礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

第1頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月煤礦實(shí)現(xiàn)信息化的必要性煤礦生產(chǎn)是一個(gè)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(zhǎng)，范圍廣，各生產(chǎn)與保障環(huán)節(jié)之間既相互獨(dú)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(duì)安全生產(chǎn)威脅很大。煤礦生產(chǎn)中各種大小事故隨時(shí)可能發(fā)生，有些是局部的，有些則會(huì)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(duì)煤礦生產(chǎn)中的各個(gè)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(cè)與控制是煤礦正常、安全生產(chǎn)的重要保障。只有實(shí)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2頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月綜合自動(dòng)化與信息化建設(shè)的關(guān)系綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是集團(tuán)公司綜合信息化的一個(gè)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(shí)施。綜合自動(dòng)化必須首先解決生產(chǎn)過程的自動(dòng)化，生產(chǎn)過程的自動(dòng)化是綜合自動(dòng)化建設(shè)的重要組成部分。而自動(dòng)化必須是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的自動(dòng)化，概括地說，“信息化必須先搞自動(dòng)化，自動(dòng)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(cè)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(cè)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3頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)狀目前自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)都處于相互獨(dú)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(gè)自動(dòng)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(dòng)化系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享，無法統(tǒng)一監(jiān)測(cè)，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(duì)礦山進(jìn)行統(tǒng)一的自動(dòng)化管理，難以有效的整合各種資源和發(fā)揮自動(dòng)化集成的最大效益；第4頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月綜合自動(dòng)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(shí)現(xiàn)音頻、視頻、數(shù)據(jù)三網(wǎng)合一的傳輸模式。實(shí)現(xiàn)對(duì)全礦安全、生產(chǎn)的遠(yuǎn)程集中監(jiān)測(cè)與控制；實(shí)現(xiàn)真正做到井下無人值守。通過高速多媒體寬帶自動(dòng)控制及綜合信息平臺(tái)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(dòng)化■安全監(jiān)控?cái)?shù)字化■生產(chǎn)管理集約化第5頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月綜合自動(dòng)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(tái)、數(shù)據(jù)平臺(tái)和監(jiān)控平臺(tái)，一次投資，長(zhǎng)期受益；2、安全效益在地面集中監(jiān)測(cè)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(bào)警聯(lián)動(dòng)，減少由于礦井災(zāi)難所造成的損失；3、人員效益實(shí)現(xiàn)無人值守和定期巡檢，有效降低人員成本；實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)控制，減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度；減少崗位用工，提高全員效率；第6頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月綜合自動(dòng)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(zhǎng)設(shè)備使用壽命；提高對(duì)設(shè)備的故障分析和判斷能力，減少停機(jī)事故；加強(qiáng)對(duì)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(dòng)化系統(tǒng)提供一個(gè)高速、安全、可靠的管理平臺(tái)；提高整體集成水平，發(fā)揮自動(dòng)化系統(tǒng)的綜合管理效益；實(shí)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7頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月綜合自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)采用工業(yè)以太網(wǎng)+現(xiàn)場(chǎng)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(shí)時(shí)的、現(xiàn)場(chǎng)的信息，具有協(xié)議簡(jiǎn)單、容錯(cuò)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(jí)及控制級(jí)，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8頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月綜合自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)第9頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月綜合自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)百兆網(wǎng)絡(luò)(100Mbps)千兆網(wǎng)絡(luò)(1000Mbps)技術(shù)方面優(yōu)點(diǎn)技術(shù)上比較成熟，已經(jīng)有具體應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，性能較為可靠。技術(shù)先進(jìn)，有足夠帶寬，可以實(shí)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(diǎn)播。缺點(diǎn)不能提供足夠帶寬同時(shí)傳輸圖像和話音信號(hào)，只能作為控制網(wǎng)絡(luò)的綜合傳輸平臺(tái)?？刂祁I(lǐng)域的應(yīng)用較少，另外，實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)合一需要涉及多個(gè)先進(jìn)技術(shù)，其技術(shù)在地面的實(shí)現(xiàn)目前只能做到同纜不同芯，系統(tǒng)復(fù)雜，可靠性相對(duì)較差。價(jià)格方面價(jià)格較低，性價(jià)比高，一個(gè)大型礦井的建設(shè)費(fèi)用約為300萬元左右。價(jià)格偏高，整個(gè)系統(tǒng)實(shí)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10頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月綜合自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)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(shí)間<=0.3S第11頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月綜合自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)SNMPClientGETNEXTSETGETGETRESPONSETRAPSNMPAgentManagement

I

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ase第12頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月綜合自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)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(cuò)誤或事件時(shí)，發(fā)E-mail基于SNMP第13頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月綜合自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)基于SNMPOPCServer的網(wǎng)絡(luò)管理第14頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月生產(chǎn)過程自動(dòng)化系統(tǒng)中央泵房主排水系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)建成后能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：⑴實(shí)現(xiàn)泵房無人值守自動(dòng)控制運(yùn)行。⑵具備網(wǎng)絡(luò)測(cè)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(dòng)控制、就地手動(dòng)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)行水泵的啟停控制；按連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間長(zhǎng)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(dòng)和停止操作。⑺對(duì)電機(jī)和水泵的運(yùn)行參數(shù)及保護(hù)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)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(shí)時(shí)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(hào)、過轉(zhuǎn)矩信號(hào)等。⑻整個(gè)系統(tǒng)做到可靠運(yùn)行、維護(hù)方便、修改靈活。第15頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月生產(chǎn)過程自動(dòng)化系統(tǒng)控制系統(tǒng)由主站、分站及檢測(cè)傳感元件組成；控制分站安裝于膠帶機(jī)現(xiàn)場(chǎng)，完成對(duì)膠帶機(jī)的信號(hào)檢測(cè)和執(zhí)行控制，每個(gè)分站可以對(duì)響應(yīng)的膠帶機(jī)進(jìn)行單獨(dú)控制，主站設(shè)于井下集中控制室內(nèi)，以手動(dòng)和自動(dòng)方式對(duì)膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的工作狀態(tài)、故障性質(zhì)、故障地點(diǎn)、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(cè)保護(hù)有：膠帶速度、膠帶跑偏、緊急閉鎖、物料探測(cè)、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16頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月生產(chǎn)過程自動(dòng)化系統(tǒng)系統(tǒng)的主要功能：以動(dòng)畫的形式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)模擬顯示主扇的運(yùn)行工況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)通風(fēng)機(jī)的電氣參數(shù)和氣動(dòng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)有關(guān)參數(shù)超限報(bào)警

通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)第17頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月生產(chǎn)過程自動(dòng)化系統(tǒng)煤樓運(yùn)輸自動(dòng)化系統(tǒng)煤樓自動(dòng)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(shí)時(shí)動(dòng)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(dòng)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18頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月生產(chǎn)過程自動(dòng)化系統(tǒng)系統(tǒng)的主要功能：實(shí)時(shí)采集與井上和井下各級(jí)變電所、移動(dòng)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(duì)其進(jìn)行報(bào)警。上位主機(jī)可實(shí)現(xiàn)以下功能：1、遙測(cè)功能2、遙控功能3、報(bào)表記錄和打印功能電力監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)第19頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月生產(chǎn)過程自動(dòng)化系統(tǒng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能：實(shí)時(shí)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(xiàng)保護(hù)，并對(duì)其進(jìn)行報(bào)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20頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月生產(chǎn)過程自動(dòng)化系統(tǒng)其他子系統(tǒng)集成水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)洗煤廠自動(dòng)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(jì)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21頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)平臺(tái)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(dòng)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22頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)平臺(tái)及人機(jī)界面冗余數(shù)據(jù)歸檔服務(wù)器歸檔時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)數(shù)年冗余：雙機(jī)熱備份故障自動(dòng)切換重要數(shù)據(jù)、報(bào)警信息歸檔數(shù)據(jù)庫平臺(tái)：SQLSERVER2005第23頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)平臺(tái)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(dòng)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24頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)平臺(tái)及人機(jī)界面人機(jī)界面功能實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)子系統(tǒng)的集中監(jiān)控。各工作站功能相同，可用于對(duì)系統(tǒng)中各子系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制，實(shí)際使用時(shí)可互為備用。顯示功能：能實(shí)時(shí)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(cè)參數(shù)超限、保護(hù)動(dòng)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(dòng)、停止、復(fù)位和測(cè)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(dòng)給煤機(jī)點(diǎn)動(dòng)操作等功能控制。第25頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)平臺(tái)及人機(jī)界面人機(jī)界面功能打印功能：能實(shí)時(shí)或按時(shí)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(shí)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(shí)間等)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、匯總：對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，滿足報(bào)表統(tǒng)計(jì)、曲線圖、柱狀圖顯示并能打印輸出。第26頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)平臺(tái)及人機(jī)界面人機(jī)界面功能報(bào)警功能：實(shí)時(shí)報(bào)警信息瀏覽以及歷史報(bào)警信息瀏覽。實(shí)時(shí)報(bào)警發(fā)生后可自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到相關(guān)畫面。趨勢(shì)圖：對(duì)生產(chǎn)變量進(jìn)行記錄并生成趨勢(shì)圖并能打印輸出。超出極限值時(shí)以醒目顏色并閃爍提示。第27頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)平臺(tái)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(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展：多功能報(bào)表、短信息報(bào)警等。利用綜合自動(dòng)化平臺(tái)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(dòng)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(duì)企業(yè)生產(chǎn)和計(jì)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(shí)掌握企業(yè)的運(yùn)行情況和發(fā)展趨勢(shì)，提高企業(yè)的管理水平和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。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(jì)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28頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)平臺(tái)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)