煤炭物联网整体解决方案

煤炭物联网整体解决方案煤炭企业现状与挑战目录煤炭物联网技术智慧矿山整体解决方案现状安全与生产的矛盾日益凸显清洁能源的冲击国家节能减排政策推出矿井机电设备智能化程度已有一定程度本质安全型矿井的需求挑战一：安全-----本质安全人员本质安全设备本质安全环境本质安全管理本质安全1.人员本质安全挑战一：安全-----本质安全人员本质安全人员精准定位安全知识培训2.设备本质安全设备运行状态及隐患排查设备寿命监测挑战一：安全-----本质安全3.环境本质安全煤矿井下生产环境监测挑战一：安全-----本质安全4.管理本质安全确保落实明确责任挑战一：安全-----本质安全挑战二：生产-----高效生产自动化促生产发运人力资源管理财务生产活动过程监控物流订单录入数据仓库工作流管理流程促生产设备管理促生产自动装车系统皮带集控系统综采系统水泵房监控系统自动化促进高效生产1.自动化促生产决策层执行层实施层管理体系核算体系班组——员工区——班组矿——区产品核算型费用核算型职能管理型混合核算型企业市场定额体系单一价格综合价格内部市场化机制促进管理流程优化挑战二：生产-----高效生产2.管理流程促生产设备参数设备运行状态曲线设备保修、报废设备自动化监控提高设备平均运行时间、降低设备维修率挑战二：生产-----高效生产3.设备管理促生产挑战三：经营-----优势经营持续改进降耗节能1.持续改进挑战三：经营-----优势经营2.降耗节能煤炭行业现状与困惑目录煤炭物联网技术智慧矿山整体解决方案-智能感知异构通信综合应用物联网技术模型煤炭物联网——智能感知人员：（人员位置、活动路径、上下井时间等）设备：（采煤、掘进、运煤、运料、配电、通风、压风、通信等关键设备的开停、设备异常参数）环境：（如：瓦斯浓度、一氧化碳浓度、风速、风量、负压、温度、湿度、粉尘浓度、烟雾、风门开关状态井下水仓水位等）煤炭物联网——异构通信煤炭物联网——综合应用

战略规划生产计划管理生产调度管理安全信息管理设备运行管理材料消耗管理生产技术管理企业经营管理系统(集团、分公司垂直到厂、矿级的应用系统)以太网、数据库服务器、web服务器、防火墙、数据存储备份生产调度管理GIS系统集成三维场景浏览授权管理WEB浏览网络监测管理UPS监测系统广播系统工业电视事件联动系统应急管理系统报表系统电话系统安全生产一体化监控指挥平台生产自动化和安全监测监控系统辅助运输原煤生产安全通风供电系统生产辅助系统视频语音井下辅助运输副井提升系统洗煤厂监测计量称重系统采煤工作面掘进工作面井下胶带运输主井提升系统主通风机监测安全监控系统束管监测系统灌浆注氮系统地面变电所井上供配电井下防尘系统井下主排水地面水处理地面消防锅炉房监测压风机监测工业电视系统调度通讯系统井下移动通讯生产管控信息系统风险预控管理平台风险预警安全体检预警响应专家预案职业业务保全应急救援管理工业以太网、现场总线、无线通讯、I/O服务器、数据库服务器、web服务器集团规划集团控制集团监督集团服务投资管理财务管理信息管理健康、安全与环保人力管理煤炭企业现状与困惑目录煤炭物联网技术智慧矿山整体解决方案智慧矿山是建立在数字化、信息化、虚拟化、智能化、集成化基础上的管控一体化系统，综合考虑生产、经营、管理、环境、资源、安全、和效益等各种因素，实现安全管理的数字化、生产管理的精细化、经营决策科学化。概述智慧矿山整体框架

战略规划生产计划管理生产调度管理安全信息管理设备运行管理材料消耗管理生产技术管理企业经营管理系统(集团、分公司垂直到厂、矿级的应用系统)以太网、数据库服务器、web服务器、防火墙、数据存储备份生产调度管理GIS系统集成三维场景浏览授权管理WEB浏览网络监测管理UPS监测系统广播系统工业电视事件联动系统应急管理系统报表系统电话系统安全生产一体化监控指挥平台生产自动化和安全监测监控系统辅助运输原煤生产安全通风供电系统生产辅助系统视频语音井下辅助运输副井提升系统洗煤厂监测计量称重系统采煤工作面掘进工作面井下胶带运输主井提升系统主通风机监测安全监控系统束管监测系统灌浆注氮系统地面变电所井上供配电井下防尘系统井下主排水地面水处理地面消防锅炉房监测压风机监测工业电视系统调度通讯系统井下移动通讯生产管控信息系统风险预控管理平台风险预警安全体检预警响应专家预案职业业务保全应急救援管理工业以太网、现场总线、无线通讯、I/O服务器、数据库服务器、web服务器集团规划集团控制集团监督集团服务投资管理财务管理信息管理健康、安全与环保人力管理项目分类生产自动化和安全监测监控系统安全生产一体化监控指挥系统生产管控信息系统企业经营管理系统综合生产自动化工作面系统运输系统安全监控监测辅助系统锅炉、排水、水处理生产过程全面监控平台以安全生产为导向的管理一体化监控提高产量安全监测辅助生产概述

与原始的煤炭生产方式相比自动化生产方式不仅是一个量的飞跃更是质的提高。煤矿自动化是建立数字化矿井的基石，更是煤矿物联网的载体。煤矿综合自动化系统1、网络平台2、数据中心3、系统接入煤矿综合自动化系统网络平台煤矿综合自动化系统调度中心煤矿综合自动化系统数据中心硬件部分：万能网关、管控（采集）服务器、数据库服务器、WEB服务器、工程师站、操作员站软件部分：可视化软件、采集软件、数据库软件、WEB软件、工程师站软件、操作员站软件煤矿综合自动化系统冗余服务器故障切换煤矿综合自动化系统数据服务中心煤矿综合自动化系统实时库数据采集采用并发方式，同时采集量在4万点以上，数据存储量10万点以上。WEB服务器煤矿综合自动化系统子系统接入平台·硬件接入采用以太网接口或串口，以保证物理通道畅通

·软件接入采用标准数据交换协议，以保证采用同一种语言进行数据通讯煤矿综合自动化系统监测界面

通过生动形象的组态画面实现对各矿井的总体监测，使矿井的主要工艺和主要设备集中在几个画面之内矿井主煤流总体图；综采工作面监测图；主运输监控图；安全监测监控图；井下人员定位及管理图；供电系统主监测图；矿井产量计量监测及统计图对工业电视监控信号和大屏显示进行集成，当出现异常（故障、违章、检修）时，可按预案进行画面切换。煤矿综合自动化系统系统数据采集与处理人员信息（人员位置、活动路径、上下井时间等）设备运行状态（采煤、掘进、运煤、运料、配电、通风、压风、通信等关键设备的开停、设备异常参数）环境参数（如：瓦斯浓度、一氧化碳浓度、风速、风量、负压、温度、湿度、粉尘浓度、烟雾、风门开关状态井下水仓水位等）能耗数据（如：井下用水、用电、用气情况）产量数据：皮带秤数据、装车数据安全生产的日常管理的主体是矿井生产单位，因此，矿井安全生产自动化系统所监控单台设备详细数据的查询和分析主要建立在矿上。集团相关部门可以查询相关的生产计划执行情况，浏览安全生产监测监控信息，直接汇总生产统计信息等。煤矿综合自动化系统客户端I/O服务器应用和数据库服务器数据交互监控一体化，方便，快捷操作员数据交互

实现了系统间的集成，并建立了系统间的关联关系，可结合工艺实现统一的控制。煤矿综合自动化系统各子系统采集的实时数据存入实时历史数据库；通过对实时数据规划分类、流向，压缩存储；利用实时历史数据进行分析、筛选、挖掘、展现；建立数据规则，提取动态信息到关系型数据库，供管理信息系统使用；煤矿综合自动化系统实现功能一体化监控在统一的系统运行平台下，对各已接入子系统进行监视控制，各相关子系统数据可实时共享，为后续系统高级应用提供切实的数据基础保障。故障报警设备运行出现故障时，客户端实时进行故障提示，同时故障根据用户设置分级采用不同颜色区分，闪烁提醒。事件记录用户操作时，系统提示输入操作记录，所有记录信息存入数据库中。煤矿综合自动化系统授权管理系统授权管理系统，可实现全面的用户和授权管理。报表、曲线按照客户实际需求，制作相关报表曲线，并与管控信息系统结合，可在系统中查看相关报表。WEB浏览可使用IE登陆WEB浏览网站，实时同步查看各子系统运行状况。扩展功能提供丰富的二次开发功能，具有丰富的控件和脚本编辑功能供用户开发使用。实现功能煤矿综合自动化系统煤矿自动化系统运输系统提升系统通风系统视频监视系统统计分析系统工作面系统运行维护系统UPS网络空调辅助系统锅炉、排水、水处理选煤外运选煤、储煤、装车调度通信系统供电系统安全监控监测提升系统主提升机副提升机原煤系统通风系统辅助系统供电系统辅助运输运行维护系统项目分类生产自动化和安全监测监控系统安全生产一体化监控指挥系统生产管控信息系统企业经营管理系统安全生产一体化监控指挥系统人机环监控调度系统应急救援生产调度安全生产一体化监控指挥平台以统一调度为导向的管理一体化监控统一调度应急指挥生产调度风险预控管理制度管理经验管理现代安全管理的发展框架技术手段数据采集分析异常问题识别纠正与改进煤矿安全管理框架提供多种数据统计分析手段，识别造成异常波动的原因。采集监控数据，利用数学模型进行计算和规律性分析，对超限数据判断及预警，发现异常问题。对发现的异常问题进行分析模拟，找出排除异常的有效途径。安全生产管理思路风险预控管理制度管理数据采集分析异常问题识别纠正与改进煤矿安全管理框架监控数据采集超限判断应急措施闭环迭代由单项数据采集向综合数据处理转变从单点数据向系统状态转变由两段式管理模式向三段式管理模式转变将安全模型从前端方案设计向全过程管理推进由事故应急向体系改进转变从硬性措施向透明化柔性应对转变安全区危险区安全区异常区危险区两段式管理：三段式管理：报警预警安全生产管理思路安全生产风险管理一体化模型风险识别风险管理规划风险分析改进计划应对规划风险检测11/30ACTIONPLANDOCHECK风险预控-PDCA模型安全生产管理机：安全环境精益化控制设备、安全工器具环：实施过程精益化控制交接记录、作业过程、外包工程人：安全意识、技能精益化控制培训、安全活动管：长期安全知识精益化积累安全监督网、事故管理、结构化的知识积累和检索安全监督管理内容安全组织安全目标计划安全责任书日常检查定期检查预警分析安全性评价安全教育交接监督TSM核心步骤定义测量分析改进控制26/30采用科学的“安全管理5步分析法”为核心指导思想对风险管理的4个核心对象进行有效管控风险预控-方法安全生产管理安全生产管理——重大灾害预警火灾监测系统瓦斯监控系统水灾监测系统矿压监测系统通风及供电监控系统万能网关数据传输实时数据预警数据重大灾害预警系统平台排班计划管理系统功能排班计划信息管理(矿领导排班、职能科室排班、区队采掘排班)交接班日志信息管理作业日志信息管理短信提示通知系统效益透明化生产区队、辅助区队、科室、矿领导值排班信息实际工作中，可为在生产、安全过程中需准确定位责任人的流程提供责任人定位服务。结合短信平台，可自动给矿领导、职能科室等周期提示值班信息。安全生产管理生产计划信息管理功能年计划编制与维护管理月计划编制与维护管理生产计划信息发布系统效益通过对调度实时事件的信息化管理围绕企业煤炭生产计划的形成、分解、下达、执行和跟踪，加强生产过程的控制和管理，平衡资源、有效调度，稳定、安全、有序地组织煤炭企业的生产建立集中调度与分散管理结合的网络化生产指挥模式，为各层管理部门提供共享的即时现场工作进展信息促进各部门面向生产现场快速响应联动能力促进面向生产的主动预防性管理安全生产管理生产调度信息管理功能当班考勤信息查询值班调度台帐维护管理安监信息维护管理作业计划台帐维护管理工程项目台帐维护管理生产统计信息发布安全生产管理区队班组作业信息管理功能生产日报台帐维护管理作业事项台帐维护管理安监信息维护管理其他专业台帐维护管理系统效益透明化生产区队、辅助区队、科室、矿领导值排班信息实际工作中，可为在生产、安全过程中需准确定位责任人的流程提供责任人定位服务。结合短信平台，可自动给矿领导、职能科室等周期提示值班信息。安全生产管理安监信息管理系统功能隐患、三违、事故管理、统计分析[类型、科室、区队]责任追究管理(处罚、帮教、培训等方式)统计分析管理(类型、单位、严重程度、频率)参数信息配置管理(标准：采掘机运通26条、110条三违)效益实现矿山安全生产管理的信息化支持。流程驱动隐患的发现、确认、整改、复查、销号，全面记录隐患全生命周期过程信息。基于数据提供各类KPI(类型、单位、级别)，为安全管理提供辅助决策安全生产管理集中告警信息管理与处置系统功能集中告警综合监视告警消息配置管理告警消息分发配置管理告警消息监视服务(产生告警、分发告警)历史告警事件查询告警事件统计查询系统效益综合集成煤矿各监测、监控子系统数据，集中实现报警信息的表现和处理。基于告警信息的数据积累，实现告警类型、级别、子系统等各类KPI的统计分析，为安全决策提供数据依据。结合实际业务，灵活化配置分类告警信息的责任主体，实现告警处理责任到人。安全生产管理风险预控介绍对特别重大风险预警做出决策，向公司下达调度指令。公司应用中台管理平台完成日常安全生产管理工作，接收传送来的调度指令，对中等风险和重大风险做出处理意见，向煤矿下达调度指令。煤矿应用前台执行平台完成日常的安全生产操作管理，接收公司的调度指令，对低风险和一般风险进行处理。效益实现了煤矿风险防控、预测和处理措施以及在各个环节当中明确的救援措施和智能化的风险推送管理。全面感知子系统的数据采集和集成，将环境监测状态、装备运行监控状态、人员监测状态实时上传至安全生产执行平台，由执行平台实现管理的综合感知，完成风险的综合评估和分析并进行预警。集团公司煤矿安全生产管理项目分类生产自动化和安全监测监控系统安全生产一体化监控指挥系统生产管控信息系统企业经营管理系统生产管控信息系统计划管理生产绩效质量管理设备管理生产管理服务平台以计划为导向的生产管理生产技术关键KPI煤质分析全生命周期生产管理理念

以生产工程管理为主线(体现PDCA管理理念)、以安全生产为核心、以管控集成为手段、以提高生产效益为目标。生产管控信息系统生产绩效作业执行设备停机生产质量能源管理物料消耗设备维护生产成本作业计划操作日志生产指标设备指标能耗指标管理数据驾驶舱生产日/月报表采煤机生产以及皮带运行掘进位置、采煤量、班次、状态生产综合分析(刀数、采煤时间、进刀时间)自动统计日、月等生产绩效自动产生班报日报设备停机记录停机影响以及原因分析停机影响追溯设备能力分析现场故障管理质量数据集成湿度灰分分析统计过程控制指标超规管理实验室管理数据集成供配电指标实时计算三机皮带能耗分析进线和电表进行统计区队生产单位能耗能源使用报告工作中心定义煤品移动与记录浮选药剂记录物料移动与计量统计堆场计量分析物料平衡设备利用率设备维护请求企业资产管理接口设备故障管理生产成本影响分析质量影响成本分析停机影响成本分析ERP系统接口生产计划接收作业计划完成跟踪配方接受与下载资源状态显示生产调度日志设备文档图纸生产知识记录班次操作记录煤矿MES系统生产管控信息系统煤矿MES系统--物资信息管理系统功能机电设备信息管理备品备件信息管理材料信息管理材料加工信息管理矿车信息管理矿灯信息管理办公设备信息管理办公用品信息管理劳保用品信息管理统计报表信息物资基础数据信息生产管控信息系统煤矿MES系统--机电设备信息管理系统功能设备采购计划管理设备安装使用信息管理设备台帐管理设备维修计划管理设备维修管理设备巡检管理设备运行使用信息管理设备调拨信息管理设备报废信息维护系统效益实现设备全生命周期的管理 及时掌握维修费用的使用情况和维修项目情况，使设备维修维护更加透明为预防性维修提供了工作平台生产管控信息系统煤矿MES系统--设备全生命周期资产购置/变动信息设备台帐信息设备异常信息设备报废信息设备维修跟踪、费用结算/统计信息设备租赁信息设备分布信息机电事故信息生产管控信息系统生产管控信息系统煤矿MES系统--设备全生命周期-设备管理三维矿井系统-三维展示三维展示三维地