主煤流計量系統(tǒng)；

(12)礦井供電自動化控制系統(tǒng)等。

安全管理監(jiān)控系統(tǒng)

（1）礦井巷道頂板壓力監(jiān)測系統(tǒng)；（2）安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)；（3）人員定位跟蹤系統(tǒng)；（4）礦井安全生產(chǎn)無線監(jiān)管系統(tǒng)等。輔助安全監(jiān)控系統(tǒng)（1）視頻監(jiān)控系統(tǒng)；（2）礦井調(diào)度通信及井下無線通信系統(tǒng)。

（2）煤礦安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)MES（業(yè)務(wù)應(yīng)用）（3）企業(yè)管理、決策系統(tǒng)（業(yè)務(wù)應(yīng)用）

Pcs-productioncontrolsystem,生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)；MES-Manufacture

Execute

System，全稱生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)或制造執(zhí)行管理系統(tǒng)，俗稱生產(chǎn)管理系統(tǒng))1、主要內(nèi)容二、煤礦綜合自動化系統(tǒng)主要內(nèi)容（1）基礎(chǔ)自動化安全管理監(jiān)控系煤礦綜合自動化系統(tǒng)還包括通風(fēng)安全環(huán)境監(jiān)測（風(fēng)機在線監(jiān)測監(jiān)控）子系統(tǒng)、瓦斯抽放監(jiān)測（管道瓦斯抽放監(jiān)測與控制）子系統(tǒng)、火災(zāi)預(yù)報束管監(jiān)測（煤層自然發(fā)火實時分析）子系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)子系統(tǒng)、電力監(jiān)測子系統(tǒng)、膠帶機監(jiān)測子系統(tǒng)、主副（斜）井提升監(jiān)測子系統(tǒng)、礦壓監(jiān)測（礦井沖擊地壓實時分析及專家診斷預(yù)測與控制）子系統(tǒng)、礦用自動防塵撒水控制（皮帶機頭自動噴水降塵）子系統(tǒng)、機車調(diào)度子系統(tǒng)、考勤子系統(tǒng)、電話通訊子系統(tǒng)、電視會議子系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)等等。

綜合自動化系統(tǒng)具有將上述各控制子系統(tǒng)無縫集成的能力，系統(tǒng)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口,每個子系統(tǒng)用一個軟件適配器與綜合監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)交互。數(shù)據(jù)接口采用標準的UDP(UDP

-UserDatagramProtocol用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)通信接口，系統(tǒng)支持瓦斯監(jiān)測、視頻監(jiān)控、配電監(jiān)測、機電設(shè)備監(jiān)控管理等各種子系統(tǒng)的軟件適配。系統(tǒng)架構(gòu)是全開放的，擴展能力很強。每接入一種子系統(tǒng)模塊，只需要一個適配程序。系統(tǒng)初建時可根據(jù)需求和條件先建最急需的最基本的核心平臺，然后分期分批增加各種子系統(tǒng)及不斷升級，最后建成最完善的系統(tǒng)。煤礦綜合自動化系統(tǒng)還包括通風(fēng)安全環(huán)境監(jiān)測（風(fēng)2、關(guān)鍵技術(shù)兩個網(wǎng)絡(luò)，一個平臺。1）兩個網(wǎng)絡(luò)：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)—生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備數(shù)據(jù)（運行狀態(tài)、電機溫度、軸承溫度、振動等）、工藝參數(shù)（水位、流量、壓力、煤位等）及環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)（安全監(jiān)測數(shù)據(jù)、火災(zāi)束管監(jiān)測的數(shù)據(jù)）的傳輸通道（數(shù)據(jù)傳輸高速公路）；企業(yè)信息網(wǎng)—企業(yè)實現(xiàn)信息化的物質(zhì)基礎(chǔ)，企業(yè)管理相關(guān)信息共享，實現(xiàn)企業(yè)信息化管理。2、關(guān)鍵技術(shù)兩個網(wǎng)絡(luò)，一個平臺。2、關(guān)鍵技術(shù)2）一個平臺：

即綜合自動化信息集成平臺，類似于物流中心和橋梁。主要作用：

數(shù)據(jù)采集：提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口、通訊協(xié)議，采集一線生產(chǎn)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)存儲、分析

：將數(shù)據(jù)分類存儲，加以分析；（物流中心）

遠程監(jiān)控：利用組態(tài)軟件，開發(fā)人機界面（HMI），遠程監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備狀況及生產(chǎn)狀態(tài)；監(jiān)測環(huán)境狀態(tài)；異常情況報警；

生產(chǎn)管理系統(tǒng)應(yīng)用：利用采集到的數(shù)據(jù)，結(jié)合安全、生產(chǎn)管理模式，開發(fā)生產(chǎn)管理系統(tǒng)；

信息化數(shù)據(jù)來源：為企業(yè)管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)源。

（橋梁）3、裝備要求井下設(shè)備要取得煤安標志（MA）及礦用防爆證書。2、關(guān)鍵技術(shù)2）一個平臺：3、裝備要求井下設(shè)備要取得煤安標志三、綜合自動化網(wǎng)絡(luò)1、典型的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)工業(yè)以太網(wǎng)——赫斯曼、西門子、MOXA等提供解決方案（常用的）；現(xiàn)場總線——Profibus、ControlNet。赫斯曼電子公司位于德國的Neckartenzlingen，產(chǎn)品范圍包括采用模擬和數(shù)字廣播電視傳輸技術(shù)的移動發(fā)射和接收系統(tǒng)，企業(yè)和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)解決方案以及現(xiàn)場總線系統(tǒng)。公司由“香蕉插頭”之父RichardHirschmann先生于1924年創(chuàng)立。歷經(jīng)81年，赫斯曼這個當初只有一個人的公司已經(jīng)發(fā)展成為在現(xiàn)代通信領(lǐng)域領(lǐng)先全球的一個現(xiàn)代化企業(yè)。

目前我國投入運行的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有100M工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)(龍口的北皂礦等)、1000M工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)（新汶的華豐礦、兗礦的興隆莊礦）和Profibus工業(yè)現(xiàn)場總線系統(tǒng)(寧煤集團羊場灣礦)、ControlNet工業(yè)現(xiàn)場總線(充礦集團濟三礦)。采用ControlNet總線系統(tǒng)的還有神華集團神東礦區(qū)的八對礦井。三、綜合自動化網(wǎng)絡(luò)1、典型的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)工業(yè)以太網(wǎng)——赫工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖環(huán)網(wǎng)：井上、井下2個環(huán)網(wǎng)；冗余：2臺核心交換機，冗余熱備份；鏈路冗余、服務(wù)器冗余、工作站冗余；設(shè)備：網(wǎng)絡(luò)交換機；服務(wù)器；工作站……。基本組成環(huán)網(wǎng)：井上、井下2個環(huán)網(wǎng)；基本組成網(wǎng)絡(luò)安全規(guī)劃：網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備；防火墻或網(wǎng)閘，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量控制；通信線路安全；網(wǎng)絡(luò)防病毒。企業(yè)信息管理網(wǎng)絡(luò)平臺網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備調(diào)度中心千兆路由環(huán)網(wǎng)冗余冗余鏈路冗余鏈路服務(wù)器群數(shù)據(jù)采集服務(wù)器冗余熱備6、設(shè)備安全設(shè)置7、網(wǎng)絡(luò)安全策略各監(jiān)控子系統(tǒng)等操作站、控制主機2、防/殺病毒3、數(shù)據(jù)安全控制4、系統(tǒng)漏洞掃描5、系統(tǒng)補丁分析1、防攻擊、防病毒、準入控制企業(yè)Intranet網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)安全規(guī)劃：企業(yè)信息管理網(wǎng)絡(luò)平臺網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備調(diào)度中心千兆路1.1工業(yè)以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)是目前應(yīng)用最為廣泛的計算機網(wǎng)絡(luò)，工業(yè)以太網(wǎng)是工業(yè)應(yīng)用專門設(shè)計，是一種國際標準、開放的網(wǎng)絡(luò)，其數(shù)據(jù)傳輸率高，實時性好，是今后發(fā)展的方向。該系統(tǒng)為三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式。系統(tǒng)要能與企業(yè)綜合信息管理系統(tǒng)連接，實現(xiàn)信息共享，同時系統(tǒng)能與通訊系統(tǒng)相連接，實現(xiàn)調(diào)度、指揮、控制一體化，并能通過礦局域網(wǎng)與集團公司信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接，以實現(xiàn)與集團公司大調(diào)度的互連互通。工業(yè)以太網(wǎng)傳輸平臺的特點是能很好的滿足上述對傳輸網(wǎng)絡(luò)平臺的要求，同時能實現(xiàn)數(shù)字、音頻、視頻的三網(wǎng)合一，真正實現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)傳輸。由于采用高可靠性工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，可滿足控制網(wǎng)實時性的要求。1.1工業(yè)以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)是目前應(yīng)用最基于以太網(wǎng)煤礦綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺基于以太網(wǎng)煤礦綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺1.2工業(yè)現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)（平臺）工業(yè)現(xiàn)場總線是一種專門用于工業(yè)監(jiān)測與控制的網(wǎng)絡(luò)，其實時性強，安全可靠，傳輸速率和開放性大大高于目前國內(nèi)的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，特點是工作穩(wěn)定性好，技術(shù)成熟；網(wǎng)絡(luò)節(jié)點就是控制器，投資少；能滿足煤礦安全、生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控的需求。

基于工業(yè)現(xiàn)場總線的煤礦綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺的三種應(yīng)用類型。1.2工業(yè)現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)（平臺）工業(yè)現(xiàn)場總線是基于ControlNet工業(yè)現(xiàn)場總線的煤礦綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺基于ControlNet工業(yè)現(xiàn)場總線的煤礦綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)基于Profibus工業(yè)現(xiàn)場總線的煤礦綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺基于Profibus工業(yè)現(xiàn)場總線的煤礦綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺許廠煤礦的基于Profibus工業(yè)現(xiàn)場總線的煤礦綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺。

設(shè)計3層網(wǎng)絡(luò)，分為管理系統(tǒng)PCInternet網(wǎng)、地面1000M工業(yè)以太主干網(wǎng)、井下西門子PROFIBUS現(xiàn)場總線主干網(wǎng)。地面主干網(wǎng)為1000M環(huán)型光纖工業(yè)以太網(wǎng)，井下采用PROFIBUS環(huán)型光纖網(wǎng)。

控制中心由3臺操作員站和1臺DDE（Dynamicdataexchange）服務(wù)器組成，分別完成以下系統(tǒng)的監(jiān)測：選煤廠系統(tǒng)(包括洗煤、選研、裝車預(yù)計量)、主井提升系統(tǒng)、主井提升裝載系統(tǒng)、副井提升系統(tǒng)提風(fēng)機系統(tǒng)、變電站系統(tǒng)、地面空壓機及上下井人員統(tǒng)計等子系統(tǒng)。許廠煤礦的基于Profibus工業(yè)現(xiàn)場總線的2、企業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)企業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)，局域網(wǎng)；煤礦實現(xiàn)信息化物質(zhì)基礎(chǔ)。銷售信息、物資采購信息和庫存信息、財務(wù)管理信息、生產(chǎn)調(diào)度信息、安全管理信息、企業(yè)接入煤礦集團中心及Internet上網(wǎng)業(yè)務(wù)為核心的企業(yè)計算機管理信息化系統(tǒng)提供硬件傳輸平臺。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：星型結(jié)構(gòu)；三層架構(gòu)：接入層、匯聚層、核心層；服務(wù)器及存儲。。。網(wǎng)絡(luò)安全規(guī)劃2、企業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)企業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)，局域網(wǎng)；煤企業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖企業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖3、兩個網(wǎng)絡(luò)互連3、兩個網(wǎng)絡(luò)互連四、綜合自動化信息集成平臺數(shù)據(jù)集成的業(yè)務(wù)需求

數(shù)據(jù)集成的技術(shù)需求“數(shù)出一門，量出一家

”保證數(shù)據(jù)的有效性和一致性不同業(yè)務(wù)和系統(tǒng)間能夠?qū)崟r的交換和共享數(shù)據(jù)匯總、分析和展示企業(yè)歷史的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)從管理角度，透明底層的數(shù)據(jù)，監(jiān)督數(shù)據(jù)的準確性從管理角度，規(guī)范業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)流程提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)發(fā)布平臺提供統(tǒng)一的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)與管理信息的數(shù)據(jù)集成平臺關(guān)系數(shù)據(jù)庫和實時數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)整合四、綜合自動化信息集成平臺數(shù)據(jù)集成的業(yè)務(wù)需求數(shù)據(jù)集成的技術(shù)1、架構(gòu)架構(gòu)圖1、架構(gòu)架構(gòu)圖基于工業(yè)組態(tài)軟件平臺（實時歷史數(shù)據(jù)庫），結(jié)合礦井具體情況而開發(fā)。數(shù)據(jù)采集監(jiān)控組態(tài)實時歷史數(shù)據(jù)庫WEB客戶端2、平臺構(gòu)成基于工業(yè)組態(tài)軟件平臺（實時歷史數(shù)據(jù)庫），結(jié)合礦井具體情況而開3、平臺特點集成性：實現(xiàn)不同應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享和應(yīng)用集成。開放性：提供DDE、ODBC、Web、OPC等標準接接口，實現(xiàn)了生產(chǎn)數(shù)據(jù)與其它應(yīng)用程序、Internet/Intranet的連接，為應(yīng)用開發(fā)提供了統(tǒng)一的系統(tǒng)資源和共享資源。透明性：

易于操作，便于修改與調(diào)試。功能多效性：提供了共享的數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)通信等功能。3、平臺特點集成性：實現(xiàn)不同應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享和應(yīng)用集成五、綜合自動化系統(tǒng)通訊接口及協(xié)議規(guī)劃物理層—

硬件設(shè)備層通過加裝以太網(wǎng)卡或轉(zhuǎn)換接口卡來支持以太網(wǎng)標準和TCP/IP協(xié)議目前煤炭行業(yè)自動化控制系統(tǒng)常用的物理接口類型如下表RS485總線接口現(xiàn)場總線接口PLC可編程控制器接入RS232/485串口，非標準協(xié)議上位機/操作員站直接以以太網(wǎng)接入綜采自動化系統(tǒng)Profibus選煤廠集控系統(tǒng)主煤流計量系統(tǒng)礦井供配電系統(tǒng)供電監(jiān)測系統(tǒng)CAN主排水控制系統(tǒng)皮帶秤系統(tǒng)等通風(fēng)安全監(jiān)測系統(tǒng)皮帶集控系統(tǒng)ControlNet膠帶運輸集控系統(tǒng)人員車輛定位跟蹤系統(tǒng)等Modbus副井提升監(jiān)控系統(tǒng)等五、綜合自動化系統(tǒng)通訊接口及協(xié)議規(guī)劃物理層—硬件設(shè)備層R協(xié)議層—

軟件層根據(jù)不同的協(xié)議，配置相應(yīng)的數(shù)采接口程序進行數(shù)據(jù)的采集，然后存儲在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺目前煤炭行業(yè)自動化控制系統(tǒng)常用的軟件協(xié)議如下表五、綜合自動化系統(tǒng)通訊接口及協(xié)議規(guī)劃OPC/DDECAN/Modbus西門子PLC或Profibus基于485總線的協(xié)議基于文件的數(shù)據(jù)交換基于串口通訊的非標準協(xié)議基于數(shù)據(jù)庫訪問的數(shù)據(jù)采集選煤廠集控、地面篩選皮帶集控系統(tǒng)井下主排水人員定位及管理通風(fēng)安全監(jiān)測系統(tǒng)主煤流計量系統(tǒng)汽車衡煤炭行業(yè)系統(tǒng)能提供OPCServer的廠家不多副井提升等巷道、頂板離層監(jiān)測等等皮帶秤系統(tǒng)等等軌道衡協(xié)議層—軟件層五、綜合自動化系統(tǒng)通訊接口及協(xié)議規(guī)劃OPC五、綜合自動化系統(tǒng)通訊接口及協(xié)議規(guī)劃幾種數(shù)據(jù)采集的標準接口OPCDDE/NetDDEODBCOLEforProcessControl。被工控領(lǐng)域廣泛遵循的一種標準，它規(guī)范了應(yīng)用程序與現(xiàn)場設(shè)備或數(shù)據(jù)源之間數(shù)據(jù)存取的接口協(xié)議，具有高效、安全的特點?；谖④浀慕M件技術(shù)（COM/DCOM）設(shè)計，采用客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。是目前存取現(xiàn)場數(shù)據(jù)最理想的方法。NetDDE是基于網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)數(shù)據(jù)交換技術(shù)（DDE），解決應(yīng)用程序之間數(shù)據(jù)的動態(tài)交換。也采用客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。它比OPC在速度和安全性方面要遜色。由于應(yīng)用得越來越少，將來可能不會繼續(xù)受到廠商的支持，建議盡量不要使用。部分控制系統(tǒng)的上位機系統(tǒng)帶有數(shù)據(jù)庫支持，周期性地將數(shù)據(jù)寫入共享的關(guān)系數(shù)據(jù)庫的表中?？赏ㄟ^ODBC接口訪問數(shù)據(jù)庫獲得數(shù)據(jù)。但這種數(shù)據(jù)采集方法無法保證數(shù)據(jù)的實時性。五、綜合自動化系統(tǒng)通訊接口及協(xié)議規(guī)劃幾種數(shù)據(jù)采集的標準接口O五、綜合自動化系統(tǒng)通訊接口及協(xié)議規(guī)劃子系統(tǒng)接入硬件要求原則上各子系統(tǒng)的接入應(yīng)都從PLC直接接入工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)采用PLC方式接入時PLC控制器采用國際知名的主流設(shè)備PLC具備支持以太網(wǎng)的模塊采用上位機接入方式時上位機要求預(yù)留接入以太網(wǎng)或其他通訊接口所有接入方式的硬件接口須采用標準以太網(wǎng)接口(RJ45)其它接入方式時可參照上位機或PLC的接入要求靈活開放的數(shù)據(jù)接口支持OPC，TCP/IP，ASCII，SNMP，NetDDE，COM等通訊協(xié)議或RS232，485，422串口通訊接口或開放的API，OCX軟件接口五、綜合自動化系統(tǒng)通訊接口及協(xié)議規(guī)劃子系統(tǒng)接入硬件要求通過OPC/DDE接口采集數(shù)據(jù)五、綜合自動化系統(tǒng)通訊接口及協(xié)議規(guī)劃針對具有OPCServer功能的自動化系統(tǒng)。既可以作為OPC服務(wù)器，也可以作為OPC客戶端。開發(fā)人員可以從任何一個OPC服務(wù)器直接獲取動態(tài)數(shù)據(jù)，并集成到iFIX工作臺內(nèi)。由實時數(shù)據(jù)庫完成到監(jiān)控端的數(shù)據(jù)下發(fā)。通過OPC/DDE接口采集數(shù)據(jù)五、綜合自動化系統(tǒng)通訊接口及協(xié)通過ODBC接口采集數(shù)據(jù)五、綜合自動化系統(tǒng)通訊接口及協(xié)議規(guī)劃針對不能提供直接接口而提供數(shù)據(jù)庫支持的系統(tǒng)，如汽車衡和軌道衡。iFIX全面支持ODBCAPI接口，，通過數(shù)據(jù)庫訪問進行數(shù)據(jù)采集，同時將采集到的數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)綄崟r數(shù)據(jù)庫進行存儲。由實時數(shù)據(jù)庫完成到監(jiān)控端的數(shù)據(jù)下發(fā)。通過ODBC接口采集數(shù)據(jù)五、綜合自動化系統(tǒng)通訊接口及協(xié)議規(guī)劃六、自動化、信息化、數(shù)字化比較目前煤礦現(xiàn)代化建設(shè)中幾種表述：自動化信息化數(shù)字化六、自動化、信息化、數(shù)字化比較目前煤礦現(xiàn)代化建設(shè)中幾種表述：1、從三者概念表述、內(nèi)容描述及層次結(jié)構(gòu)上看，存在聯(lián)系：都是煤礦發(fā)展方向2、本質(zhì)上沒有區(qū)別，而是從不同角度提出煤炭企業(yè)今后發(fā)展的方向。三者之間信息化是實質(zhì)，數(shù)字化是表達形式，自動化是基礎(chǔ)和目的。所有的高產(chǎn)高效的現(xiàn)代化礦井其核心是信息，即各種信息的采集、傳輸、應(yīng)用和反饋的閉環(huán)過程，隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，所有的信息都將以數(shù)字（化）的方式表現(xiàn)出來，其應(yīng)用的最終價值將體現(xiàn)在礦井安全生產(chǎn)自動化（管控一體化）上，體現(xiàn)在企業(yè)的減人增效、保障安全上。

1）信息化是現(xiàn)代化礦井的實質(zhì)?，F(xiàn)代化礦井實質(zhì)上是依賴對礦井地理、生產(chǎn)、安全、設(shè)備、管理和市場等方面的信息進行采集、傳輸、處理、應(yīng)用和提升，達到信息增值的目的。其主要內(nèi)容包括信息的采集（傳感器與檢測）、信息的傳輸（通信）、信息的處理（計算機）、信息的應(yīng)用與集成（自動化）等等。信息是未來煤礦企業(yè)的重要戰(zhàn)略資源，擁有全面、完整、準確的信息是企業(yè)提高生產(chǎn)能力，保證安全，提高管理水平、市場應(yīng)變能力和競爭能力的重要保障。六、自動化、信息化、數(shù)字化比較1、從三者概念表述、內(nèi)容描述及層次結(jié)構(gòu)上看，存在聯(lián)系：六、自

2）數(shù)字化是信息的表達形式，而且是信息最高、最先進的表達形式。由于計算機技術(shù)、微電子技術(shù)，尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，許多煤礦的地理信息、生產(chǎn)信息、安全信息、設(shè)備工況信息從采集（傳感器）開始，就實現(xiàn)了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化。傳感器在采集信息的同時，它可以對信息進行處理、自校正等，不僅使被采集的信息更準確，而且可以在一根總線上掛許多個傳感器，使信息傳輸系統(tǒng)更簡便。而被采集的信息不會因傳輸距離和環(huán)境使精度受到影響。由于信息是以數(shù)字的形式進行采集、處理、傳輸和應(yīng)用，因此，生產(chǎn)、安全、管理、市場等信息可以在一個統(tǒng)一的平臺上進行傳輸和交流，使所有的信息能得到更充分的應(yīng)用，使所采集到的信息得到更大的增值。六、自動化、信息化、數(shù)字化比較3）自動化（管控一體化）則是現(xiàn)代化礦井的重要基礎(chǔ)和目的。自動化是指機械設(shè)備或生產(chǎn)過程（煤礦包括環(huán)境安全）、管理過程（DA、BA）在沒有人的直接參與，經(jīng)過自動檢測、信息傳輸、信息處理、分析判斷、操縱控制，實現(xiàn)所要達到的目標。信息化（數(shù)字化）的信息絕大部分來自于各種生產(chǎn)、工況、安全的自動檢測裝置（傳感器），這些是信息化（數(shù)字化）的基礎(chǔ)。反之，由于實現(xiàn)了信息化（數(shù)字化），可以在地面對礦井的生產(chǎn)設(shè)備的工況進行監(jiān)測和自動控制，可以實時、連續(xù)監(jiān)測各種地理、安全信息，大大減少井下作業(yè)的人數(shù)，這不僅可以提高效率，而且可以大大提高煤礦的安全水平。實現(xiàn)了管控一體化之后，把生產(chǎn)、安全和管理有機地融合在一起，在管理層可以實時采集到許多生產(chǎn)、安全的信息，也可以得到許多信息的變化趨勢，為信息化或“數(shù)字化礦井”奠定基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，利用一些先進的控制理論（如人工智能、專家分析等）建立煤礦安全生產(chǎn)所需的決策支持系統(tǒng)，實現(xiàn)礦井安全、生產(chǎn)和效益的多目標優(yōu)化和全礦井自動化，最終建成無人化礦井。2）數(shù)字化是信息的表達形式，而且是信息最高、最先進的煤礦綜合自動化系統(tǒng)講座(二)課件人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，古人說“書中自有黃金屋。”通過閱讀科技書籍，我們能豐富知識，培養(yǎng)邏輯思維能力；通過閱讀文學(xué)作品，我們能提高文學(xué)鑒賞水平，培養(yǎng)文學(xué)情趣；通過閱讀報刊，我們能增長見識，擴大自己的知識面。有許多書籍還能培養(yǎng)我們的道德情操，給我們巨大的精神力量，鼓舞我們前進。人有了知識，就會具備各種分析能力，煤礦綜合自動化系統(tǒng)講座(二)課件煤礦綜合自動化（二）

煤礦綜合自動化（二）

總綱要煤礦主要生產(chǎn)工藝煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)、安全系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求煤礦綜合自動化系統(tǒng)基本概念建設(shè)內(nèi)容關(guān)鍵技術(shù)自動化、信息化、數(shù)字化比較煤礦綜合自動化系統(tǒng)解決方案生產(chǎn)自動化安全監(jiān)控安全生產(chǎn)管理輔助系統(tǒng)總綱要煤礦主要生產(chǎn)工藝第二部分煤礦綜合自動化系統(tǒng)第二部分煤礦綜合自動化系統(tǒng)一、什么是煤礦綜合自動化系統(tǒng)1.概念概念提出：煤礦綜合自動化又稱CIMAS（ComputerIntegratedMineAutomation

System），基于CIMS（ComputerIntegratedManufacturingSystem）原理提出；

應(yīng)用技術(shù)：應(yīng)用現(xiàn)代電子技術(shù)和自動化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及計算機技術(shù)等；功能分析：實現(xiàn)對礦井生產(chǎn)過程全面監(jiān)控的系統(tǒng)，把采掘生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、皮帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)、供電監(jiān)控系統(tǒng)、提升監(jiān)控系統(tǒng)、壓風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)、通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)及其他輔助生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)等子系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行集中監(jiān)控，實現(xiàn)生產(chǎn)及輔助生產(chǎn)各運行參數(shù)的統(tǒng)計并上傳至礦區(qū)辦公局域網(wǎng)，使得煤礦生產(chǎn)和管理更加科學(xué)高效。同時將一些主要生產(chǎn)數(shù)據(jù)和安全情況向上一級管理部門進行匯報，上一級管理部門可以通過這些數(shù)據(jù)對煤礦進行遠程實時監(jiān)視。出現(xiàn)緊急情況發(fā)出告警信號。一、什么是煤礦綜合自動化系統(tǒng)1.概念概念提出：煤礦綜合自動化一、什么是煤礦綜合自動化系統(tǒng)1）系統(tǒng)集成：生產(chǎn)控制及檢測系統(tǒng)（采煤工作面、綜掘工作面、皮帶運輸、地面洗選、礦井供電、井下主排水、礦井主通風(fēng)機等輔助生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)據(jù)；礦井環(huán)境監(jiān)測、束管監(jiān)測等系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)）、生產(chǎn)管理系統(tǒng)（安全管理、生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)計劃組織及機電管理等信息應(yīng)用系統(tǒng)）及企業(yè)管理信息系統(tǒng)（辦公自動化、財務(wù)管理、物資供應(yīng)管理、人力資源管理、資產(chǎn)管理等）的集成。(生產(chǎn)與管理的集成)2）技術(shù)及裝備：網(wǎng)絡(luò)、通信、數(shù)據(jù)庫、自動化、信息化以及工業(yè)電視等技術(shù)及設(shè)備。3）目標：提高煤礦安全管理能力；實現(xiàn)生產(chǎn)、管理的一體化(生產(chǎn)自動化、管理自動化)。4）實現(xiàn)煤礦綜合自動化的意義：消除信息“孤島”，實現(xiàn)信息共享；提高礦井安全管理水平；提升礦井綜合形象。1.概念一、什么是煤礦綜合自動化系統(tǒng)1）系統(tǒng)集成：生產(chǎn)控制及檢測系統(tǒng)一、什么是煤礦綜合自動化系統(tǒng)2、邏輯架構(gòu)圖和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖邏輯架構(gòu)圖一、什么是煤礦綜合自動化系統(tǒng)2、邏輯架構(gòu)圖和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖邏輯架一、什么是煤礦綜合自動化系統(tǒng)2、邏輯架構(gòu)圖和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖一、什么是煤礦綜合自動化系統(tǒng)2、邏輯架構(gòu)圖和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)結(jié)一、什么是煤礦綜合自動化系統(tǒng)3、系統(tǒng)分析煤礦綜合自動化系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)分為:信息層、控制層和設(shè)備層三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

信息層：基于以太網(wǎng)的開放的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)TCP/IP，使管理層通過計算機即可隨時了解安全、生產(chǎn)、財務(wù)、人事、運輸?shù)雀鞣N信息，實現(xiàn)全礦井統(tǒng)一調(diào)度及統(tǒng)一管理。

控制層：控制層網(wǎng)絡(luò)部分由現(xiàn)場控制站、現(xiàn)場操作員站、就地和中央控制站等組成。

設(shè)備層：現(xiàn)場設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)用以連接底層現(xiàn)場設(shè)備，有遠程I/0站現(xiàn)場儀器儀表設(shè)備。三個層次：基礎(chǔ)自動化層、數(shù)據(jù)處理層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層；安全、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、管理信息集成；綜合自動化信息集成平臺。一、什么是煤礦綜合自動化系統(tǒng)3、系統(tǒng)分析煤礦二、煤礦綜合自動化系統(tǒng)主要內(nèi)容煤礦綜合自動化系統(tǒng)解決的是安全、生產(chǎn)兩大主題，進行科學(xué)精細化管理，達到管控一體化。數(shù)據(jù)處理管理、決策數(shù)據(jù)信息安全生產(chǎn)二、煤礦綜合自動化系統(tǒng)主要內(nèi)容煤礦綜合自動化系二、煤礦綜合自動化系統(tǒng)主要內(nèi)容（1）基礎(chǔ)自動化礦井生產(chǎn)自動化系統(tǒng)（PCS）

(1)綜采工作面自動化控制系統(tǒng)；(2)掘進工作面自動控制系統(tǒng)；(3)主運輸皮帶集中控制系統(tǒng)；(4)礦井主排水自動控制系統(tǒng)；(5)主扇風(fēng)機自動控制系統(tǒng)；(6)壓風(fēng)機自動控制系統(tǒng)；(7)地面篩選集中控制系統(tǒng)；(8)選煤廠綜合自動化；(9)地面裝車自動控制系統(tǒng)；(10)井下輔助運輸監(jiān)控系統(tǒng)(11)礦井主煤流計量系統(tǒng)；

(12)礦井供電自動化控制系統(tǒng)等。

安全管理監(jiān)控系統(tǒng)

（1）礦井巷道頂板壓力監(jiān)測系統(tǒng)；（2）安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)；（3）人員定位跟蹤系統(tǒng)；（4）礦井安全生產(chǎn)無線監(jiān)管系統(tǒng)等。輔助安全監(jiān)控系統(tǒng)（1）視頻監(jiān)控系統(tǒng)；（2）礦井調(diào)度通信及井下無線通信系統(tǒng)。

（2）煤礦安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)MES（業(yè)務(wù)應(yīng)用）（3）企業(yè)管理、決策系統(tǒng)（業(yè)務(wù)應(yīng)用）

Pcs-productioncontrolsystem,生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)；MES-Manufacture

Execute

System，全稱生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)或制造執(zhí)行管理系統(tǒng)，俗稱生產(chǎn)管理系統(tǒng))1、主要內(nèi)容二、煤礦綜合自動化系統(tǒng)主要內(nèi)容（1）基礎(chǔ)自動化安全管理監(jiān)控系煤礦綜合自動化系統(tǒng)還包括通風(fēng)安全環(huán)境監(jiān)測（風(fēng)機在線監(jiān)測監(jiān)控）子系統(tǒng)、瓦斯抽放監(jiān)測（管道瓦斯抽放監(jiān)測與控制）子系統(tǒng)、火災(zāi)預(yù)報束管監(jiān)測（煤層自然發(fā)火實時分析）子系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)子系統(tǒng)、電力監(jiān)測子系統(tǒng)、膠帶機監(jiān)測子系統(tǒng)、主副（斜）井提升監(jiān)測子系統(tǒng)、礦壓監(jiān)測（礦井沖擊地壓實時分析及專家診斷預(yù)測與控制）子系統(tǒng)、礦用自動防塵撒水控制（皮帶機頭自動噴水降塵）子系統(tǒng)、機車調(diào)度子系統(tǒng)、考勤子系統(tǒng)、電話通訊子系統(tǒng)、電視會議子系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)等等。

綜合自動化系統(tǒng)具有將上述各控制子系統(tǒng)無縫集成的能力，系統(tǒng)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口,每個子系統(tǒng)用一個軟件適配器與綜合監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)交互。數(shù)據(jù)接口采用標準的UDP(UDP

-UserDatagramProtocol用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)通信接口，系統(tǒng)支持瓦斯監(jiān)測、視頻監(jiān)控、配電監(jiān)測、機電設(shè)備監(jiān)控管理等各種子系統(tǒng)的軟件適配。系統(tǒng)架構(gòu)是全開放的，擴展能力很強。每接入一種子系統(tǒng)模塊，只需要一個適配程序。系統(tǒng)初建時可根據(jù)需求和條件先建最急需的最基本的核心平臺，然后分期分批增加各種子系統(tǒng)及不斷升級，最后建成最完善的系統(tǒng)。煤礦綜合自動化系統(tǒng)還包括通風(fēng)安全環(huán)境監(jiān)測（風(fēng)2、關(guān)鍵技術(shù)兩個網(wǎng)絡(luò)，一個平臺。1）兩個網(wǎng)絡(luò)：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)—生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備數(shù)據(jù)（運行狀態(tài)、電機溫度、軸承溫度、振動等）、工藝參數(shù)（水位、流量、壓力、煤位等）及環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)（安全監(jiān)測數(shù)據(jù)、火災(zāi)束管監(jiān)測的數(shù)據(jù)）的傳輸通道（數(shù)據(jù)傳輸高速公路）；企業(yè)信息網(wǎng)—企業(yè)實現(xiàn)信息化的物質(zhì)基礎(chǔ)，企業(yè)管理相關(guān)信息共享，實現(xiàn)企業(yè)信息化管理。2、關(guān)鍵技術(shù)兩個網(wǎng)絡(luò)，一個平臺。2、關(guān)鍵技術(shù)2）一個平臺：

即綜合自動化信息集成平臺，類似于物流中心和橋梁。主要作用：

數(shù)據(jù)采集：提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口、通訊協(xié)議，采集一線生產(chǎn)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)存儲、分析

：將數(shù)據(jù)分類存儲，加以分析；（物流中心）

遠程監(jiān)控：利用組態(tài)軟件，開發(fā)人機界面（HMI），遠程監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備狀況及生產(chǎn)狀態(tài)；監(jiān)測環(huán)境狀態(tài)；異常情況報警；

生產(chǎn)管理系統(tǒng)應(yīng)用：利用采集到的數(shù)據(jù)，結(jié)合安全、生產(chǎn)管理模式，開發(fā)生產(chǎn)管理系統(tǒng)；

信息化數(shù)據(jù)來源：為企業(yè)管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)源。

（橋梁）3、裝備要求井下設(shè)備要取得煤安標志（MA）及礦用防爆證書。2、關(guān)鍵技術(shù)2）一個平臺：3、裝備要求井下設(shè)備要取得煤安標志三、綜合自動化網(wǎng)絡(luò)1、典型的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)工業(yè)以太網(wǎng)——赫斯曼、西門子、MOXA等提供解決方案（常用的）；現(xiàn)場總線——Profibus、ControlNet。赫斯曼電子公司位于德國的Neckartenzlingen，產(chǎn)品范圍包括采用模擬和數(shù)字廣播電視傳輸技術(shù)的移動發(fā)射和接收系統(tǒng)，企業(yè)和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)解決方案以及現(xiàn)場總線系統(tǒng)。公司由“香蕉插頭”之父RichardHirschmann先生于1924年創(chuàng)立。歷經(jīng)81年，赫斯曼這個當初只有一個人的公司已經(jīng)發(fā)展成為在現(xiàn)代通信領(lǐng)域領(lǐng)先全球的一個現(xiàn)代化企業(yè)。

目前我國投入運行的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有100M工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)(龍口的北皂礦等)、1000M工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)（新汶的華豐礦、兗礦的興隆莊礦）和Profibus工業(yè)現(xiàn)場總線系統(tǒng)(寧煤集團羊場灣礦)、ControlNet工業(yè)現(xiàn)場總線(充礦集團濟三礦)。采用ControlNet總線系統(tǒng)的還有神華集團神東礦區(qū)的八對礦井。三、綜合自動化網(wǎng)絡(luò)1、典型的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)工業(yè)以太網(wǎng)——赫工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖環(huán)網(wǎng)：井上、井下2個環(huán)網(wǎng)；冗余：2臺核心交換機，冗余熱備份；鏈路冗余、服務(wù)器冗余、工作站冗余；設(shè)備：網(wǎng)絡(luò)交換機；服務(wù)器；工作站……?；窘M成環(huán)網(wǎng)：井上、井下2個環(huán)網(wǎng)；基本組成網(wǎng)絡(luò)安全規(guī)劃：網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備；防火墻或網(wǎng)閘，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量控制；通信線路安全；網(wǎng)絡(luò)防病毒。企業(yè)信息管理網(wǎng)絡(luò)平臺網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備調(diào)度中心千兆路由環(huán)網(wǎng)冗余冗余鏈路冗余鏈路服務(wù)器群數(shù)據(jù)采集服務(wù)器冗余熱備6、設(shè)備安全設(shè)置7、網(wǎng)絡(luò)安全策略各監(jiān)控子系統(tǒng)等操作站、控制主機2、防/殺病毒3、數(shù)據(jù)安全控制4、系統(tǒng)漏洞掃描5、系統(tǒng)補丁分析1、防攻擊、防病毒、準入控制企業(yè)Intranet網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)安全規(guī)劃：企業(yè)信息管理網(wǎng)絡(luò)平臺網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備調(diào)度中心千兆路1.1工業(yè)以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)是目前應(yīng)用最為廣泛的計算機網(wǎng)絡(luò)，工業(yè)以太網(wǎng)是工業(yè)應(yīng)用專門設(shè)計，是一種國際標準、開放的網(wǎng)絡(luò)，其數(shù)據(jù)傳輸率高，實時性好，是今后發(fā)展的方向。該系統(tǒng)為三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式。系統(tǒng)要能與企業(yè)綜合信息管理系統(tǒng)連接，實現(xiàn)信息共享，同時系統(tǒng)能與通訊系統(tǒng)相連接，實現(xiàn)調(diào)度、指揮、控制一體化，并能通過礦局域網(wǎng)與集團公司信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接，以實現(xiàn)與集團公司大調(diào)度的互連互通。工業(yè)以太網(wǎng)傳輸平臺的特點是能很好的滿足上述對傳輸網(wǎng)絡(luò)平臺的要求，同時能實現(xiàn)數(shù)字、音頻、視頻的三網(wǎng)合一，真正實現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)傳輸。由于采用高可靠性工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，可滿足控制網(wǎng)實時性的要求。1.1工業(yè)以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)是目前應(yīng)用最基于以太網(wǎng)煤礦綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺基于以太網(wǎng)煤礦綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺1.2工業(yè)現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)（平臺）工業(yè)現(xiàn)場總線是一種專門用于工業(yè)監(jiān)測與控制的網(wǎng)絡(luò)，其實時性強，安全可靠，傳輸速率和開放性大大高于目前國內(nèi)的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，特點是工作穩(wěn)定性好，技術(shù)成熟；網(wǎng)絡(luò)節(jié)點就是控制器，投資少；能滿足煤礦安全、生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控的需求。

基于工業(yè)現(xiàn)場總線的煤礦綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺的三種應(yīng)用類型。1.2工業(yè)現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)（平臺）工業(yè)現(xiàn)場總線是基于ControlNet工業(yè)現(xiàn)場總線的煤礦綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺基于ControlNet工業(yè)現(xiàn)場總線的煤礦綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)基于Profibus工業(yè)現(xiàn)場總線的煤礦綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺基于Profibus工業(yè)現(xiàn)場總線的煤礦綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺許廠煤礦的基于Profibus工業(yè)現(xiàn)場總線的煤礦綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺。

設(shè)計3層網(wǎng)絡(luò)，分為管理系統(tǒng)PCInternet網(wǎng)、地面1000M工業(yè)以太主干網(wǎng)、井下西門子PROFIBUS現(xiàn)場總線主干網(wǎng)。地面主干網(wǎng)為1000M環(huán)型光纖工業(yè)以太網(wǎng)，井下采用PROFIBUS環(huán)型光纖網(wǎng)。

控制中心由3臺操作員站和1臺DDE（Dynamicdataexchange）服務(wù)器組成，分別完成以下系統(tǒng)的監(jiān)測：選煤廠系統(tǒng)(包括洗煤、選研、裝車預(yù)計量)、主井提升系統(tǒng)、主井提升裝載系統(tǒng)、副井提升系統(tǒng)提風(fēng)機系統(tǒng)、變電站系統(tǒng)、地面空壓機及上下井人員統(tǒng)計等子系統(tǒng)。許廠煤礦的基于Profibus工業(yè)現(xiàn)場總線的2、企業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)企業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)，局域網(wǎng)；煤礦實現(xiàn)信息化物質(zhì)基礎(chǔ)。銷售信息、物資采購信息和庫存信息、財務(wù)管理信息、生產(chǎn)調(diào)度信息、安全管理信息、企業(yè)接入煤礦集團中心及Internet上網(wǎng)業(yè)務(wù)為核心的企業(yè)計算機管理信息化系統(tǒng)提供硬件傳輸平臺。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：星型結(jié)構(gòu)；三層架構(gòu)：接入層、匯聚層、核心層；服務(wù)器及存儲。。。網(wǎng)絡(luò)安全規(guī)劃2、企業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)企業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)，局域網(wǎng)；煤企業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖企業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖3、兩個網(wǎng)絡(luò)互連3、兩個網(wǎng)絡(luò)互連四、綜合自動化信息集成平臺數(shù)據(jù)集成的業(yè)務(wù)需求

數(shù)據(jù)集成的技術(shù)需求“數(shù)出一門，量出一家

”保證數(shù)據(jù)的有效性和一致性不同業(yè)務(wù)和系統(tǒng)間能夠?qū)崟r的交換和共享數(shù)據(jù)匯總、分析和展示企業(yè)歷史的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)從管理角度，透明底層的數(shù)據(jù)，監(jiān)督數(shù)據(jù)的準確性從管理角度，規(guī)范業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)流程提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)發(fā)布平臺提供統(tǒng)一的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)與管理信息的數(shù)據(jù)集成平臺關(guān)系數(shù)據(jù)庫和實時數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)整合四、綜合自動化信息集成平臺數(shù)據(jù)集成的業(yè)務(wù)需求數(shù)據(jù)集成的技術(shù)1、架構(gòu)架構(gòu)圖1、架構(gòu)架構(gòu)圖基于工業(yè)組態(tài)軟件平臺（實時歷史數(shù)據(jù)庫），結(jié)合礦井具體情況而開發(fā)。數(shù)據(jù)采集監(jiān)控組態(tài)實時歷史數(shù)據(jù)庫WEB客戶端2、平臺構(gòu)成基于工業(yè)組態(tài)軟件平臺（實時歷史數(shù)據(jù)庫），結(jié)合礦井具體情況而開3、平臺特點集成性：實現(xiàn)不同應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享和應(yīng)用集成。開放性：提供DDE、ODBC、Web、OPC等標準接接口，實現(xiàn)了生產(chǎn)數(shù)據(jù)與其它應(yīng)用程序、Internet/Intranet的連接，為應(yīng)用開發(fā)提供了統(tǒng)一的系統(tǒng)資源和共享資源。透明性：

易于操作，便于修改與調(diào)試。功能多效性：提供了共享的數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)通信等功能。3、平臺特點集成性：實現(xiàn)不同應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享和應(yīng)用集成五、綜合自動化系統(tǒng)通訊接口及協(xié)議規(guī)劃物理層—

硬件設(shè)備層通過加裝以太網(wǎng)卡或轉(zhuǎn)換接口卡來支持以太網(wǎng)標準和TCP/IP協(xié)議目前煤炭行業(yè)自動化控制系統(tǒng)常用的物理接口類型如下表RS485總線接口現(xiàn)場總線接口PLC可編程控制器接入RS232/485串口，非標準協(xié)議上位機/操作員站直接以以太網(wǎng)接入綜采自動化系統(tǒng)Profibus選煤廠集控系統(tǒng)主煤流計量系統(tǒng)礦井供配電系統(tǒng)供電監(jiān)測系統(tǒng)CAN主排水控制系統(tǒng)皮帶秤系統(tǒng)等通風(fēng)安全監(jiān)測系統(tǒng)皮帶集控系統(tǒng)ControlNet膠帶運輸集控系統(tǒng)人員車輛定位跟蹤系統(tǒng)等Modbus副井提升監(jiān)控系統(tǒng)等五、綜合自動化系統(tǒng)通訊接口及協(xié)議規(guī)劃物理層—硬件設(shè)備層R協(xié)議層—

軟件層根據(jù)不同的協(xié)議，配置相應(yīng)的數(shù)采接口程序進行數(shù)據(jù)的采集，然后存儲在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺目前煤炭行業(yè)自動化控制系統(tǒng)常用的軟件協(xié)議如下表五、綜合自動化系統(tǒng)通訊接口及協(xié)議規(guī)劃OPC/DDECAN/Modbus西門子PLC或Profibus基于485總線的協(xié)議基于文件的數(shù)據(jù)交換基于串口通訊的非標準協(xié)議基于數(shù)據(jù)庫訪問的數(shù)據(jù)采集選煤廠集控、地面篩選皮帶集控系統(tǒng)井下主排水人員定位及管理通風(fēng)安全監(jiān)測系統(tǒng)主煤流計量系統(tǒng)汽車衡煤炭行業(yè)系統(tǒng)能提供OPCServer的廠家不多副井提升等巷道、頂板離層監(jiān)測等等皮帶秤系統(tǒng)等等軌道衡協(xié)議層—軟件層五、綜合自動化系統(tǒng)通訊接口及協(xié)議規(guī)劃OPC五、綜合自動化系統(tǒng)通訊接口及協(xié)議規(guī)劃幾種數(shù)據(jù)采集的標準接口OPCDDE/NetDDEODBCOLEforProcessControl。被工控領(lǐng)域廣泛遵循的一種標準，它規(guī)范了應(yīng)用程序與現(xiàn)場設(shè)備或數(shù)據(jù)源之間數(shù)據(jù)存取的接口協(xié)議，具有高效、安全的特點?；谖④浀慕M件技術(shù)（COM/DCOM）設(shè)計，采用客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。是目前存取現(xiàn)場數(shù)據(jù)最理想的方法。NetDDE是基于網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)數(shù)據(jù)交換技術(shù)（DDE），解決應(yīng)用程序之間數(shù)據(jù)的動態(tài)交換。也采用客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。它比OPC在速度和安全性方面要遜色。由于應(yīng)用得越來越少，將來可能不會繼續(xù)受到廠商的支持，建議盡量不要使用。部分控制系統(tǒng)的上位機系統(tǒng)帶有數(shù)據(jù)庫支持，周期性地將數(shù)據(jù)寫入共享的關(guān)系數(shù)據(jù)庫的表中?？赏ㄟ^ODBC接口訪問數(shù)據(jù)庫獲得數(shù)據(jù)。但這種數(shù)據(jù)采集方法無法保證數(shù)據(jù)的實時性。五、綜合自動化系統(tǒng)通訊接口及協(xié)議規(guī)劃幾種數(shù)據(jù)采集的標準接口O五、綜合自動化系統(tǒng)通訊接口及協(xié)議規(guī)劃子系統(tǒng)接入硬件要求原則上各子系統(tǒng)的接入應(yīng)都從PLC直接接入工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)采用PLC方式接入時PLC控制器采用國際知名的主流設(shè)備PLC具備支持以太網(wǎng)的模塊采用上位機接入方式時上位機要求預(yù)留接入以太網(wǎng)或其他通訊接口所有接入方式的硬件接口須采用標準以太網(wǎng)接口(RJ45)其它接入方式時可參照上位機或PLC的接入要求靈活開放的數(shù)據(jù)接口支持OPC，TCP/IP，ASCII，SNMP，NetDDE，COM等通訊協(xié)議或RS232，485，422串口通訊接口或開放的API，OCX軟件接口五、綜合自動化系統(tǒng)通訊接口及協(xié)議規(guī)劃子系統(tǒng)接入硬件要求通過OPC/DDE接口采集數(shù)據(jù)五、綜合自動化系統(tǒng)通訊接口及協(xié)議規(guī)劃針對具有OPCServer功能的自動化系統(tǒng)。既可以作為OP