全礦井綜合自動化平臺-常州自動化研究院.ppt

1、煤礦綜合自動化平臺,煤炭科學(xué)研究總院常州自動化研究院,4、子系統(tǒng)接入方案及案例,全礦井綜合自動化平臺,1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能,2、自動化軟件平臺及功能模塊,3、硬件構(gòu)成及特點,系統(tǒng)實現(xiàn)的目標,1、建立貫穿全礦井信息“高速公路” 2、無縫整合各現(xiàn)場控制子系統(tǒng)信息 3、快捷的聯(lián)動控制平臺 4、在線綜合信息應(yīng)用平臺 5、完善的安全保障,全礦井自動化系統(tǒng)在煤礦信息化中的的定位,企業(yè)計劃層,生產(chǎn)執(zhí)行層 （全礦井自動化）,過程控制層 （各自動化子系統(tǒng)）,自動化數(shù)據(jù)集成,綜合管控平臺,綜合業(yè)務(wù)管理系統(tǒng),現(xiàn)場監(jiān)控單元,數(shù)據(jù)傳輸通道（環(huán)網(wǎng)）,礦井綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),基于三層的系統(tǒng)體系架構(gòu) 1、管理層（以太網(wǎng)） 2、

2、控制層（冗余工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)） 3、設(shè)備層 （現(xiàn)場總線）,信息的分級處理：,信息流的均衡分布,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點：,1、采用多環(huán)結(jié)構(gòu)，可同時構(gòu)建多個千兆環(huán)網(wǎng)，將網(wǎng)絡(luò)中的流量分散到各個子網(wǎng)中。每個環(huán)網(wǎng)的流量都可得到很好的控制，安全性、可靠性都大大增加。 2、唯一在工業(yè)交換機中具備核心交換機，背板帶寬32G ，1190萬個數(shù)據(jù)包 /秒 。這樣在多個環(huán)匯聚時不會形成瓶頸。,軟件平臺的建設(shè)方式,1、以現(xiàn)有的國內(nèi)外組態(tài)軟件為平臺進行組態(tài)設(shè)計和二次開發(fā)。 2、根據(jù)煤礦的實際進行定制集成開發(fā)。,綜合自動化軟件簡介,綜合自動化由天地科技自主開發(fā)、具有完全知識產(chǎn)權(quán)并經(jīng)過國家知識產(chǎn)權(quán)局評測登記的軟件（登記號：2004SRB

3、J0935）其由 綜合自動化平臺軟件 TD_AUTO Server ; 實時WEB服務(wù)器軟件 TD_WEB Server ; 接入組件 TD_Incom ; 這三部分組成。,全礦井綜合自動化,軟件平臺具備的一般功能,1、信息綜合功能 2、WEB瀏覽功能 實時動態(tài)圖形 實時數(shù)據(jù)表格 開停與故障統(tǒng)計 趨勢曲線 3、數(shù)據(jù)分級管理 4、報表打印功能 5、事件記錄功能 6、擴展接口功能 7、安全認證功能,本公司軟件平臺的特點,1、采用定制集成開發(fā)方式建設(shè)，可滿足煤礦的特殊性。 2、統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口協(xié)議，方便礦方后期維護。 3、具備多種數(shù)據(jù)接口，可無縫接入符合條件的子系統(tǒng)。對需要遠程控制的子系統(tǒng)可實現(xiàn)遠程控制

4、，滿足其實時性及可靠性。 4、在數(shù)據(jù)集成平臺上建立多個應(yīng)用軟件模塊，完成數(shù)據(jù)的提取、加工處理。實現(xiàn)一定的管理功能，達到“管控一體化”。,組件式專業(yè)控制平臺,軟件平臺控制功能的實現(xiàn)方案及特點,1、采用安全性最高的OPC軟件接口，只發(fā)控制命令和接收狀態(tài)返回，控制邏輯由子系統(tǒng)完成，可滿足其實時性及可靠性的要求。,OPC雙向通訊,2、具備多系統(tǒng)聯(lián)動功能，可與工業(yè)電視系統(tǒng)進行聯(lián)動。在設(shè)備起車時可將相應(yīng)的工業(yè)電視圖像切換在啟動畫面上（4路），以便觀察。 3、多畫面導(dǎo)航窗口，在同一啟動畫面中，具備多個信息區(qū)域，可同時觀察設(shè)備的啟動參數(shù)、通訊命令的傳輸信息等等。,軟件平臺控制功能的實現(xiàn)方案及特點,軟件平臺具備

5、的增值管理功能,1、區(qū)域生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境評價,區(qū)域評價是通過根據(jù)不同煤礦所建立的各種數(shù)學(xué)模型，通過輸入各種各樣的環(huán)境參數(shù)，進行重組和計算得出評價結(jié)果。,平臺展現(xiàn),當區(qū)域處于提醒或報警狀態(tài)時，該區(qū)域的顏色將發(fā)生 變化，同時結(jié)合不同的聲音給出相應(yīng)的提醒。等級可分為A安全，B異常、C較危險、D危險四個等級,依次用綠、黃、橙、紅來表示。,安全評估等級,安 全,異 常,較危險,危 險,點擊等級標志將出現(xiàn)詳細標記,有背景色為已滿足評估條件的等級,區(qū)域等級標志,2406上順瓦斯近一小時曲線趨勢圖,鼠標點擊某個模擬量點，如瓦斯、一氧化碳等，可顯示該點近一小時內(nèi)的趨勢圖,點擊查看后將該區(qū)域內(nèi)的所有人員信息顯示出來

6、點擊某個人可顯示某個人的詳細信息,2、在線設(shè)備管理,平臺的設(shè)備在線管理可以結(jié)合“信息管理系統(tǒng)”中的“設(shè)備管理系統(tǒng)”模塊使用，也可單獨使用。 可以查看設(shè)備關(guān)聯(lián)的運行狀態(tài)、攝像頭信息、運行統(tǒng)計、故障統(tǒng)計、檢修信息和基本信息等多種信息。,3、應(yīng)急預(yù)案管理,系統(tǒng)建立了一個針對各種故障的預(yù)案庫，及完整的預(yù)案庫管理工具?？梢詫︻A(yù)案庫進行不斷地修正和完善，當系統(tǒng)產(chǎn)生上述各種報警、警告和提示時，均自動產(chǎn)生彈出的處理預(yù)案，指導(dǎo)調(diào)度指揮人員正確及時地進行處置。 系統(tǒng)還具備預(yù)案自動執(zhí)行的機制，在外部相關(guān)條件具備時，可以起動預(yù)案的自動執(zhí)行，并記錄結(jié)果。,綜合自動化硬件平臺,真正意義上的傳輸集成,天地公司具有豐富的產(chǎn)品

7、線，可提供完整的解決方案將井下音頻、視頻數(shù)字化后與各種監(jiān)測、控制信號集成傳輸。真正意義上做到“三網(wǎng)合一” 。,全礦井綜合自動化,網(wǎng)絡(luò)視頻的接入,網(wǎng)絡(luò)音頻（IP電話）的接入,工業(yè)以太網(wǎng)交換機系列,MOXA以太網(wǎng)交換機,赫斯曼模塊化交換機,CJJ02系列有8個支持10/100BaseT(X)(RJ-45) 或 100BaseFX (光纖)的以太網(wǎng)交換端口，并且當有以太網(wǎng)設(shè)備和CJJ02連接的時候，他的自診斷特性和自動MDI/MDIX功能可以消除兼容性問題。,主干網(wǎng)帶寬可達千兆，可插多個模塊，每個模塊具有4個端口。組網(wǎng)更靈活。,快速以太網(wǎng)冗余環(huán)網(wǎng)能力 ( 最低20ms ),對工業(yè)自動化應(yīng)用來說，冗余

8、性一直是個非常重要的方法來增加系統(tǒng)的可靠性。天地公司的以太網(wǎng)設(shè)備冗余交換機配備了網(wǎng)絡(luò)冗余協(xié)議?？梢允拐麄€網(wǎng)絡(luò)很簡單的就建立起冗余的以太網(wǎng)絡(luò)。有了這個極高速的恢復(fù)時間，當系統(tǒng)的任意網(wǎng)段與網(wǎng)絡(luò)斷開連接的時候，整個的自動化系統(tǒng)將在20ms（MOXA）之內(nèi)恢復(fù)正常。,KJJ58井下隔爆兼本安環(huán)網(wǎng)接入器 核心為模塊化交換機，所有端口均進行安全隔離，同時另加多個RS485/232轉(zhuǎn)換接口，接入形式多樣。 內(nèi)置不間斷電源，外部電網(wǎng)停放點后可工作4小時。,KJJ31井下隔爆兼本安環(huán)網(wǎng)接入器 核心為小型工業(yè)環(huán)網(wǎng)交換機，所有端口均進行安全隔離，同時另加4個RS485/232轉(zhuǎn)換接口，接入形式多樣。 內(nèi)置不間斷電源

9、，外部電網(wǎng)停放點后可工作4小時。,子系統(tǒng)設(shè)備電氣接入的安全性考慮,本公司的環(huán)網(wǎng)交換機的RJ45口均為本安口，通過本安送審。而且交換機的每個端口對外均采用安全柵隔離，無直接連接。即使接非安的以太網(wǎng)接口，也不會影響其他端口的安全性。,1、現(xiàn)場以太網(wǎng)接口的接入,子系統(tǒng)設(shè)備電氣接入的安全性考慮,專用控制器主要是指一些非通用的礦用設(shè)備，它不象PLC、嵌入式PC區(qū)域控制器具有通用性。因此我們使用信號轉(zhuǎn)換模塊將他們的專用通訊信號（RS485）轉(zhuǎn)換成TCP/IP以太網(wǎng)信號接入由工業(yè)以太網(wǎng)構(gòu)成的控制層。本公司環(huán)網(wǎng)接入器的485口均為本安接口，可直接接本安設(shè)備，對于非安的485信號，我們提供KJA9非安轉(zhuǎn)本安信號

10、隔離器，來完成安全隔離。,2、標準控制總線的接入,人員監(jiān)測,環(huán)境監(jiān)測,其他非安系統(tǒng),485安全隔離,系統(tǒng)安全,1、網(wǎng)絡(luò)的冗余 2、數(shù)據(jù)的備份 3、防火墻 4、認證機制 5、網(wǎng)絡(luò)版防病毒,子系統(tǒng)的無縫接入,現(xiàn)場控制子系統(tǒng)的整合,1、硬件整合 2、軟件整合,即構(gòu)建全礦井的工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)。這好比建設(shè)一條信息高速公路，可以讓各個子系統(tǒng)的信息在上面快速、通暢的流動。,硬件整合的基礎(chǔ),軟件整合,1、標準的軟件接口 2、數(shù)據(jù)信息的描述,標準軟件接口,OPC,DDE/NETDDE,ODBC,FTP,由控制中心參與控制的子系統(tǒng),控制中心僅監(jiān)測的子系統(tǒng),非連續(xù)的監(jiān)測的子系統(tǒng),低門坎或異構(gòu)子系統(tǒng),信息的描述,1、配置信息組 2、數(shù)據(jù)信息組 3、控制命令組,子系統(tǒng)的接入方式： 對于現(xiàn)在及將來建設(shè)的子系統(tǒng)提供以下三種方式接入： 1、與子系統(tǒng)控制器聯(lián)接 2、與子系統(tǒng)主機聯(lián)接 3、與基于PC的