1、三、综合自动化平台建设1、综合自动化平台主要功能综合自动化平台不仅仅是对所接入系统的信息综合，更关键的把数据分类、共享，建立有效的管理系统，为领导决策提供依据。系统最基本的功能包括：1、信息的综合功能矿井工业控制环网将需接入的各子系统信息通过标准的数据交换方式与综合监控中心进行数据存取，并将各子系统的信息进行综合处理。矿井综合自动化平台负责将实时、历史及综合分析后的信息提供给系统中的用户。要求网络功能完全满足汇能煤业的需求，具有良好的可靠性，兼容性、扩容性，支持C/S 、B/S 模2、WEB 浏览功能矿井综合信息化网络平台可将各子系统显示的各类实时动态图形（符合要求的）转换为 HTML 或 X
2、ML ，供客户通过 IE 浏览。同时在综合监控调度中心组态综合实时动态图形供用户浏览。3、数据系统分级管理设定不同权限，实现安全监测信息、设备运行信息及其他安全信息的分类显示。在不同的工作站，不同的操作人员，进入不同的系统需要设置不同的访问权限。4、实时报警故障记录矿井综合信息化网络平台为用户提供各类监测系统的实时报警信息包括超限报警、开关报警、系统在线设备的故障记录。5、完整的事件记录对所有涉及系统配置操作，对子系统实施控制的操作及一些重要的操作，系统都进行完整的记录，包括：操作时间、操作者、操作码及描述、节点名等。为系统的事故追查及重演提供重要的信息。 6、扩展功能矿井综合信息化网络平台采
3、用统一标准的数据接口采集各监测系统的数据，保证采集数据的准确性。接口数据具有实时性与可扩展性，可满足实时数据的要求。当监测数据有增、减等变动时，应自动反映的系统中。同时，可将各监测系统的数据进行专业级处理后，作为上一级信息网的信息源。选用计算机和系统软件应留有备用容量和接口，可以很方便地进行扩展，以满足将来全矿井的需要。7、系统安全性系统健壮、抗干扰能力强、容错性好，具有优良的安全验证体系，支持系统的安全恢复，支持数据备份，保证系统安全可靠。网页的访问必须通过口令，没有授权的用户不能查看网页。通过对网络加设路由器及防火墙，安装网络版防病毒软件，具有网络冗余、备份数据机制，最大可能的实现网络数据
4、的安全性。8、故障报警分析统计系统自动统计出昨日、当日、当前的报警故障个数，并可点击查看相应详细信息，可以按子系统、类别、等级、日期段等条件查询和统计历史报警或故障信息。9、综合查询系统可以查询任何系统中设备的开停情况，如开事件、次数等，可查看累计信息及统计图表，还可查看整个系统的网络故障信息可方便用户管理。10、系统总图全矿井自动化系统总图中可以快捷查看某设备的开停统计、故障统计，设备固有参数等信息的查询。11、煤流监测综合各子系统的数据，对煤的生产过程从采煤机皮带煤仓提升选煤等整个生产流程进行全过程检测。12、历史曲线系统选择日期查看某测点历史数据的曲线，在曲线的值坐标上可以自定义刻度。1
5、3、故障报警分析当系统出现故障和报警的时候会自动弹出窗口或弹出报警条，根据用户自定义的等级严重性排序，并提供声光报警。依据其影响程度进行分类、分级。类别包括：影响安全、影响生产、普通报警或故障：等级包括：一级、二级、三级。2、实时与历史数据库实时数据库使用的 Wonderware Historian 工业实时数据库，历史数据库使用 Microsoft 的 SQL2005 数据库。SQL SERVER2005 提供了一个完整的数据管理和分析解决方案，它将会给不同规模的组织带来帮助： 构建、部署和管理煤矿应用程序，使其更加安全、伸缩性更强和更可靠。 减低开发和支持数据库应用程序的复杂性，实现了 I
6、T 生产力的最大化。 能够在多个平台、应用程序和设备之间共享数据，更易于连接内部和外部系统。 在不牺牲性能、可用性、科伸缩性或安全性的前提下有效控制成本。SQL Sever2005 在以下三个重要方面改善了您的数据基础架构：煤矿数据管理、开发人员效率和商业智能（BI）.它在可接受的价格和许可费用以及升级到 SQL Sever2005 和 Microsoft Windows Sever System 的途径方面也有新的突破。3、系统主要性能指标1) 最少支持 25000 点测点并发冗余采集，可灵活扩容最高至 15 万点2) 数据处理速度不低于 50000 点/秒，1 秒钟数据归档能力 10000
7、 个点，界面显示具有 1000 个 I/O 域的画面=1 秒。3) 采集点的时间分辨率 1ms4) 历史数据库保存时间 1 年，历史检索速度 3S5) 数据库支持最大并发数 100汇能煤业的工业控制子系统必须能够达到联动、控制及检测的管控一体化效果。4、系统具体实施目前汇能煤业已完工或规划完成瓦斯检测监控系统、调度通信系统、主井皮带集控系统、主通风机监控系统、压风检测等。调度平台软件集成方式：（1）各自动化系统与 WonderWare 冗余服务器的数据通讯主要通过 OPC 通讯方式、驱动通讯方式和 DDE/NetDDE 方式、MODBUS 方式、WINSOCK 方式、串口方式等，但是最佳的方式
8、是 OPC 通讯方式，并且需要原厂家提供 OPC 接口。（2）结合汇能煤业综合自动化建设需求，各子系统设计主要考虑、遵循以下一些基本原则和要求：（3）控制系统由地面监测控制中心、并下监测控制分站、井上监测监控分站、数字化监控设备和工业电视组成。解决目前用人多、易发生安全事故和就地分散控制存在的各设备之间相互脱节、无法充分发挥效率的缺点。（4）在地面安全生产控制中心实现对矿井安全生产设备的集中控制和监测。尽量利用现有设备，增加、更换必要的设施：（5）充分满足现场运行、检修要求；（6）系统具有灵活、可靠的控制功能，简单实用，易于掌握，人机界面友好，程序参数可以方便修改：（7）系统具有自诊断功能，并
9、具有语音、图像以及报警功能；（8）系统具有实时数据采集、处理及显示功能；采集到的数据存在数据库中，可以方便地查询；（9）利用信息融合技术、故障诊断技术、专家系统分析等技术对数据进行处理，对设备故障进行早期预报，提供故障诊断信心，提高生产率，保障设备安全运行；（10）系统结构合理，便于系统的扩展；（11）系统具有网络接口，可以方便的和管理网等网络连接。（12）在本方案设计中保留了原有已完工子系统的上位机控制部分，在新建设的子系统也规划了上位机控制部分用于各单机自动化子系统的控制。在整个综合自动化系统中包含除矿方要求只监测不控制的部分，其余子系统均具备监测控制功能，并保留控制功能通讯接口。但是，鉴
10、于以往工程，由于不同系统软件及组态平台之间的数据及接口转换延迟了系统反应时间，建议矿方在单机自动化系统执行各单机自动化控制功能。5、生产监控系统接入（接入系统）综合自动化平台包括与矿井安全有关的各子系统，包括井上和井下的各监控系统：矿井安全监控系统、锅炉监测、绞车监测、选煤监测、地面电力监测、风机监测、顶板压力监测、瓦斯抽放监测、采煤监测、主皮带运输监测、主排水监测、井下电力监测等等。综合自动化平台除了与生产直接相关的监控系统外，还应包括生产管理系统：生产计划管理系统、生产过程管理系统、生产调度管理系统、设备运维管理系统、安全信息管理系统、技术信息管理系统、运销管理系统、物资采购管理系统、成本
11、管理系统、洗选信息管理系统、地质信息管理系统等等。这些系统既依赖监控系统，有能反映、指挥、控制各监控系统，是综合自动化平台的主要功能之一。我们公司已具有自主知识产权的煤矿 ERP 系统，基本涵盖这些系统，可与综合自动化平台实现无缝接入。有关井上和井下的各监控系统的接入，除矿井安全监控系统可直接从最后的上位机接入平台外（需要矿井安全监控系统厂家配合，可能定制接口） ，其它监控系统如电力监测、风机监测、瓦斯抽放监测、皮带运输监测等均采用WonderWare 进行接入（因具体情况不详，部分子系统可能需要定制） ，以下是部分接入子系统简要说明。5.1 瓦斯监控系统 系统概述矿井安全监控系统由地面中心站
12、、现场分站、安全生产参数传感器、断电仪、报警器以及信息传输介质、网络通讯接口等组成。对矿井生产环境中影响安全生产的参数和设备进行自动检索和闭锁控制，并在地面中心站计算机上进行集中显示、报警、记录和自动报表等，以提高矿井生产的安全性和自动化水平。主要监测的参数有瓦斯浓度、风速、负压、温度、一氧化碳浓度、风门开关状态、局扇（局部通风机）开停状态等。 瓦斯监控系统接入从矿井安全监控系统主机的数据库中获取实时数据，将其集成到管理信息网上。以上工作需要由原厂家提供数据接口。其优点是很好地保护了原有的投资，节省费用。同时，进一步完善数据的分析、存储，增加数据后处理和预测模型，以利用煤矿计算机网络和短信网关
13、可将报警信号通过短信息的方式发送至指定的矿有关人员手机上。 实现功能1) 数据采集和分析2) 使用 WINDOWS API 及 ASP 编程，实现软件完全网络化，非常方便的实现煤矿与上级主管部门的网络连接，可快速准确的将各类监测信息传递到上级主管部门。同时采用 Web 网页发布，可实现以互联网为媒介的远程控制和访问。3) 采用声音报警和弹出菜单报警相结合的方法，对传感器的详细资料设置和修改，对上限、下限、差限、点限、双值等特殊情况详细记录，并可根据用户需要自定义设置报警条件。4) 报警记录查询系统可通过软件对检测的环境信息进行报警处理，此环境变量可由用户自己定义。5) 报表打印可以随时调出以前
14、的历史监测信息并对此信息进行分析。主要包括模拟量、日报表、开关量日报、模拟量班报、开关量班报、模拟量数据查询6) 模拟量数据查询在数据查询窗口，用鼠标点击“模拟量数据”项，显示模拟量数据查询界面；选择日期，单击“某天数据”弹出一个日期选择窗口，选择你要对模拟量数据查询的日期，点击“前一天”按钮，日期向当天日期的前一天移动如当前的日期是 2005 年 11 月 11 日，则“前一天”即为 2005 年 11 月 10 日，点击“后一天”按钮，日期往后移动；选择点号，在数据查询窗口的左上方，在当前点好的文本框内选择要进行数据查询的模拟量测点号；选择查询的数据该测点的最大值、最小值还是平均值；若需要
15、打印测点的模拟量数据，单击“打印设置”可以对页面进行设置，单击“预览”按钮浏览当前页面，单击“打印”打印当前页；7) 开关量数据查询在数据查询窗口，用鼠标点击“开关量数据”项，显示开关量数据查询；选择日期，单击“某天数据”弹出一个日期选择窗口，选择你要对开关量数据查询的日期，点击“前一天”按钮，日期向前移动，点击“后一天”按钮，日期往后移动；选择分站号，数据查询窗口的左上方，在分站号的文本框内选择要查询开关量数据的模拟量测分站号，则该分站号的所有开关量信息显示在文本窗口；若需要打印开关量数据，单击“打印设置”对页面进行设置，单击“预览”浏览当前页面，单击“打印”打印当前页；8) Web 浏览功
16、能可以根据用户的需要把监控信息进行 WEB 发布，用户不需要安装软件，在局域网或者 INTERNET 上通过浏览器就可以监测环境信息。9) 权限管理功能不同的用户可以拥有不同的权限，如果不同的人可以查看不同的监测页面，可以控制不同的开关。5.2 主井皮带集控系统 改造接入设计此系统一般采用通用的组态软件如组态王、INTOUCH 等，而这些组态软件一般留有 OPC、DDE、WINSOCK 等通信方式，通过这些通信方式可从原监控主机采集数据。 实现功能(1）电控系统具有就地、集控、检修三种工作方式。 就地方式：本胶带机在操纵台上控制开停，与前方胶带机及给料机有闭锁关系，所有保护均投入。 检修方式：
17、当胶带机发生非主要保护动作时，先将其旁路，边开车边检修，最大限度满足生产。 集控方式：在此工作方式下，胶带机不受操作台控制，而是由矿井监控中心进行控制，所有保护均投入。此方式可实现无人值守。(2）由于配调速型液力偶合器可控制电机软起动、多机分时起动、起动加速度可调，不同轴之间的电机功率自动平衡，不平衡度可小于 5 。(3）可实时监测显示主电机电流、温度及胶带机速度。(4）可实现多路控制输出，启动或停止有关设施。(5）可实现采集数据、参数、运行状态的就地显示。(6）具有同煤流方向相互闭锁功能，实现逆煤流开，顺煤流停。(7）报警记录查询系统可通过软件对检测的环境信息进行报警处理，此环境变量可由用户
18、自己定义。(8）历史归档信息查询可以随时调出以前的历史监测信息并对此信息进行分析。(9）历史归档趋势重现可通过存储的历史数据信息对某些监测点进行趋势曲线重现模拟。(10) Web 浏览功能可以根据用户的需要把监控信息进行 WEB 发布，用户不需要安装软件，在局域网或者 INTERNET 上通过浏览器就可以监测环境信息。(10）权限管理功能不同的用户可以拥有不同的权限，如不同的人可以查看不同的监测页面,可以控制不同的开关。5.3 主通风机监控系统 改造接入设计主扇风机自动控制系统综合利用现化控制技术，计算机技术、网络通讯技术、实现对旋风机运行参数的实时监测与风机主辅设备控制的一体化。通过在原有上
19、位机系统增加通风网关与以太网相连。与调度室信息采集平台进行 OPC 数据交换。把原来接入综合自动平台心站 PLC 提供以太网通信接口和工业级光纤收发器就近接入工业以太网。 实现功能(1)实时监测风机电机的电气参数、电流、电压、功率、功率因数（参数通过高压柜保护测控装置获取）(2)实时监测设备的运行参数：电机和风机前后轴温度，振动参数。(3)实时监测通风机气动参数：负压、流量、全（静）压、全（静）压效率、轴功率。(4)显示当前运行机号，正反转信号，风机开停状态，累计当前风机运行时间。(5)实现有关参数超限报警。(6)实现定子电压低于 5.7KV 报警，定子电流超过上下限报警。(7)实现就地控制、
20、集中控制和网络控制方式的选择，风机的倒换和反风。5.4 压风监测系统 改造接入设计通过在原有上位机系统增加通信网关与以太网相连，与调度室信息采集平台进行 OPC 数据交换，把原来接入综合自动平台心站 PLC 提供以太网通信接口和工业级光纤收发器就近接入工业以太网。 实现功能(1)模拟量监测压缩机排气压力、管线压力、喷油压力、油过滤器压力信号采集，压缩机排气温度、分离器罐排气温度、喷油温度信号采集、压缩机相关设备的运行状态、运行时间、事故状态信息采集、压缩机电机电流、电压、功率因素、冷却水系统运行状态数据采集、电气柜的参数采集。(2)开停监测运行状态、加卸载状态、警告状态、故障关断状态、冷冻干燥
21、机运行状态、冷冻干燥机故障状态、吸附干燥机运行状态，吸附干燥机故障状态，冷冻式干燥机是否处于次序控制，吸附式干燥机是否处于次序控制，空压机是否出于次序控制等。(3)动画演示功能能快速构造出各种复杂的动画画面。图元图符对象可实现自由构图和定义动画，包括颜色、位置、大小、可见度、闪烁、输入输出、按钮动作等多种动画效果。(4)实时趋势监测可以根据矿里的需要显示不同的趋势曲线，如温度。(5）报警记录查询系统可通过软件对检测的环境信息进行报警处理，此环境变量可由用户自己定义。(6）历史归档信息查询可以随时调出以前的历史监测信息、并对此信息进行分析。(7）历史归档趋势重现可通过存储的历史数据信息对某些监测
22、点进行趋势曲线重现模拟。(8）web 浏览功能可以根据用户的需要把监控信息进行 WEB 发布，用户不需要安装软件，在局域网或者 INTERNET 上通过浏览器就可以监测环境信息。(9）权限管理功能不同的用户可以拥有不同的权限，如不同的人可以查看不同的监测页面，可以控制不同的开关。5.5 安全生产闭路电视监控系统 概述近年来，随着煤矿安全生产的需要，许多煤矿都建立了工业电视监控系统。工业电视监控系统的应用为矿井生产调度、安全生产监控提供了直观可靠的手段。为确汇能全生产，各汇能煤业加大了安全设施投入，要求对所属矿井和厂区逐步实现实时监视，避免违规作业，同时也能把各厂矿监视到的信息实时送到监控中心。
23、煤矿井下作业因为远离地面，地形复杂，环境恶劣，利用远程视频监控系统，地面监控人员可以直接对井下情况进行实时监控，不仅能直观在监视和记录井下工作现场的生产情况，而且能及时发现事故苗子，防患于未然，也能为事后分析事故提供有关的第一手图像资料。 现状与要求矿井闭路电视分别由井下和地面两个区域组成，根据地面工业设施及井下生产环节实际布置，按照生产环境监测要求范围井上设置定点视频监控摄像头，井下设置矿用隔爆光纤监控摄像头。统一平台、统一规范。建立统一的平台系统，避免系统的重复建设，也有利于系统的统一维护和管理，并通过统一规范保证系统数据完整性和准确性。 改造接入设计针对即将建设的矿井闭路电视监控系统，采
24、取以下接入原则；设备无关性系统适用与多种软、硬件平台可视化特性提供形象美观的可视化界面操作简易性系统采用用户熟悉的 windows 窗口界面，操作简单，容错性好实用性和经济性始终贯彻面向应用，注重实效的方针，坚持实用、经济的原则先进性和成熟性系统设计既要采用先进的概念、技术和方法，又要注意结构、设备、工具的相对成熟。不但反映当今的先进水平，而且具有发展潜力。包含执行国家的现行工业规范、标准及各项技术指标。开放性和标准性为了满足系统所选用的技术和设备的协同运行能力，系统投资的长期效应以及系统功能不断扩展的需求，必须追求系统的开放性和标准性。可靠性和稳定性在考虑技术先进性和开放性的同时，还应从系统
25、结构、技术措施、设备性能、系统管理、厂商技术支持及维修能力等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间。安全性和保密性在系统设计中，既考虑信息资源的充分共享，更要注意信息的保护和隔离，因此系统应分别针对不同的应用和网络通信环境，采取不同的措施，包括系统安全机制、数据存取的权限控制等。可扩展性和易维护性为了适应系统应用变化的要求，必须充分考虑以最简便的方法、最低的投资，实现系统的扩展和维护。 实现功能视频平台管理视频平台管理视频监控画面及联动监控画面联动监控管理视频监控系统与其他安全监控子系统(煤矿安全监控系统、地面原煤运输控制系统、瓦斯抽放监控系统、风机在线监控系统、水泵
26、自动控制系统、井下电网监控系统、井下原煤运输控制系统、矿井提升系统、工业视频监控系统、瓦斯灾害预警系统、调度监控中心)进行联动监控。数据管理将智能分析信息、视频联动产生的信息进行统一管理5.6 矿山产量远程监控系统 系统概述“矿山产量远程监控系统“是以皮带秤为基础，结合国家税务总局和监督总局对产量数据的要求研发而成的实时监控矿山煤矿产量的信息系统。该系统可以有力杜绝矿业业主虚报、瞒报产量，以逃避税费申报、进行违规超量生产的现象，该系统交实时产量、设备状态发送到指定的数据服务器，将报警信息发送给管理人员，能为税务系统的计税管理、地方财政核实财政收入、安监部门进行实时监督、工业部门实现预期规划提供
27、一个准确、科学的依据。“矿山产量远程监控系统“通过安装在矿山运输设备上的承载器将称重信号传送给控制器。由控制器完成信号处理、运算，并通过远程运输技术将数据上传到数据服务器。数据监控终端可通过对数据服务器的访问，实现了对产量数据的实时监控。“矿山产量远程监控系统“是在矿井出煤的井口安装专门的电子称重设备，准确称量每次出煤或岩石的产量，将重量信息转化为数字信号，通过以太网或移动通信网络传送到计算机监控系统，实现对矿产资源产量的完全监控和源头控制。各级职能部门也可利用该系统随时监控各个煤矿的产量上报情况和设备运行情况。该系统可以随时监测各个煤矿上产量上报情况和设备运行情况。该系统建设完成后，将对避免
28、偷税漏税、增加财政收入、调控全省(全局)煤炭生产总量、防止超能力生产，以及提高统计报表的真实性都起到重要作用。 系统特点该系统主要有 5 个特点。一是智能化。可对煤矿煤炭产量实施自动监控，称重准确度达到 95%。二是集成化。设备体积小，稳定性强。三是数据采集原始化。四是无人值守。五是自动报警。系统每隔一定得时间就会自检一次，一旦发现异常，就立刻通过手机短信的方式发送报警信息到相关管理人员的手机上，便于进行及时管理。系统计量装置1、计量装置特点具有可靠性高，稳定性好，计量准确等特点；85265VAC 宽电压工作范围：通过 4000V 脉冲干扰试验：具有计量装置故障检测功能，当计量装置发生载荷超限
29、，流量超限，速度超限等故障时，可以发出报警信号，并将报警信号上传到中心的服务器，通知管理人员及时处理故障：具有自诊断防破坏功能，当计量装置被人为断电、断线或非法开启控制时，可以发出报警信号，并及时将报警信号上传到中心站：采用非易失性存储自动保存产量、载荷、流量、速度等计量数据，断电后数据不丢失：远程诊断：基于网络技术的创新应用。我公司最新推出网络及时服务，您只需要将系统接口接入电话线后，拨通热线，系统状态就会传到斯凯尔服务器，工程师如同亲临现场一样即刻指导您解决问题：计量防作弊数据处理：在处理正常数据的同时，时刻捕捉作弊行为的特殊信号，进过分析处理，形成数据报告，为管理者杜绝作弊提供依据。2、
30、皮带输送皮带输送具有建构简单，称重准确，使用稳定，操作方便，维护量少等优点，不仅适用常规环境，也可对煤矿井下输送机运输的原煤实行非接触性在线计量，并可生成生产报表，随时反映煤矿的生产状态。计量参数：动态累计误差：优于0.25%称重能力：小于 3000t/ h皮带速度：0.10.4m/ s结构组成：由承载器（压力传感器，支架） ，速度传感器。通讯接口：以太网 LAN、调制解调器、485、CAN、Modbus 等，可方便与各监控系统对接。通讯速率 1200b/s 到 9600b/s 可设。3、矿车运输计量参数：动态累计误差：优于0.25%：称重能力：1t、1.5t、3t、5t、7.5t矿车速度：5
31、m/s 。结构组成：由承载器（压力传感器，支架） ，速度传感器和下位机。通讯接口：以太网 LAN、调制解调器、485、CAN、Modbus 等，可方便与各监控系统对接。通讯速率 1200b/s 到 9600b/s 可设。 系统功能（1） 产量实时监测功能（2） 产量日统计功能（3） 产量月统计功能（4） 产量年统计功能（5） 产量历史数据查询、分析、统计功能（6） 产量趋势变化分析功能（7） Web 浏览功能可以根据用户的需要把监控信息进行 WEB 发布，用户不需要安装软件，在局域网或者 INTERNET 上通过浏览器就可以监测环境信息。（8） 权限管理功能不同的用户可以拥有不同的权限，如不同的人可以查看不同的监测页面，可以控制不同的开关。各接入子系统具体情况会随着汇能煤业的项目推进而变化，在此不一一列举。
