数化矿山整体解决方案

1、 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页数字化矿山整体解决方案xxx科技有限公司 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页各生产运转系统的所需时间有效分配每天运转时间、检修时间、紧急情况调用时间。因此，MSS系统应进行科学合理的负荷分配，在满足矿井产煤量时，以大偏差优先，小偏差优化为原则，同时，根据各子系统负荷响应性能，尽可能各子系统负荷优化操作条件，以获取矿井整体的和谐运行。 1.3、矿井综合自动化系统设计目标1在设计中采用先进的自动化、通讯、计算机网络、软件编程技术对矿井上下的自动化系统进行系统集成，实现在矿调度监控中心对各自动化系统的“管控一体化”。使整个系统达到国内、国际先进水平，保证10年

2、不落后。2在网络平台的设计中采用多种网络技术保证数据传输的实时性、可靠性、安全性，使网络具有较强的适应性和开放性。3采用的通用软件开发方式、编程语言、标准的接口技术，为用户提供运行稳定、操作方便、界面友好的应用软件，应用软件具有较高的开放性，较强的组态性。4. 针对不同的网络隐患采用采用不同的安全防范技术对网络进行设计。5. 利用综合自动化的信息平台建立防灾指挥决策系统，以提高矿井防灾救灾的响应速度，降低人员伤害及财产损失。6.设备选型既要先进又要考虑煤矿特殊的工作环境对设备的要求。1.4、矿井综合自动化设计最终的效果我们将根据为矿井数字化服务的多年经验，有针性的对矿井综合自动化控制系统进行信

3、息集中、控制分散，矿井综合自动化控制系统建设总效果是：在生产设备质量可靠、环境条件许可、生产机构和管理水平配套的情况下，逐步做到井下除采掘进头以外的所有电器设备均能在地面调度中心集中控制和监视，井下各系统的控制实现无人值守，进有巡检工进行巡视和维护；对地面各车间除副井绞车房、锅炉房和瓦斯抽放站外，均实现无人职守，设备的控制和监视均在调度中心进行，实现全矿的管控一体化。网络系统建设效果：通过网络技术将各个部门的实时数据形成一个有效的整体。使有权限用户在网上任一台计算机上浏览WEB信息，包括生产和管理的数据、图形、动画和图像信息。有权限用户在网上任一台计算机上向监控子系统中的控制设备发送权限允许的

4、控制操作，并得到与其对应的操作响应和反馈。各专业调度工作站通过软件实施可以完成原子系统主机的操作和处理功能。综合自动化平台建设效果 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页：实现全矿井各个分散的控制单元全部联网，最终实现各分散的子系统高度集中到调度指挥中心，由调度指挥中心统一指挥调度室矿井各个控制层设备，为全矿井管理信息系统提供原始数据，最终实现矿井管控一体化综合控制。通过全矿井综合自动化控制，有效地减少井下人员，提高设备的运转率，保障煤矿安全生产，降低设备损耗，提高矿井综合自动化控制，有效地减少井下人员，提高设备的运转率，保障煤矿安全生产，降低设备损耗，提高矿井综合经济效益。管理信息系统建设效果

5、：基于企业发展战略的目标、运用现代科学技术和先进的管理理念，建立健全先进、实用、安全、统一的矿井数字化信息工作安全生产管理平台系统，完善企业综合自动化基础建设，实现安全、生产、地测的三维可视化；安全监测、生产指挥调度的监测监控综合自动化，实现企业资源规划的一体化，管控一体化、市场营销网络化，企业管理办公自动化，并实现对企业生产经营决策的智能化支持。信息通道建设效果：信息通道建立，可以全面考虑所有系统的传输冗余，使所有子系统成为一个有机的整体，统一使用光纤环网做信息传输通道，在系统建设成本方面，节约了整个系统的传输费用；在系统安全方面，使子系统设备区域化，大大提高了子系统安全性；在系统实时性方面

6、，由于系统采用光纤以太网络，PLC子系统从总线通信发展到以太网通信，分站子系统从以前的单串口通信到多串口并发通信，从而大大的提高了系统的传输速率。1.5、 建设综合自动化系统的原则和依据煤矿综合自动化系统建设思路应以生产过程自动化为基础、管理数字化为本质、三维可视化为直观表现形式、领导决策分析为管理依据的四位一体的矿井综合自动化集成平台。考虑矿井综合自动化控制系统工程的实际应用状况和将来的发展趋势，各系统的实际需求及具体的使用特性，同时兼顾技术新旧更替不断加快的特点，整体方案设计遵循以下设计：1、设计原则先进性、成熟性：使用先进、成熟、实用和具有良好发展前景的技术，使得各个子系统具有较长的生命

7、周期，不盲目追求高档次，既能满足当前的需求，又能适应未来的发展。实用性：由于现代煤矿企业的安全、生产监控及调度任务、各职能部门之间业务的联系在很大程度上是以网络为基础，而安全、生产监控则对数据的实时性要求很高。因此，在设计上应保证网络的处理能力和带宽越大越好。可靠性：高效稳定的系统，能提供全年365天，一天24 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范（GB/T 50311-2000）建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范（GB/T 50312-2000）工业企业通讯设计规范GBJ42-81工业企业通信接地设计规范GBJ115-87国际标准化组织标准(ISO) 国

8、际电气电子工程师协会标准(IEEE) 国际电工委员会标准 (IEC) 供电电源标准 (GB2887-82)计算机场地技术要求 (GBJ4582) 计算机场地技术条件 (GB288789)以太网通讯标准 (IEEE802.3)建筑设计防火规范 (GBJ16-37)电气设备用图形符号 (GBT54651996)电气装置安装工程施工及验收规范(GBF232-92)视听、视频和电视系统中设备互连的优选配接值(GB/T15859-1995)煤矿综合自动化系统招标文件ZBZX-2011-045其他国家、行业有关现行标准。1.6、系统运行环境地面中心站机房设备是保证系统地面中心站设备长期稳定运行的首要条件，

9、机房环境须符合国标GB2887-83“计算机站场地技术” 的要求，对系统只要基本满足要求即可。具体表现在动力、温度、防尘、防静电、防雷击等方面。A动力供电：电压波动范围380V/220V10%,频率50Hz2%,波形失真率20%。机房电源为双电源自动切换稳压供电，第一级为交流稳压器供一台UPS及其它电器外设，第二级为UPS，它的输出供主控计算机，UPS电源供电至少4小时以上。机房应设专用配电柜或配电箱，并提供双路电源引入和相关配电装置。UPS输入和稳压器的输入均由配电箱引出。配备与地面中心站相兼容的电源插座，其接地应符合国家规定的机电标准。（面对插座，右插孔为火线，左插孔为零线，上面插孔为地线

10、）。B接地要求： 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页2.3、总体设计2.3.1、工程范围本工程的工作范围包括矿井综合自动化系统的设计、制造、供货、运输、调试、培训、试运行及质保期维护。1）总体负责整个综合自动化工程的系统集成工作。2）设计并构建矿井综合生产自动化控制中心和井上下综合生产自动化网络传输平台建设。3）设计并构建矿井综合生产自动化控制中心及构建统一的软件平台，实现各子系统信息共享，系统的综合自动化。包括：中心机房建设、大屏幕建设、工业以太网建设、综合软件平台建设、子系统接入、子系统建设等。 4）接入子系统：安全监控、人员定位；新建子系统：视频监控、水泵房无人值守、电力监控、皮带集控

11、、核子秤、工业视频、通讯调动、压风机房、地磅系统、井下语音广播、调动室大屏。5）设计并构建统一数据存储体系，实现各子系统在统一平台上进行数据存储。6）整个网络最少须有20%的扩容能力。7）应提供全部图纸及技术资料。8）对用户进行技术培训。9）售后服务。10）全面实现本技术规格书所确定的全部综合监控功能。2.3.2、煤矿综合自动化系统结构矿井综合自动化控制系统是整个矿井信息“大脑”，它需要一个快速、安全、运行可靠的网络平台为大量的信息流动提供支撑，同时要有一个功能全面的安全生产信息应用系统为矿井安全生产的科学调度提供决策支持。一套完整的综合自动化控制系统包括资源管理层（信息层）、过程控制层、操作

12、执行层（设备层）。矿井综合自动化控制系统集成设计方案总体构架见下图： 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页资源管理层（信息层）：其主要目的是利用操作执行层（设备层）提供的大量生产信息使企业各个实体将能够不受地域的限制进行监视与控制工厂局域网里的各种数据，并对这些数据进行进一步的分析和整理，为相关的各种管理、经营决策提供支持，实现管控一体化。目前，资源管理层（信息层）实现的途径就是通过企业外部网（Internet） 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页和企业内部网（Intranet）。由于涉及实际的生产过程，必须保证网络安全，因此这一层还要采用防火墙、用户身份认证以及密钥管理等安全技术。过程控制

13、层：是采集服务器和各个子系统主机或控制器之间采用OPC/DDE/FTP待协议方式传输控制信息命令，相互握手的一个过程。控制层不仅仅是命令的传输，需要信号采集的归类、逻辑判断，完成各种控制、运行参数的监测、报警和趋势分析等功能，用户就能随时通过执行工作站查询网络运行状态以及现场设备的工况，对生产过程进行实时的远程监控。赋予一定的权限后，还可以在线修改各种设备参数和运行参数。过程控制层通常可以独立工作，主控设备本身具有或通过扩展接口可以接入到综合自动化控制系统中，操作执行层（设备层）的功能一般由计算机完成，还为实现先进控制和远程操作优化提供支撑环境。例如实时数据库、工艺流程监控、先进控制以及设备管

14、理等就本项目而言过程控制层对应这各子系统主机或控制器。操作执行层（设备层）：是通过底层测控信息的实时传递从过程控制层中获取数据，以它通过工业以太环网或现场总线与过程控制层相连，完成这一层功能的关键技术是以太网与底层现场设备网络间的接口，以及底层数据包的正确解释和传输。操作执行层（设备层）越来越趋向新的技术发展，采用以太网网络接口方式。2.3.3、煤矿综合自动化系统特点3.1采用工业以太环网的网络结构矿井自动化监控系统采用工业以太网的网络结构，以1000M工业以太网作为综合自动化的主干网络，各个监控自动化子系统通过1000M工业交换机接入主干网络，该方案可以解决就地控制存在的事故隐患，减少各设备

15、之间相互脱节、无法充分发挥效率的缺点。系统由地面控制中心、现场分站、信息传输介质、网络通信接口设备组成，以实现先进的、统一的自动化控制网络平台，使整个系统配置合理，信息共享，安全可靠，提高指挥效率和生产率。采用工业以太环网后，解决了传输集成的问题。当工业以太环网下井后，各子系统数据信息均汇集到环网中传输，每个子系统不再敷设一根井下到地面的传输线，结构清晰，维护简单。目前重庆梅安森科技股份有限公司已具有系列产品，可以做到全矿井范围内的“三网合一”，即数据、语音、视频的信息数字化后合在一条线路上传输。3.2采用环网冗余技术 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页2.3.4、综合自动化系统软件4 .1

16、技术选型国内的煤矿综合自动化研究起源于2001年，经过10年的高速发展，自动化软件平台也是百花齐放，逐渐形成两大流派：组态软件：采用现在工业领域应用的组态软件，实现实时数据的采集和无缝接入；定制软件：通过采用组态软件的原始图例进行定制开发，实现实时数据的采集和无缝接入；类别特点备注组态软件组态软件集成平台和待集成系统选用同一组态软件可以实现数据的无缝接入在人机界面上，提供丰富、专业的图形库供用户在制作工艺流程图时使用支持微软的COM/DCOM组件技术和面向对象技术软件实时性、开放性、互连性及操作性要优良，可通过ODBC 技术共享实时数据库，方便与其它系统共享数据组态软件主要将重点放在客户端上，

17、而在WEB 浏览功能上比较弱化，进行WEB 发布，不支持显示自定义曲线及报表，运行效率很低，无法满足实时监控要求，需要采用其它工具重新开发多系统联动、环境参数异常分析、生产效能评估等由于通过组态软件实现时需要通过编写脚本，使运行效率大大降低定制软件数据接入灵活，使得不同技术层次和技术途径的系统之间可以进行可靠的数据交换，可提供多种较低的接入门槛，使得各系统能够根据实际情况选择合适、并易于实现的方式接入，能够有效保护企业原有投资 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页可以建立统一的安全报警信息管理平台，将安全、生产、管理中需要报警的信息（如超限报警、异常报警、设备运行故障、隐患、违章作业等信息）进

18、行集中管理，并做相应归类和分析通过对我单位以前案例进行比对，结合组态软件和定制软件的优点，方案考虑采用定制软件平台进行生产过程数据集成以及WEB 数据发布，并实现各类安全、生产业务数软件，采用公司针对煤矿安全自动化应用的自主开发，软件具有非常有好的HIM（人机界面）。给用户提供了一个轻松的操作环境。并且把功能和界面都图形化。它是一套综合性软件，操作方便、网络功能强大、可靠性好、支持C/S和B/S模式；支持异地远程访问，图形软件可支持矢量图方式；报表软件采用微软公司Excel表格处理软件，可支持错误信息剔除、数据统计、自动计算处理等功能系统运行于WIN98/NT/2000/XP/2003/200

19、8多任务环境，并在数据通讯方面采用了动态链接库及多线程技术，实现了真正的实时响应及前后台监测数据的无缝链接。系统提供强大的矢量化组态图等多种显示功能，可随时显示监测数据、图形、曲线和报警点及数值；图形编辑器提供了丰富的图元，并提供自定义图元功能，用户可用它编辑强大的组态图形显示；所有图形均支持无级放大、缩小、漫游等功能；支持AUTOCAD等多种图形格式的导入。 4.2 系统软件平台4.2.1、软件系统结构随着现代煤矿生产中计算机自动化技术的广泛应用，以及无人化、少人化煤矿开采概念的逐步推广，煤矿生产作业安全的需要，拥有实时、高效、可靠，高度集成化、智能化的综合自动化软件系统，综合自动化系统是集

20、数据通信、处理、采集、控制、协调、综合智能判断、图文显示为一体的综合数据应用软件系统，能在各种情况下准确、可靠、迅捷地做出反应，及时处理，协调各系统工作，达到实时、合理监控的目的。本次采用的综合自动化平台具有“集中管理，分散控制；监控全面，使用方便”的特点，并要基于先进的平台软件技术开发，从技术，设计，开发，维护等各个方面保证系统的先进性，是一套符合现代煤矿生产集中控制的软件系统。本方案的综合自动化系统软件是基于网络平台运行，以网络操作系统Windows2008系列 Server 为运行环境，以关系数据库（如MS SQL_Server2008、DB2、Oracle 等）为数据库支撑。其由综合自

21、动化平台软件、实时WEB服务器软件、接入组件等部分组成。 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页系统总体分为四个部分：数据采集与处理（C/S结构）、系统配置（C/S结构）、图形编辑与处理（C/S结构）、历史查询程序（B/S结构）、实时监测程序（B/S结构）和数据上传程序（C/S结构）。数据流程图：应用软件结构设计本系统采用B/S模式设计三层软件体系结构：浏览器、应用逻辑服务器、实时/关系数据库服务器。如下图：4.2.2、软件系统模块 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页【查询列头：序号、系统、标签名、名称、类型（1为删除、2为添加）、时间】（14）、模拟量曲线图表：提供模拟量历史数据曲线，可以放

22、大曲线。按时间段和测点号来进行查询（15）、开关量曲线图表：提供开关量历史数据曲线，可以放大曲线，按时间段和测点号来进行查询（16）、开关量柱状图：提供开关量历史的开停统计柱状图。（17）、接入系统连接日志：按时间段和系统来查询接入系统的连接状况【查询列头：序号、系统、状态（分为：连接正常|数据未更新|连接中断）、时间】（18）、下井人员轨迹查询：按时间、人员卡号查询所查人员在查询时间内在井下的活动轨迹。（19）、人员报警查询：按时间和人员标识卡查询所查人员在查询时间内的报警记录。4.2.3、系统工作站 矿井生产自动化系统平台所有操作站地位平等，同一平台的任意操作站可以浏览服务器信息，操作站可

23、以兼作工程师站，修改组态策略和下装载数据库。为实现各子系统数据的优化管理与安全，投标方应根据各子系统的不同需求为各子系统划分区域和访问权限。工作站的界面根据甲方要求进行设计和修改。人机界面采用标准HTML技术，将所有的人机界面，应用数据和商务数据完整地集成在基于WEB 的体系结构中。使用HTML作为用户显示画面格式，可通过安全的操作员站的IE浏览器来显示和操控过程显示画面。操作员系统标准显示画面便于操作人员更方便地学习和使用系统，系统标准显示画面包括:菜单/导航画面 报警汇总显示画面事件汇总显示画面 趋势画面操作组画面 点细目显示系统状态显示画面 组态显示画面回路调节画面 弹出控制面板显示诊断

24、和维护画面 汇总画面等4.2.4、系统平台数据库容量 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页矿井生产自动化系统平台： 10个操作员许可，20000点数据库；视频报警联动系统：50路视频流，10个Client接入许可；Web服务器远程信息管理系统：20个高级访问用户接入许可，标准访问用户数量不受限制；2.3.5、数据采集设计本系统具有将各控制子系统无缝集成的能力，系统提供统一的数据接口,每个子系统用一个软件适配器与综合系统平台数据交互。数据接口采用标准的接口，系统支持安全监控、人员管理、瓦斯监测、视频监控、配电监测、机电设备监测管理等各种子系统的软件适配。系统架构是全开放的，扩展能力很强。每接入一

25、个子系统模块，只需要一个适配程序。系统初建时可根据需求和条件先建最急需的最基本的核心平台，然后分期分批增加各种子系统及不断升级，最后建成一个完善的综合化系统。5.1 数据采集方式经过多年的发展，煤矿综合自动化系统的数据采集主要有以下三种数据接入方式：OPC ：OPC（OLE for Process Control）是被工控领域广泛遵循的一种标准，它规范了应用程序与现场设备或数据源之间数据存取的接口协议，它是基于微软的组件技术（COM/DCOM）设计，采用客户/服务器体系结构。它既可存取本地OPC服务器数据，又可存取分布在网上其它节点的OPC服务器，并且具有高效、安全的特点。它是目前存取现场数据

26、最理想的方法。数据集成时，可采用系统的OPC客户模块直接与具有OPC服务器的现场单元系统存取数据。NetDDE：基于网络的动态数据交换（DDE）技术，DDE由微软早期发布，解决应用程序之间数据的动态交换。也采用客户/服务器体系结构。它既可存取本地DDE服务器数据，又可存取分布在网上其它节点的DDE服务器，它比OPC在速度和安全性方面要逊色。但对一些动态刷新系统它仍不失为一种简单有效的方法。数据集成时，可采用系统的DDE客户模块直接与具有DDE服务器的现场单元系统存取数据。文本文件：监控系统将实时数据周期性地写入指定的共享文件中，文件的结构为事先约定好的，数据集成服务器可存取共享的文件达到与现场

27、监控系统的数据交换，这对于既无OPC服务器又无DDE服务器，或者像人员定位记录数据的现场监控系统不失为行之有效的方法。实时数据采集如下图： 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页5.2 数据采集要求硬件要求 采用工业以太环网方式接入时接入器须采用知名的主流设备原系统须具备支持以太网的模块原系统须具备支持透明RS485技术采用上位机接入方式时 上位机要求采用冗余系统配置上位机要求预留接入以太网的通讯接口所有接入方式的硬件接口须采用标准以太网接口 (RJ45)其它接入方式时可参照上位机或PLC的接入要求注：子系统未能直接提供以太网接口的，必须经转换后提供标准以太网接口(井下转换装置必须有MA 认证)

28、。软件要求上位机软件支持标准OPC接口，数据通讯延时不能大于0.5秒子系统厂商须提供需要的所有组态图形及I/O变量（包括外部变量和内部变量）、中英文名称、数据类型、解释、与图形的对应关系等，如需增加新的变量则子系统厂家须配合 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页子系统及OPC接口的验收需矿方与集成方和子系统厂商共同确认，必须有懂得开发的工程师配合集成方来完成监控中心的集成开发子系统提供OPC接口软件，集成商负责系统接入(子系统定制开发另议)子系统作为OPC软件的服务器端时，要启动OPC Server的服务功能； 集成商在OPC Client完成与子系统间的数据通讯。可根据矿上的需求对各种系统进

29、行接入，系统功能模块根据矿上现有的系统进行接入，在接入时支持工业以太环网和上位机接入，在系统接入时提供接入协议。2.3.6、数据服务器设计服务器运行的稳定关系到整个系统的稳定，在选择服务器时我们选择美国HP的HP ProLiant DL380 G7系列服务器。服务器配置双处理器、双电源、磁盘阵列、高级ECC内存等实现服务器的部件冗余，保证服务器的安全运行。通过光纤通道与磁盘阵列建立IP SAN数据存储方式。HP ProLiant DL380 G7 服务器秉承其优良的传统设计，具有出色的灵活性、更高的性能、企业级正常运行时间以及 HP Insight Control 可管理性，双插槽英特尔至强性

30、能和 2U 密度，可用于多种应用程序。具备更高的性能和耐用性，适用于需要横向扩展的应用程序英特尔至强 5600 系列处理器可借助以下技术，提供更高的性能、能效和适应性： 英特尔 QuickPath、集成内存控制器、Turbo Boost、智能电源技术以及可信赖的执行技术；384 GB 寄存式内存 DIMM（高达 48 GB 无缓冲）： 内存缓冲区、更快的内存速度、4:1 内存交叉存取和更大的内存容量为内存密集型应用提供了明显优势；高级 ECC 内存可纠正 DIMM 中单个 DRAM 芯片内的四位内存错误。 镜像内存保护可防止发生不可纠正的内存错误，而且不会影响内存系统性能。 联机备用内存可为意

31、外宕机提供更多保护。嵌入式智能阵列 RAID 控制器、便携式电池支持的高速缓存写入和 RAID 6 选件，可提供完整的数据保护。 高速缓存写入提高了磁盘性能。串行 SCSI (SAS)： 借助最多16 块 SAS 硬盘和一个新型嵌入式智能阵列 RAID 控制器，帮助您更快地访问数据、提高存储带宽，从而获得出色的存储性能能且灵活的系统，适用于不断变化的复杂环境Insight Control 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页 具备重要的基础设施管理功能，可加快服务器部署，主动管理服务器状态，优化电源管理，并可实现随地控制 高性能机型标配集成的 Lights-Out (iLO) 可通过标准 We

32、b 浏览器，实现功能强大、基于硬件的远程管理和控制，从而节省宝贵的 IT 人力资源使用 SmartStart、快速部署软件包、PXE 和基于 ROM 的 设置实用程序 (RBSU) 等工具简化服务器配置和部署集成 VMware 和 XenServer 虚拟化技术; 内置 USB 和 SD 插槽System Insight 显示屏： 借助坚固的滑出式系统诊断显示屏，管理员可在服务器前端轻松找到故障排除信息，从而节省了宝贵时间更高的能源效率这些电源效率更高，能够充分满足您的需求，且符合 Climate Savers Computing Gold、80PLUS Gold 以及能源之星对服务器的各种要

33、求多种大小适中的 ProLiant 电源，包括能效为 92% 的 460 瓦电源和 750 瓦电源，以及能效为 94% 的 1200 瓦电源。 借助 HP Power Calculator 选择大小适宜的电源。惠普独特的能量智控技术，可借助“海量传感器”实现智能供电和散热，管理和调节服务器的供电和散热应用，始终提供更高的性能和散热能力Insight Control 和动态功率封顶技术可将容量提高到原来的 3 倍。 动态功率封顶技术可让您设定服务器电源使用级别上限，而不影响性能并可充分保护机架内的电路断路器可靠稳定，并可轻松拥有采用整洁、免工具机械设计，模块化组件、热插拔冗余特性（支持快速维护）

34、和较少的电缆（可轻松访问组件）增强了可靠性，并简化了配置和维护流程借助通用免工具滑轨可以快速安装 DL380 G7，快速释放杆可实现快速服务器访问。 非常灵巧的电缆管理支架选项，可实现灵活布线和出色的布线管理，让您可以快速访问该服务器。关注服务器通用性，借助通用硬盘、智能阵列控制器和通用电源与组件，提高 IT 生产率和可管理能力，从而简化备件库存基于 ROM 的配置和管理功能，延长了设备的正常运行时间，简化了配置和独立的状态监控。服务器配置：HP DL380G7 X5680 ；2U机架式，标配2个英特尔至强处理器 X5680 (六核 3.33 GHz,12MB共享三级缓存,95W);8GB P

35、C3-10600R (寄存式内存);标配2个NC382i多功能双口千兆以太网卡;标配集成1个HP Smart Array P410i智能阵列控制器,带1GB FBWC;标配支持8块SFF小尺寸热插拔硬盘,可选16 SFF小尺寸硬盘笼;标配2个750W通用插槽热插拔高效电源,;DVDRW光驱；2*146GB 10K SAS 2.5双端口热插拔硬盘，RAID1；1*4GB 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页 FC光纤通道HBA卡2.3.7、存储阵列设计7.1 存储技术面对煤矿安全生产的连续化需求，提供 724 的服务是当今数字化建设的最基本的要求之一。这就要求 IT 部门要确保生产系统的不间断的

36、可用性。因为系统数据备份、系统硬件维护、系统软件升级、增加新的设备、处理报表和测试新应用等原因可能需要将生产系统暂停，所有这些在一些关键的应用中将是无法被接受的。作为煤矿综合自动化系统建设的重中之重数据的存储与管理。就数据本身而言，它并没有价值，但是对数据和应用以及数据所包含的内在的信息而言，其价值是不可估算的天文数字。所以我们在为企业系统规划数字化建设的过程中，筹划将本地的若干服务器上的重要数据，保存到一个全冗余结构、安全可靠的存储环境中。应对以上问题，存储与管理日益增长的企业数据，为当前的网络架构提供贴切的升级能力与管理能力优势的同时通过消除信息高速路的诸多瓶颈增强网络性能。 HP Sto

37、rageWorks MSA 2000存储系统可以使重要类型的信息智能从服务器迁移至存储平台的操作成为可能。这些智能平台可以直接连接到网络上或彼此互连，解放服务器的带宽，极大地增加了网络的性能及可靠性，从根本上降低的网络管理的开支。基于MSA 2000fc光纤通道解决方案： 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页 HP StorageWorks MSA2000不需要用户一次性全部投资，能够真正做到按照用户数据量的增长逐步增加资金预算，与企业共同成长。依靠其高可靠的RAID数据保护功能，保障用户数据完整。在用户应用增长的情况下，只需要将新添加的应用服务器以光纤方式直接连接到SAN网络中的光纤交换机上

38、，就可以使用MSA2000存储系统的资源；而MSA的模块化结构，能够通过连接磁盘扩展柜及时添加多余的存储空间。真正作到与用户实际应用共同成长，以最贴切用户的数据存储方案、最低的TCO提供最可靠的数据存储系统。7.2 产品介绍HP StorageWorks 2000模块化智能阵列，是具有最新的功能和技术且价格经济的SAN产品，可以实现高效的存储整合。 其目标客户是需要整合其存储的企业，包括预算和IT资源有限的小型企业，或者拥有数以百计的小型部门和远程分支机构的大型企业。 MSA2000是一款高性能的、采用4 Gb光纤通道或ISCSI以太网连接的阵列。 它允许客户随着需要的增加扩展存储容量，最高可

39、扩展至14.4 TBSAS或36 TB SATA，光纤通道连接最多可支持64个主机（ISCSI系列支持16个主机）。 所有型号均支持可选的HP StorageWorks 2000模块化智能阵列快照软件，该软件提供了基于控制器的快照和克隆功能。 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页 该阵列使得针对未来增长进行规划变得轻而易举，客户可以从基本的构建模块开始，随着需求增加再逐渐添加容量。采用光纤通道的新一代SAN实施，有效管理更大规模的数据增长： HP StorageWorks 2000模块化智能阵列可以跨多个HPProLiant服务器管理不断增长的存储需求，适用于需要为应用提供集中的专用存储解决方

40、案的客户。 SAN可以支持有控制的、经济高效的数据增长，并加强数据保护。出色的性价比： MSA2000阵列提供了多种硬盘选择，包括高性能企业级SAS硬盘和低成本、高容量的归档级SATA硬盘。最新的光纤通道技术：每个控制器配备了两个4 Gb光纤通道或ISCSI以太网端口，可以大大提升性能。较高的可用性可实现出色的业务连续性：借助主动-主动控制器、双端口驱动器、冗余硬件组件，降低IT故障的风险。基于控制器的HP StorageWorks 2000模块化智能阵列快照软件： 提供更可靠的数据保护。 基于控制器的快照无需占用主机资源，并且具备空间高效、写入时拷贝的快照和克隆功能。提高工作效率，防止数据丢

41、失：RAID 0, 1, 3, 5, 6, 10, 50。具备自动化故障切换的冗余硬件，减少停机时间。易于维护： 支持用户可更换的热插拔组件，如驱动器、控制器、风扇和电源等。 易于管理和配置，为您的投资提供出色的保护： 轻松和更安全的部署，缩短投入运行的时间。 减少操作人员操作错误所带来的风险、减少停机时间和数据损失，同时提高客户满意度。空间高效的设计： 阵列仅占用2U的机架空间，包括12个驱动器托架。 阵列内建了标配的高速缓存保护功能，因此无需专用的UPS设备。 每个额外的驱动器机箱也仅仅需要2U的机架空间。2.3.8、操作系统选择Microsoft Windows Server 2008系

42、列专业版操作系统针对大中型企业而设计的 Windows Server 2008系列标准版是推荐运行某些应用程序的服务器应该使用的操作系统，这些应用程序包括：联网、消息传递、清单和顾客服务系统、数据库、电子商务 Web 站点以及文件和打印服务器。Windows Server 2008 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页2.4、综合自动化软件展示综合自动化平台软件为煤矿数字化提供一个统一的软件平台，各个监控系统接入平台，实现统一管理、统一维护。1、软件登录介面图例：2、采煤工作面图例： 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页3、实时数据采集：4、采区工作情况 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页5

43、、安全监控系统主菜单：安全监控系统报表打印图例：安全监控系统实时值显示： 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页6、矿井人员管理系统图例：7、视频监控系统 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页8、风机在线监测9、主排水在线监测10、电力监测系统 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页11、皮带集控12主井提升 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页13、区域信息综合显示 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页3 综合自动化系统网络平台3.1、网络平台概述3.1.1、网络拓扑结构矿井综合自动化控制系统，根据管控一体化思想，以三层网络为基础，结合自动化、信息、计算机、

44、网络、通讯的新理论和技术，采用世界先进的自动化产品、网络产品和工业控制软件、数据库软件，将煤矿生产、管理的各个环节，统一在一个网络平台上，形成一个统一、完整的有机整体，使其在生产规模、系统结构、网络通讯、自动化覆盖范围方面处于世界先进水平。矿井综合自动化系统网络采用三层物理网络结构，即信息管理层、控制层和设备层。煤矿综合自动化系统网络平台拓扑结构示意图信息管理层网络系统：配备一台高性能第三层以太网核心交换机形成骨干核心交换系统，与井下工业以太环网和地面以太环网形成一个完整的网络传输平台，通过划分VLAN，区分各职能部门间的网络隔离，建立安全的网络访问环境，根据需要通过核心交换系统的第三层路由交

45、换，转发部门间信息包，同时防止广播风暴及屏蔽不安全访问；与上级部门互通可通过VPN方式建立安全的连接，在核心交换机与外网之间配备防火墙，实现数据过滤和内网安全保护；由核心交换机向下配备连接若干台接入交换机，供各生产部门级100M访问。综合自动化层网络系统：在井上和井下设置的高速以太环网，主干链路采用千兆环网光纤。在核心层采用千兆工业以太网技术，通过千兆链路将各环网的交换设备连接到网络系统的核心层次，同时具备高冗余性能。由核心交换到控制层工业网采用1000M 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页主干连接，实现控制层网络与信息层网络的有效隔离，控制层采用两个环型工业以太网结构，井下1000M环形以

46、太网、地面1000M环形以太网组成，两个相对独立的环形以太网在控制汇聚交换机处实现互联互通、信息共享。控制系统的两台管控服务器、两台数据存储服务器、一台WEB服务器、一台防病毒服务器及一台控制操作员站和一台工程师站连接到汇聚交换机，用于全矿井控制信息的采集和控制指令的下传，控制系统WEB服务器透明的通过防火墙向信息层提供WEB访问服务。设备层网络系统：设备层的数据信号和控制信号传输是基于工业以太环网网络，控制采用系统内自己中心站控制和平台可控，与第三方系统则采用通用传输协议进行互联，完成不同厂家，不同设备的互连互通。环网交换机支持TCP/IP、RS485传输协议。3.1.2、光缆敷设考虑到井下

47、的工作环境复杂，除了高温，粉尘外还存在由大型设备发出的大量电磁干扰，普通的铜质通信电缆极易受到这些因素的影响，从而影响整个通信系统的正常运行。而且由于铜质通信电缆传输距离有限，不得不增加中继设备，相应增加了成本和发生故障的可能性。光纤系统则克服了这些缺点，采用矿用专用光缆，可获得较长的通信距离及较强的抗干扰能力，是用于井下环境的理想通信线路。井下环网主光缆采用50芯矿用阻燃铠装光缆，4芯用于数据传输，46芯备用；地面采用4芯阻燃燃铠装光缆。光缆的物理路由决定了组网的结构和配置，因此光缆布线是非常重要的实施环节。2.1、架空光缆敷设要求1）架空光缆在平地敷设光缆时，使用挂钩吊挂，山地或陡坡敷设光

48、缆，使用绑扎方式敷设光缆。光缆接头应选择易于维护的直线杆位置，预留光缆用预留支架固定在电杆上。2）架空杆路的光缆每隔3-5档杆要求作U型伸缩弯，大约每1公里预留15米。3）引上架空（墙壁）光缆用镀锌钢管保护，管口用防火泥堵塞。4）架空光缆每隔4档杆左右及跨路、跨河、跨桥等特殊地段应悬挂的光缆警示标志牌。5）空吊线与电力线交叉处应增加三叉保护管保护，每端伸长不得小于1米。6）近公路边的电杆拉线应套包发光棒，长度为2米。7）为防止吊线感应电流伤人，每处电杆拉线要求与吊线电气连接，各拉线位应安装拉线式地线，要求吊线直接用衬环接续，在终端直接接地。2.2、 管道光缆敷设要求1）光缆敷设前管孔内穿放子孔

49、，光缆选1孔同色子管始终穿放，空余所有子管管口应加塞子保护。 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页根据Internet的规定，IP地址分为三类：A类地址，最高位是0，随后的7位是网络地址，最后24位是主机地址；B类地址，最高两位分别是1和0，随后的14位是网络地址，最后16位是主机地址；C类地址，最高的三位是110，随后的21位是网络地址，最后8位是主机地址。 在网络规划的过程中，绘制一幅准确的网络图是不可缺少的。准确的网络文档对于日后的升级和分析问题是不可或缺的帮助。好的网络图应包含连接不同网段的各种网络设备的信息，比如路由器、网桥、网关的位置、IP地址，并用相应的网络地址标注各网段。若网络

50、很小，只有一个网段，可同时画出其它关键网络设备(如服务器)，包括网络地址。如图所示这是一幅简单的网络图，其中五个网段经服务器互连(这里由服务器提供路由功能)，一个用于主干网连接其它网段。如果不计划连到Internet上，则可用RFC1918中定义的非Internet连接的网络地址，称为“专用Internet地址分配”。RFC1918规定了不想连入Internet的IP地址分配指导原则。由Internet地址授权机构(IANA)控制IP地址分配方案中，留出了三类网络号，给不连到Internet上的专用网用，分别用于A，B和C类IP网，具体如下：555555如果计划将网络连入Internet，则需

51、要向ISP申请一个网络地址。这里，我们假定得到了一个C类网络地址。根据网络图所示，整个网络划分为5个网段，每个网段都使用IP，因此必须用至少能建5个子网的子网掩码。这里，我们采用的子网掩码是44。3.2、信息管理网络平台3.2.1、网络结构选型目前，在控制层应用的网络结构主要有现场总线和工业以太网。现场总线是目前过程控制层中控制网络采用的主要技术，在过程控制层在用户有综合自动化需求的早期操作执行层（设备层）的网络主要采用现场总线，随着计算机网络技术的发展以太网逐渐在综合自动化控制系统中应用。两种技术的特性比较见下表：序号特性现场总线以太网1监视与控制能力强弱2可靠性与故障容限高高3实时响应快中

52、 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页4信息报文长度短长5OSI相容性低中、高6体系结构与协议复杂性低中、高7通讯功能级别中级大范围8通讯速率低、中高9抗干扰能力强中现场总线是在工业现场运行的、性能可靠的、造价低廉的通讯系统，能完成现场自动化设备之间的多点数字通讯，是目前自动化控制领域普遍采用的技术，随着用户对信息应用要求的不断提高，避免自动化系统成为“信息孤岛”，在商用计算机网络的技术、性能不能完全满足工业自动化要求的情况下，系统集成商普遍采用现场总线来完成信息的集成，但现场总线的多种技术标准并存、通讯协议间兼容性差、总线速率较低，使其在异构条件下建立应用网络比较困难。当今信息技术飞速发展，

53、企业迫切需要生产与管理间的无缝信息集成。目前现代以太网标准，如交换、全双工传输、实时数据的优先级、带宽由10Mb/s到100Mb/s乃至1000Mb/s的升级，很好地解决了以太网存在的不确定性和实时性欠佳的问题，使生产监控信息在以太网中实时、安全、可靠的传输成为可能。此外，以太网所采用的IEEE802.3数据传输协议是一个开放的标准，已被自动化设备厂商和集成商广泛接受。工业以太网有以下特点：1.以太网是当今最流行应用最广泛的通讯网络，目前国际上著名的自动化产品供应商均推出了基于工业以太网的技术和产品。2.易于与Internet、Intranet连接，可降低系统开发难度。3.以太网克服了现场总线

54、不能与计算机网络技术同步发展的弊病。4.以太网技术的发展为通讯响应“确定性”提供了技术保障。因此，本设计采用工业以太环网作为操作执行层（设备层）的网络平台。3.2.2、交换机品牌选型 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页 现代的大型生产监控管理系统中往往使用到多家厂商提供的多种不同类型的设备，为了达到方便管理，保证系统运行稳定的目的，必须选择一个开放的通信平台，并将各种不同类型设备的通信统一到这一标准通信平台之上。为保证良好的兼容性和可扩充性，建议使用以太网TCP/IP技术作为整个系统的通信标准。如有其他类型的通信格式，如RS232，RS485或其他专用通信接口等等，均可通过协议网关转换为以太

55、网信息包，在IP网络上进行传送。 我们管理网交换机品牌选用MOXA工业级交换机，MOXA公司系列交换机提供强大的处理能力，融合了最新可靠、安全、绿色环保等先进技术，以及便利的安装和维护手段，帮助客户减轻网络规划、建设和维护的压力，并为企业客户带来面向未来的良好扩展能力。3.2.3、网络设备选型本方案将采用基于以太网TCP/IP的工业以太网技术，传输介质采用矿用阻燃型光缆，网络结构采用基于光纤工业以太网的环形架构。煤矿综合自动化系统中往往使用到多家厂商提供的多种不同类型的设备，为了达到方便管理，保证系统运行稳定的目的，必须选择一个开放的通信平台，并将各种不同类型设备的通信统一到这一标准通信平台之

56、上。为保证良好的兼容性和可扩充性，建议使用以太网TCP/IP技术作为整个系统的通信标准。如有其他类型的通信格式，如RS232，RS485或其他专用通信接口等等，均可通过协议网关转换为以太网信息包，在IP网络上进行传送。 我们选用MOXA工业级交换机，MOXA系列交换机提供强大的处理能力，融合了最新可靠、安全、绿色环保等先进技术，以及便利的安装和维护手段，帮助客户减轻网络规划、建设和维护的压力，并为企业客户带来面向未来的良好扩展能力。3.1地面核心交换机在机房配备一台MOXA HYPERLINK /pro_info.asp?NId=282 IKS-G6524机架式模组化核心骨干网工业以太网交换机

57、作为核心交换机，此交换机是面向以业务为核心的网络架构而推出的新一代高端智能核心路由交换机。IKS-G6524系列全 千兆骨干交换机提供多达24个千兆以太网口，是大型工业网 络的理想选择。IKS-G6524的全千兆通讯能力增加了带宽的运能，可通过网络快速传输大量音频、视频和数据信息。该交换机支持Turbo Ring、Turbo Chain和RSTP/ STP冗余协 议，无风扇设计，独立冗余电源，增加了系统的可靠性和骨干 网络的可用性。特点和优势支持Turbo Ring、Turbo Chain和RSTP/STP网络冗余支持IGMP Snooping和GMRP，用于多播过滤支持IEEE 802.1Q

58、 VLAN和GVRP协议，轻松实现网络规划支持QoS (IEEE802.1p/1Q) and TOS/DiffServ，增加网络确定性 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页 EMI: FCC Part 15 Subpart B Class A, EN 55022 Class A Rail Traffic: EN 50121-4 (Pending)3.2 地面环网交换机MOXA EtherDevice Switch EDS-510A网管型工业以太网交换机，支持3个千兆以太网端口。 两个千兆端口用于组建千兆Turbo Ring， 另外一个千兆端口用于级联或者 Ring Coupling。千兆以太网

59、冗余协议 Turbo Ring（自愈时间20ms），可以提升您的千兆网络骨干的可靠性。 EDS-510A以太网交换机支持多种智能化的网络管理功能，包括QoS，IGMP Snooping/GMRP，VLAN，Port Trunking，SNMP V1/V2c/V3，IEEE 802.1X和Https/SSL等功能。特点工业联网能力* 支持千兆Turbo Ring和RSTP/STP冗余协议，其中一个千兆以太网端口可以用于级联或者千兆服务器* IGMP Snooping 及GMRP，用来从工业以太网协议中过滤多播流量* 支持基于端口的VLAN、IEEE802.1Q VLAN 和GVRP协议，使网络规

60、划简单易行* 支持QosIEEE 802.1p/1Q和TOS/DiffServ，增加决定权* 支持802.3ad(LACP)，LACP及Port Trunking，最大化利用带宽* 支持IEEE802.1X和SSL，增强网络的安全性* SNMP V1/V2c/V3针对不同等级的网络管理* RMON功能能够提供有效的网络监视和预测能力针对工业应用的设计* 带宽管理能够预防不可预计的网络状态* ABC-01（自动备份配置器），更易于置换故障设备* 锁定端口仅允许授权MAC地址访问* 端口镜像可用于在线调试* 通过E-mail、继电器输出510A实现自动报警 数字化矿山整体解决方案案V3.0第页最大