矿井综合自动化系统

第一页，共三十页，编辑于2023年，星期一煤矿实现信息化的必要性煤矿生产是一个复杂的大系统工作面、运输提升、供电、供水、排水、通风、供压等矿山压力，瓦斯、一氧化碳、煤尘等洗煤、泵房、地面供电、生产调度、营销等煤矿生产战线长，范围广，各生产与保障环节之间既相互独立，又紧密联系。此外，煤矿生产环境比较恶劣，存在冒顶、瓦斯和煤尘爆炸、腐蚀性气体、水患等灾害的可能，而且灾害发生的随机性强，对安全生产威胁很大。煤矿生产中各种大小事故随时可能发生，有些是局部的，有些则会影响全局。信息化是保证复杂大系统正常高效运行的保障对煤矿生产中的各个生产与保障环节的主要参数进行各种各样的监测与控制是煤矿正常、安全生产的重要保障。只有实现全矿井乃至全矿区的信息化，才能确保煤矿安全、高效地生产。第二页，共三十页，编辑于2023年，星期一综合自动化与信息化建设的关系综合自动化系统是集团公司综合信息化的一个分支基础系统，其规划建设满足集团公司总体规划的要求，统一部署，分步实施。综合自动化必须首先解决生产过程的自动化，生产过程的自动化是综合自动化建设的重要组成部分。而自动化必须是网络环境下的自动化，概括地说，“信息化必须先搞自动化，自动化必须先搞网络化”。矿业集团管理信息系统煤矿信息交换处理中心/数据仓库大屏幕显示系统数字视频监控系统人员定位系统地理信息系统矿井语音调度系统瓦斯监测监控系统井下机电设备监控系统地面机电设备监控系统其他扩展系统井下工业摄像仪系统井下无线通讯系统井下无线通讯系统安全检测监控系统地面及井下机电设备信息层MES控制层设备层第三页，共三十页，编辑于2023年，星期一生产自动化系统的现状目前自动化监测监控系统都处于相互独立的状态，各系统自成体系，信息不能互通，形成了“信息孤岛”现象；通讯线路重复投资建设，费用过高，不仅系统维护量大，且整体可靠性差，维修、维护困难；各个自动化系统都用自已的组态软件，互不相通，重复投资；各种自动化系统无法实现网络共享，无法统一监测，无法统一调度，严重影响了生产力水平的提高；由于信息不能综合利用，所以很难从系统工程的角度来整体对矿山进行统一的自动化管理，难以有效的整合各种资源和发挥自动化集成的最大效益；第四页，共三十页，编辑于2023年，星期一综合自动化系统的建设目标在井上下建立工业以太环网，统一为透明的光纤传输方式，整合传输通道，并无缝整合各控制子系统，实现音频、视频、数据三网合一的传输模式。实现对全矿安全、生产的远程集中监测与控制；实现真正做到井下无人值守。通过高速多媒体宽带自动控制及综合信息平台建立数字化煤矿，构建全数字化管理矿山的样板。■矿井综合信息网络化■生产过程自动化■安全监控数字化■生产管理集约化第五页，共三十页，编辑于2023年，星期一综合自动化系统的经济效益1、投资效益节省传输通道（光纤、通讯设备等）的重复投资费用和维护费用；节省数据库、组态软件、软件开发等重复投资费用；搭建传输平台、数据平台和监控平台，一次投资，长期受益；2、安全效益在地面集中监测监控，井下减员，减少井下人员伤亡的可能性；改善工作环境，提高安全系数，保障职工人身安全；数据共享，报警联动，减少由于矿井灾难所造成的损失；3、人员效益实现无人值守和定期巡检，有效降低人员成本；实现设备自动控制，减少工人劳动强度；减少岗位用工，提高全员效率；第六页，共三十页，编辑于2023年，星期一综合自动化系统的经济效益4、生产效益减少人工操作失误，延长设备使用寿命；提高对设备的故障分析和判断能力，减少停机事故；加强对运输的调度和管理，提高运输能力；5、管理效益为矿井自动化系统提供一个高速、安全、可靠的管理平台；提高整体集成水平，发挥自动化系统的综合管理效益；实现煤矿管控一体化，提高煤矿的安全生产管理调度水平。第七页，共三十页，编辑于2023年，星期一综合自动化系统网络平台采用工业以太网+现场总线的模式，构建一种混合控制的网络结构，成为矿井信息化建设的一种必然选择。工业总线主要位于设备层，处理实时的、现场的信息，具有协议简单、容错性强、安全可靠、成本低廉等特征。工业以太网处于控制层,用于过程级及控制级，处理大量的、变化的、多样的信息，满足高速、综合的特征要求。第八页，共三十页，编辑于2023年，星期一综合自动化系统网络平台第九页，共三十页，编辑于2023年，星期一综合自动化系统网络平台百兆网络(100Mbps)千兆网络(1000Mbps)技术方面优点技术上比较成熟，已经有具体应用，实现简单，性能较为可靠。技术先进，有足够带宽，可以实现井下三网合一，便于井下包括图像在内各类信息的网上查询和点播。缺点不能提供足够带宽同时传输图像和话音信号，只能作为控制网络的综合传输平台。控制领域的应用较少，另外，实现三网合一需要涉及多个先进技术，其技术在地面的实现目前只能做到同缆不同芯，系统复杂，可靠性相对较差。价格方面价格较低，性价比高，一个大型矿井的建设费用约为300万元左右。价格偏高，整个系统实现所需的费用相当于百兆网络的2.5倍左右。100M/1000M工业以太网比较第十页，共三十页，编辑于2023年，星期一综合自动化系统网络平台冗余环网应用于故障安全的骨干网络中,网络重构时间<=0.3S第十一页，共三十页，编辑于2023年，星期一综合自动化系统网络平台SNMPClientGETNEXTSETGETGETRESPONSETRAPSNMPAgentManagement

I

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ase第十二页，共三十页，编辑于2023年，星期一综合自动化系统网络平台WinCC用浏览器访问OSM/ESM页面易于使用运行在任何Java浏览器上发生错误或事件时，发E-mail基于SNMP第十三页，共三十页，编辑于2023年，星期一综合自动化系统网络平台基于SNMPOPCServer的网络管理第十四页，共三十页，编辑于2023年，星期一生产过程自动化系统中央泵房主排水系统自动化系统建成后能够实现以下功能：⑴实现泵房无人值守自动控制运行。⑵具备网络测控功能。⑶具有系统故障自诊断功能，包括PLC故障自诊断、传感器故障断等。⑷系统具备多种控制模式：网络控制、就地自动控制、就地手动控制几种操作方式。⑸充分考虑节能降耗：在水仓水位满足条件的前提下，系统能按避峰填谷的原则进行水泵的启停控制；按连续运转的时间长短控制倒机运行。⑹按操作规程要求的顺序进行水泵的启动和停止操作。⑺对电机和水泵的运行参数及保护参数进行实时的监测和传送，这些参数包括：电机温度（定子温度和轴温）、泵体温度（壳体温度和轴温）、实时流量、水位、真空度、电压、电流、水泵出水口压力、各种闸阀、电磁阀的位置信号、过转矩信号等。⑻整个系统做到可靠运行、维护方便、修改灵活。第十五页，共三十页，编辑于2023年，星期一生产过程自动化系统控制系统由主站、分站及检测传感元件组成；控制分站安装于胶带机现场，完成对胶带机的信号检测和执行控制，每个分站可以对响应的胶带机进行单独控制，主站设于井下集中控制室内，以手动和自动方式对胶带运输系统的工作状态、故障性质、故障地点、煤仓煤位、运煤量等重要信息进行显示，并能遥控胶带机、给煤机等设备的开停和相关皮带之间的闭锁控制每条皮带；主要检测保护有：胶带速度、胶带跑偏、紧急闭锁、物料探测、设备开停、烟雾、堆煤、运煤量及温度保护、灭火撒水保护、防尘撒水保护、断带保护、撕裂保护等；系统具有信息联网功能，在调度中心能发布控制命令并能监视该系统所需运行参数和该系统设备运行画面情况；井下胶带集控系统第十六页，共三十页，编辑于2023年，星期一生产过程自动化系统系统的主要功能：以动画的形式实时动态模拟显示主扇的运行工况实时监测通风机的电气参数和气动参数实现有关参数超限报警

通风机在线监测系统第十七页，共三十页，编辑于2023年，星期一生产过程自动化系统煤楼运输自动化系统煤楼自动化系统所控设备较多，设备布置分散，采用PLC控制柜制作煤楼皮带的运输集控系统。PLC控制柜中安装工业以太网模块，将皮带运输系统的设备开停状态和参数传输给生产监控主机，上位监控主机使用组态软件实时动态显示设备运转状态。PLC控制柜设置触摸屏控制系统，通过触摸屏动态显示设备运转情况，并可以通过触摸屏就地控制设备的开停。第十八页，共三十页，编辑于2023年，星期一生产过程自动化系统系统的主要功能：实时采集与井上和井下各级变电所、移动变电站3KV以上馈电开关的电压、电流、功率因数等电气参数。地面35KV变电所内的所用的开关、地面6KV变电所开关、井下中央、采区变电所的所有开关在调度室工作站上能够远程合、开闸。在调度室工作站上能够监视各变电所的短路、漏电、接地、过流、欠压、缺相等保护，并对其进行报警。上位主机可实现以下功能：1、遥测功能2、遥控功能3、报表记录和打印功能电力监控调度系统第十九页，共三十页，编辑于2023年，星期一生产过程自动化系统系统实现监控功能：实时采集提升系统的速度、电压、电流、功率因数等电气参数。形成速度、电流等重要参数曲线，可历史数据查询。在调度室工作站上可监视提升系统的超速、过卷、过流、欠压、缺相等各项保护，并对其进行报警。矿井提升系统集成多种接入方式：PLC接入1：预留以太网通讯模块。PLC接入2：预留RS485串行通讯接口。上位机接入：标准OPCServer接口。第二十页，共三十页，编辑于2023年，星期一生产过程自动化系统其他子系统集成水文监测系统瓦斯监测系统洗煤厂自动化系统人员定位系统轨道信集闭系统视频监控系统出煤计量系统其他子系统接口方式：1、标准OPCServer接口；2、DDE通讯接口3、数据库ODBC接口；4、OLE-DB接口；4、其他方式；第二十一页，共三十页，编辑于2023年，星期一数据平台及人机界面冗余数据采集服务器单机采集TAG数量：65535冗余：双机热备份故障自动切换负责全矿数据信息采集最大服务器数量：12第二十二页，共三十页，编辑于2023年，星期一数据平台及人机界面冗余数据归档服务器归档时间可长达数年冗余：双机热备份故障自动切换重要数据、报警信息归档数据库平台：SQLSERVER2005第二十三页，共三十页，编辑于2023年，星期一数据平台及人机界面冗余Web服务器瘦客户机制：客户端仅需IE浏览器冗余：双机热备份故障自动切换支持本地浏览、远程浏览

WEB信息发布、WEB服务器第二十四页，共三十页，编辑于2023年，星期一数据平台及人机界面人机界面功能实现对安全生产系统的集中监控：系统是基于网络的集中监控系统，在网络数据中心可实现对网络中各个子系统的集中监控。各工作站功能相同，可用于对系统中各子系统进行监测与控制，实际使用时可互为备用。显示功能：能实时显示各胶带机、压风机、通风机、提升机、泵房、变电所、工作面等相关设施及所有信息状况；当被测参数超限、保护动作及设备运行状态改变后出语音、文字告警提示。扫描周期最短为250毫秒。控制功能：具有远程启动、停止、复位和测试功能，并可进行地面远程编程、故障(保护)屏蔽及控制方式转换、振动给煤机点动操作等功能控制。第二十五页，共三十页，编辑于2023年，星期一数据平台及人机界面人机界面功能打印功能：能实时或按时间段打印胶带机、压风机、通风机、提升机、泵房、变电所、工作面等相关设备的运行参数(如运行时间、电机电流等)和运行状态(如开停状态、故障类型、故障发生时间等)。数据统计、汇总：对数据进行综合处理，满足报表统计、曲线图、柱状图显示并能打印输出。第二十六页，共三十页，编辑于2023年，星期一数据平台及人机界面人机界面功能报警功能：实时报警信息浏览以及历史报警信息浏览。实时报警发生后可自动跳转到相关画面。趋势图：对生产变量进行记录并生成趋势图并能打印输出。超出极限值时以醒目颜色并闪烁提示。第二十七页，共三十页，编辑于2023年，星期一数据平台的数据共享为什么要数据共享？为第三方软件提供通用数据接口，实现功能扩展：多功能报表、短信息报警等。利用综合自动化平台建立的数据库仓库，深层次地挖掘、分析当前和历史的业务数据，以及相关环境的相关数据，自动快速获取其中有用的决策信息，为企业提供快速、准确和方便的决策支持。通过对企业生产和计划的完成情况及相关环境数据进行多角度多层次的分析，以使企业的决策者及时掌握企业的运行情况和发展趋势，提高企业的管理水平和竞争优势。目前基于数据仓库技术的比较新的应用是企业资源计划（ERP）和客户资源管理（CRM），这两种新的应用已经在很多不同的领域产生了很好的效果。

第二十八页，共三十页，编辑于2023年，星期一数据平台的数据共享集成OPCSERVER服务所有TAG均可通过OPC访问标签(TAG)