全礦井綜合自動化系統(tǒng)
全礦井綜合自動化系統(tǒng) 詳細說明
一、系統(tǒng)簡介
全礦井綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)是以工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)為核心，整合礦井的各項自動控制系統(tǒng)，通過防火墻與礦級管理系統(tǒng)組成高速統(tǒng)一的整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了全礦井的管控一體化。
整個系統(tǒng)分為信息層、控制層和設(shè)備層三層體系結(jié)構(gòu)?？刂茖硬捎霉I(yè)以太環(huán)網(wǎng)，設(shè)備層采用現(xiàn)場總線，保證了現(xiàn)場子系統(tǒng)的實時性，實現(xiàn)了井上、下皮帶運輸、通風、排水、井下供電等井下主要安全生產(chǎn)環(huán)節(jié)和裝備運行狀況的實時監(jiān)測和集中、遠程控制，有效地提高了礦井生產(chǎn)自動化和管理現(xiàn)代化水平。實現(xiàn)全礦井的統(tǒng)一管理與數(shù)據(jù)共享。
二、系統(tǒng)組成
煤礦工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)主要由三部分組成：地面部分、井下部分及傳輸信道部分。
地面部分由：地面環(huán)網(wǎng)接口、監(jiān)控主機、監(jiān)控備機、監(jiān)控服務器、地面數(shù)據(jù)服務器（可擴展）、防火墻（可擴展）、地面交換機（可擴展）及客戶端（可擴展）等組成；
井下部分由：防爆交換機（環(huán)網(wǎng)接口）、各種監(jiān)控分站或裝置（可擴展）等組成；
傳輸信道由：環(huán)網(wǎng)主傳輸干道（阻燃光纜）、地面網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸通道（網(wǎng)線）、井下防爆交換機連接各種監(jiān)控分站或裝置及傳感器的阻燃電纜；
三、系統(tǒng)特點
（1）產(chǎn)品全部采用工業(yè)級產(chǎn)品，確保系統(tǒng)24小時連續(xù)可靠的運行。
（2）工作時整個網(wǎng)絡(luò)成鏈狀結(jié)構(gòu)，環(huán)網(wǎng)冗余，快速建立網(wǎng)絡(luò)工作拓撲結(jié)構(gòu)以及連接恢復，恢復時間<300ms。
（3）系統(tǒng)提供了多種符合國際主流標準的接口方式（OPC、DDE、ODBC、FTP），便于各種子系統(tǒng)的接入。
（4）采用B/S結(jié)構(gòu)，基于IE瀏覽，客戶端零配置。
（5）采用硬件、軟件等多種安全措施，保證了系統(tǒng)運行的安全性和可靠性。
（6）合理實用的分級控制模式，在充分保留各子系統(tǒng)功能特點的基礎(chǔ)上，有效的整合各子系統(tǒng)，通過嚴格的認證后，可在任何一臺工作站上實現(xiàn)對井上、井下所有設(shè)備的控制。
（7）具有各種數(shù)據(jù)查詢、曲線顯示、報表輸出、逐級報警、數(shù)據(jù)分級管理、報警記錄、故障記錄及完整的事件記錄等功能。
（8）強大的數(shù)據(jù)整合及處理功能，為整個礦的現(xiàn)代化綜合管理提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，真正意義上實現(xiàn)全礦井的綜合自動化控制管控一體化。
（9）系統(tǒng)數(shù)據(jù)與井下視頻數(shù)據(jù)可實現(xiàn)全面關(guān)聯(lián)：在圖形動畫（動態(tài)圖）中可點擊瀏覽當前區(qū)域內(nèi)視頻信號，當一區(qū)域內(nèi)瓦斯出現(xiàn)報警或其它參數(shù)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)會自動彈出當前區(qū)域內(nèi)視頻信號窗口。
（10）系統(tǒng)以工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)為核心，實現(xiàn)了各子系統(tǒng)的無縫集成和安全生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)的Web瀏覽和顯示。
四、系統(tǒng)功能
（1）系統(tǒng)以工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)為核心，實現(xiàn)了各子系統(tǒng)的無縫集成和安全生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)的Web瀏覽和顯示。
（2）系統(tǒng)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)的接入。礦用常見監(jiān)測系統(tǒng)可通過OPC，DDE，F(xiàn)TP等接口安全、準確的接入全礦井綜合自動化系統(tǒng)。
（3）系統(tǒng)解決了各種安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)各自獨立、相互封閉、傳輸速率低、不能實現(xiàn)綜合業(yè)務傳輸、與企業(yè)上層管理信息網(wǎng)絡(luò)連接困難而導致的信息不能相互共享和融合等問題。實現(xiàn)了礦井各種監(jiān)控、監(jiān)測信息的共享、集成、融合和信息綜合利用，為礦井提供生產(chǎn)、安全層面的基于信息融合技術(shù)的決策支持，有效提高了礦井安全生產(chǎn)指揮決策的科學性、有效性。
（4）全礦井自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)全面性較高，系統(tǒng)隨時對井下環(huán)境參數(shù)（生產(chǎn)參數(shù)，設(shè)備狀況，人員位置）進行區(qū)域性綜合數(shù)據(jù)分析與評估，出現(xiàn)異常立即報警，并提示事故處理流程，當用戶根據(jù)流程安全地排除了事故后，系統(tǒng)方自動解除報警。
（5）系統(tǒng)數(shù)據(jù)與井下視頻數(shù)據(jù)可實現(xiàn)全面關(guān)聯(lián)：在圖形動畫（動態(tài)圖）中可點擊瀏覽當前區(qū)域內(nèi)視頻信號，當一區(qū)域內(nèi)瓦斯出現(xiàn)報警或其它參數(shù)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)會自動彈出當前區(qū)域內(nèi)視頻信號窗口。
（6）系統(tǒng)功能齊全、人機界面友好，具有語音報警功能。
（7）強大而快速的短信快車功能：當系統(tǒng)出現(xiàn)異常后，短信快車系統(tǒng)會以短信方式將報警信息發(fā)送到相關(guān)領(lǐng)導手機上。
（8）系統(tǒng)采用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)式傳輸方式，數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量高，抗干擾能力強，符合歐洲工業(yè)標準，并實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)挠布哂唷?/span>
（9）系統(tǒng)軟件可在WIN2000和WINXP系統(tǒng)下運行，由于操作系統(tǒng)需要支持多項任務，因此在運行監(jiān)控系統(tǒng)軟件同時，還可以運行其它軟件。
（10）系統(tǒng)操作簡單，功能強大，并具有眾多窗口和多種方法供用戶對實時數(shù)據(jù)，運行狀態(tài)，歷史曲線趨勢等進行查閱、瀏覽和打印輸出。
（11）各監(jiān)測子系統(tǒng)數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計分析列表顯示功能。顯示內(nèi)容包括地點、名稱、單位、饋電狀態(tài)、超限報警、傳感器故障等。開關(guān)量顯示內(nèi)容包括地點、名稱、開/停時刻、狀態(tài)、工作時間、開停次數(shù)、傳感器狀態(tài)等。累計量顯示內(nèi)容包括地點、名稱、單位等。并可分類顯示。
（12）系統(tǒng)具有模擬量實時曲線和歷史曲線顯示功能。在同一坐標上用不同顏色顯示曲線的最大值、最小值。在一屏上，同時顯示6個模擬量曲線，并設(shè)時間標尺，可顯示出對應時間標尺的模擬量。
（13）系統(tǒng)有簡便的繪圖工具。所有動態(tài)、靜態(tài)圖都可由一般操作人員繪制（繪圖時不影響主機實時監(jiān)測功能）。
（14）系統(tǒng)提供用戶自行繪制模擬圖平臺，簡單、易學，用戶可以根據(jù)實地情況繪制全礦井和具體某些采區(qū)實況的實時模擬圖，使礦井的全部實時信息一目了然地顯示出來，并且具有豐富的動感顯示方式；系統(tǒng)具有模擬量實時曲線和歷史曲線顯示功能。在同一坐標上用不同顏色顯示曲線的最大值、最小值。在同一屏上，可同時顯示6個模擬量曲線，并設(shè)時間標尺，可顯示出對應時間標尺的模擬量。
（15）系統(tǒng)具有柱狀圖顯示功能。能直觀地反映開機率、開/停次數(shù)、傳感器狀態(tài)等，并設(shè)有時間標尺。
（16）方便用戶自行生成各類表格，打印所要求的各類數(shù)據(jù)表格、圖形及曲線。
（17）網(wǎng)絡(luò)故障處理，當子系統(tǒng)出現(xiàn)通訊異常后，系統(tǒng)會提示報警，并實時進行存儲。
（18）系統(tǒng)可配接顯示屏（可分8屏），在顯示屏中顯示動、靜態(tài)模擬圖形、數(shù)據(jù)表格、歷史曲線、分層顯示采掘平面圖、實時數(shù)據(jù)顯示等。
（19）系統(tǒng)所有被檢測的參數(shù)可連續(xù)存儲保持一年，這些數(shù)據(jù)可隨時用表格、曲線等形式顯示出來，并可打印保存。
（20）系統(tǒng)可及時發(fā)現(xiàn)并解決煤礦存在的安全隱患，有效減少安全事故的發(fā)生。
四、子系統(tǒng)接入
（1）安全監(jiān)控系統(tǒng)
安全監(jiān)控系統(tǒng)提供的上位機以太網(wǎng)通訊卡接入就近交換機，將安全監(jiān)控系統(tǒng)接入到安全信息化網(wǎng)絡(luò)平臺，軟件接入方式集成商與礦方協(xié)商數(shù)據(jù)接入通訊協(xié)議，以便達到礦方應用要求，子系統(tǒng)廠商需全面配置完成子系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入。
（2）人員定位管理系統(tǒng)
人員定位系統(tǒng)提供的上位機以太網(wǎng)通訊卡接入就近交換機，將人員定位系統(tǒng)接入到安全信息化網(wǎng)絡(luò)平臺，軟件接入方式集成商與礦方協(xié)商數(shù)據(jù)接入通訊協(xié)議，以便達到礦方應用要求，子系統(tǒng)廠商需全面配置完成子系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入。
全礦井安全信息化平臺集成了原人員定位系統(tǒng)地面監(jiān)控主站的功能，同時也實現(xiàn)了人員定位系統(tǒng)和報警聯(lián)動系統(tǒng)的結(jié)合，在界面上實時顯示各監(jiān)控目標的位置，當發(fā)生特殊情況的時候，界面上發(fā)生報警，大屏幕上顯示相關(guān)攝像頭所監(jiān)視到的圖像，實現(xiàn)緊急聯(lián)動。
子系統(tǒng)采集的所有人員入井時間、升井時間信息需實時在安全信息化顯示界面上動態(tài)顯示，顯示界面與原子系統(tǒng)相同。
子系統(tǒng)可以提供畫面用不同標識、模擬圖形或顏色、數(shù)據(jù)，動態(tài)、實時顯示井下各類人員狀況和分布情況，并能動態(tài)顯示井下人員的當班活動模擬軌跡；能實現(xiàn)地面調(diào)度指揮中心與井下管理人員、特殊作業(yè)人員信息互動。
在發(fā)生事故和出現(xiàn)緊急狀況時，系統(tǒng)地面管控指揮中心能與應急預案聯(lián)動，應能顯示相應事故應急預案，顯示避災路線；能夠快速查詢井下災前各時段全部人員位置和狀態(tài)，準確掌握被困人員位置，為搶險指揮部輸出人員搜救路線圖和系統(tǒng)平面示意圖。
如重點區(qū)域人員進入、重點區(qū)域人數(shù)超限等情況下，安全信息化系統(tǒng)平臺可實現(xiàn)視頻聯(lián)動（需聯(lián)動處必須安裝網(wǎng)絡(luò)攝像頭）。
（3）壓風機自動化控制系統(tǒng)
該壓風機系統(tǒng)可以通過現(xiàn)場PLC提供的以太網(wǎng)接口接入就近交換機，然后將壓風機系統(tǒng)接入到安全信息化網(wǎng)絡(luò)平臺，軟件接入方式集成商與礦方協(xié)商數(shù)據(jù)接入通訊協(xié)議，以便達到礦方應用要求，子系統(tǒng)廠商需全面配置完成子系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入。
根據(jù)子系統(tǒng)設(shè)備廠商提供的數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)的功能：
安全信息化系統(tǒng)提供壓風系統(tǒng)監(jiān)控用標準界面，界面采用模擬畫面，動態(tài)顯示地面壓風機和井下壓風機、閥門等主要設(shè)備的運行工況。
安全信息化系統(tǒng)提供實現(xiàn)對設(shè)備運行參數(shù)的自動檢測，如：空氣壓縮機電機定子及軸承溫度檢測，空氣壓縮機風壓、風溫檢測，風量的檢測等。
系統(tǒng)提供壓風系統(tǒng)事故報警功能，滿足就地無人職守運行。每條報警信息應記錄，并根據(jù)要求生成報表。
實現(xiàn)每個主電機開停動作時刻記錄，并根據(jù)要求生成報表；模擬量傳感器、主電機電流等動態(tài)參數(shù)按合理的時間密度記錄（風道環(huán)境參數(shù)由安全監(jiān)測系統(tǒng)采集），并生成統(tǒng)計圖。
（4）通風機自動化控制系統(tǒng)
該礦井通風監(jiān)控系統(tǒng)可以通過現(xiàn)場PLC提供的以太網(wǎng)接口接入就近交換機，
然后將礦井通風監(jiān)控系統(tǒng)接入到安全信息化網(wǎng)絡(luò)平臺，軟件接入方式集成商與礦方協(xié)商數(shù)據(jù)接入通訊協(xié)議，以便達到礦方應用要求，子系統(tǒng)廠商需全面配置完成子系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入。
安全信息化軟件平臺通過工業(yè)以太網(wǎng)與礦井通風監(jiān)控系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)以下功能：
安全信息化系統(tǒng)提供通風系統(tǒng)監(jiān)控用標準界面，界面采用模擬畫面，動態(tài)顯示通風機房主要電氣設(shè)備的運行工況。
系統(tǒng)提供通風系統(tǒng)事故報警功能，報警內(nèi)容完全等同風機電控系統(tǒng)的報警信息，滿足就地無人職守運行。每條報警信息應記錄，并根據(jù)要求生成報表。
風機開關(guān)量傳感器、每個主電機開停記錄動作時刻，并根據(jù)要求生成報表；模擬量傳感器、主電機電流等動態(tài)參數(shù)按合理的時間密度記錄（風道環(huán)境參數(shù)由安全監(jiān)測系統(tǒng)采集），并生成統(tǒng)計圖。
如風速過小、風量過小、溫度超限等情況下，安全信息化系統(tǒng)平臺可實現(xiàn)視頻聯(lián)動（需聯(lián)動處必須安裝網(wǎng)絡(luò)攝像頭）。
（5）中央泵房自動化控制系統(tǒng)
井下主排水自動化系統(tǒng)PLC提供以太網(wǎng)通信接口模塊，RJ45接口，就近接入井下環(huán)網(wǎng)交換機，OPC協(xié)議，實現(xiàn)安全信息化平臺接入，實現(xiàn)無人值守。
安全信息化軟件平臺通過工業(yè)以太網(wǎng)與主排水自動化系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)以下功能：
安全信息化軟件平臺提供井下排水系統(tǒng)監(jiān)控用標準界面，界面采用模擬畫面，動態(tài)顯示主排水泵房主要電氣設(shè)備的運行工況及排水管路壓力、水倉水位等參數(shù)。
系統(tǒng)提供主排水系統(tǒng)事故報警功能，報警內(nèi)容應完全等同水泵電控系統(tǒng)的報警信息，滿足就地無人職守運行。每條報警信息應記錄，并根據(jù)要求生成報表。
泵房開關(guān)量傳感器、每個主電機開停記錄動作時刻，并根據(jù)要求生成報表；模擬量傳感器、主電機電流、管道壓力、水倉水位等動態(tài)參數(shù)按合理的時間密度記錄，并生成統(tǒng)計圖。
如水位超限、溫度超限、壓力超限等情況下，安全信息化系統(tǒng)平臺可實現(xiàn)視頻聯(lián)動（需聯(lián)動處必須安裝網(wǎng)絡(luò)攝像頭）。
（6）皮帶自動化控制系統(tǒng)
主運輸膠帶輸送機綜合保護控制系統(tǒng)提供以太網(wǎng)RJ45通訊接口和RS485總線的接口形式，通過以太網(wǎng)RJ45接口，標準OPC協(xié)議，或RS485總線通過我們提供的赫斯曼協(xié)議轉(zhuǎn)換器將RS485接口轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)接口接入到安全信息化網(wǎng)絡(luò)平臺。
安全信息化軟件平臺通過工業(yè)以太網(wǎng)與主運輸膠帶輸送機綜合保護控制系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)以下功能：
安全信息化提供主運輸膠帶輸送機監(jiān)控用標準界面，界面采用模擬畫面，動態(tài)顯示膠帶輸送機主要電氣設(shè)備（主電機、減速機、張緊站、CST）的運行工況及輸送機保護裝置的參數(shù)。
系統(tǒng)提供輸送機事故報警功能，報警內(nèi)容應完全等同單機電控系統(tǒng)的報警信息，滿足就地無人職守運行。每條報警信息應記錄，并根據(jù)要求生成報表。
系統(tǒng)檢測各輸送機的軸承溫度、膠帶溫度、帶速、煤量及膠帶機主電機電壓、電流等參數(shù)，檢測變頻器、CST、張緊絞車運行狀態(tài)及相關(guān)信號，并能夠?qū)ΜF(xiàn)場各種環(huán)境參數(shù)進行采集監(jiān)測。
實現(xiàn)對各膠帶輸送機啟停及緊急閉鎖、跑偏、打滑、縱撕、溫度、煙霧、溜槽堵塞、電機故障等信號的顯示、運算和報警功能。
輸送機保護用開關(guān)量傳感器、每個主電機開停記錄動作時刻，并根據(jù)要求生成報表；模擬量傳感器、主電機電流等動態(tài)參數(shù)按合理的時間密度記錄，并生成統(tǒng)計圖。
（7）變電所自動化控制系統(tǒng)
地面變電所、井下變電所的監(jiān)控系統(tǒng)具有以太網(wǎng)接口和RS485通訊接口，我們將以太網(wǎng)接口直接接入就近交換機或提供協(xié)議轉(zhuǎn)換器將RS485接口轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)接口，將監(jiān)控系統(tǒng)接入到安全信息化網(wǎng)絡(luò)平臺，軟件接入方式集成商與礦方協(xié)商數(shù)據(jù)接入通訊協(xié)議，以便達到礦方應用要求，子系統(tǒng)廠商需全面配置完成子系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入。
（8）視頻監(jiān)控系統(tǒng)
礦井視頻監(jiān)控系統(tǒng)配置有上位機，可以通過在該上位機上的以太網(wǎng)通訊卡，與附近的交換機進行物理上的網(wǎng)絡(luò)連接。軟件接入方式上通過視頻設(shè)備廠商提供的視頻訪問接口進行二次開發(fā)。
全礦井安全信息化平臺接收井上、井下視頻信息，這些信息可作為報警聯(lián)動系統(tǒng)的重要參考源。