1、 矿山生产管理调度系统方案方案概诉： 随着信息技术在矿山生产过程中的应用，矿山系统开始向自动化、系统化、多元化发展，矿山系统是一个复杂的、动态的、开放的巨大的系统，各个组成部分之间相互影响、相互制约。对于这样的系统要想最大化的发挥其能力和效益的话，就需要我们快速、准确地了解其各个系统运行情况及特点，并从科学的角度做出准确的决策，将系统配套、统一起来，而我们的生产管理调度系统就要解决这一问题。主要内容： 矿山生产综合调度管理系统主要包括一下内容 矿山生产综合调度管理系统生产调度监控系统 安全监测与预警系统 设备与人员定位系统 基础数据采集系统生产调度监控系统：安全生产调度监控系统是在公司协同平台
2、建立的基础上，利用现代智能采集技术把生产、安全、管理等方面的信息有机地整合到一起，进行处理、优化、提炼，从而为铜矿安全生产，经营决策提供科学依据。该系统主要由工业电视监测、运输系统监控、移动目标定位跟踪、无线通信及调度指挥系统、电力监测、集中、闭塞等系统组成。通过对矿厂综合自动化系统的整体规划设计，应使安全调度系统达到以下要求：1、矿场的主要机电设备进行状态监测和集中控制；2、掌握全矿场生产设备的运行参数和信息；3、掌握全矿场人员的出勤情况和各采区，工作面人员分布情况；4、随时随地传递全矿产量、运量、风量、水量、电量、物流量等生产动态信息和安全信息，为领导指挥生产提供第一手资料；5、强化辅助运
3、输的监控和调度，提高辅助运输能力；6、提高经营质效，降低成本，减少直接生产人员，改善安全状况，创建本质型高产高效矿井。一、调度监控各子系统功能要求（一）以太环网系统自动化监控系统将采用工业以太环网的网络结构，以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工业交换机接入主干网络，该方案可以就地控制存在的事故隐患，减少各设备之间的相互脱节，无法充分发挥效率的特点。（二）工业电视系统工业电视的特点是直观性强，可直观地监视整个矿区中各重要生产环节和设备，如变电室、地面加工厂等生产系统，另外工业电视系统应能通过接口与其他系统进行有机结合，在某些地方可实现无人值守，进而达到安全高效生产的目
4、的。工业电视系统分为地面生产部分、井下生产部分和地面保卫监控系统三部分。（三）皮带监控系统皮带运输系统是矿厂自动化的主要部分。本系统应具有胶带跑偏保护、速度检测，打滑和超速保护，急停闭锁，机头处的监测，烟雾监测，自动洒水和胶带纵向撕裂保护等完善的检测和保护功能，可实现集中控制和闭锁。胶带输送机沿线起动预告和打点信号联络，故障自动停车及报警。（四）移动目标定位跟踪系统移动目标定位跟踪系统是通过该系统主要解决矿场人员的考勤及跟踪和矿车运送物料跟踪以及特殊地点的人员跟踪。能够及时、准确的将各个区域人员的动态情况反映到地面计算机系统。（五）无线通信及调度机指挥系统无线通讯系统是要求实现矿区在一个系统内
5、全面实现无线移动通信；实现矿区移动通信与社会移动通信公用网的全面接轨。调度指挥系统要求将生产调度电话、行政办公电话合二为一，调度员通过该系统的使用，从而实现对整个调度指挥系统的控制，实现调度管理的基础操作平台。（六）主通风机在线监测系统主通风机担负着矿场安全生产的重任。主通风机由于功率大，且昼夜连续运转，因此对生产部门来说，及时准确地掌握主通风机的运转特性，在保障安全生产和提高经济效益两个方面都有十分重要的意义。（七）电力监测系统供电监控系统主要是将每个变电室高压开关柜和低压馈电及主要工作面（如综采工作面）供电的开停状况及电流、电压、无功功率、绝缘监测数据实时传送到调度监控室。（八）短信报警平
6、台为了加强对矿场的安全生产进行管理，利用现有网络了解煤矿生产的安全生产情况，需建立一套短信报警系统，自动将监测报警信息通过短信发送到相关人员手机上，便于领导及时了解安全生产情况，制定相关政策，保证安全生产。（九）条码仓库管理系统全矿各仓库点引入条码仓库管理系统，利用条码识别技术，采集各仓库点物料出入库信息，包括产品的品名，规格、数量、条形码序列号、出入库日期、领料人员。解决物料出入库手工记帐的繁琐手续。整套调度系统必须实现与协同平台集成，这样才能达到信息共享、资源整合、管理高效。安全检测与预警系统1 监测预警系统组成、结构及功能系统组成包括以下 5 个主要部分：量测仪器、自动采集控制器、信息传
7、输设备和系统软件。1.1 系统结构 自动监测系统的分布形式有集中式、分布式和混合式 3 种.按照现代自动监控方式，监测预警系统采用分布式结构.系统分为采集站( 测控单元) 、监控主站和远程信息管理中心，以堤防监测断面。为测控单元设立采集站.多个采集站分别用微波将信号传输到监控主站，监控主站同时控制多个采集站，向各采集站发送传感器设置、采集参数、报警参数等指令主站的数据通过电话公网传输到市内或其它任何地方。1.2 量测传感器 一般来说，监测项目包括外部变形及内部变形、渗压监测、土流量监测、结构，应力应变量测、环境监测(包括江水位、地下水位、气温、雨量等) 等.其中最主要的是土压力和位移监测.选择
8、确定适当的监测项目，在监测项目和布置上做优化设计.于不同的监测项目，传感器类型及型号很多，监测方式各异.为使监测有效可靠，应从先进性、环境适应性、长期运行、能实现自动化数据采集等方面，对传感器进行比选1.3 采集站 采集站执行数据自动采集、存储、通信等功能，由以下部件组成：自动采集控制器、电源、微波天线( 也可采用总线) 及通信模块、防雷装置。1.4 监控主站 主站的作用是对各个采集站进行管理和控制、发送和接收采集的信号、评价安全状况、报警、向远程信息中心发送数据.1.5 通信网络 指在传感器、采集站、监控主站、远程信息中心之间进行数据和命令传输的由电缆、微波、电话网等组成的通信网络. 设备与
9、人员定位系统为了维护矿场安全生产，国家安监总局、国家监局等四部委出台了矿场企业劳动定员管理的若干指导意见 。 意见规定，在矿场生产过程中，车间要挂牌标明实际作业人数。这也是国家相关部门为了在一旦出现安全事故好及时组织抢险的最低的技术措施底线人员及设备定位系统需要解决的问题主要有：（1）管理人员与工作人员的信息沟通不及时；(2) 管理人员难以及时动态掌握工作人员的分布及作业情况,进行精确人员定位；(3) 一旦矿场事故发生，抢险救灾、安全救护的效率低，搜救效果差。矿场工人作业强度大，工作压力重，加上各种现实的因素存在，很难要求每个人员都自觉的在上岗前进行身份签到，为此，如何正确处理安全与生产、安全
10、与效益的关系，如何准确、实时、快速履行矿厂安全监测职能，有效进行矿工管理，保证抢险救灾、安全救护的高效运作显得尤为重要和紧迫。面对新形势、新机遇和新挑战，国家各级主管部门的领导对安全生产工作提出了很高的要求和期望。同时如何改变目前矿场企业对井下人员落后的管理模式，如何实现管理的现代化、信息化也成为所有煤矿企业关心的问题。我们认为，建立以灾害预防、事故救助、电子信息化管理为主要目标的信息化和智能化建设势在必行。无线射频识别技术（RFID）是采用电子芯片进行非接触自动管理的一种先进技术，当出入人员佩戴装有射频识别芯片的身份卡通过门口，无需任何操作，便可完成从身份识别、身份验证到通行记录的全过程操作
11、。并可以和后台管理系统进行通信，为下井人员的安全管理提供实时、可靠的技术保证。工作原理人员管理系统属于矿厂安全管理系统范畴。在受控管理区域、出入口、主要设备控制中心机房、贵重物品的库房等重要部位的通道口，安装读卡器自动控制装置，通过中心控制室对人员管理保安管理软件进行管理和监控，系统采用计算机多任务分布式处理方式，能够对各通道口的位置、通行对象及通行时间等情况进行实时控制或设定程序自动控制。这项技术已经广泛应用于政府机关、企业、金融、公安部门、军事基地、智能小区、学校、高级酒店等出入口保安管理，并起到了重要的作用。1. RFID 概念RFID 即射频识别，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射
12、频信号自动识别目标对象，可快速地进行物品追踪和数据交换。识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID 技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便，并且能对业务与商业模式有较大提升。它是传统条码技术的继承者，又称为“电子标签”。标签(Tag，即射频卡) ：由耦合元件及芯片组成，标签含有内置天线，用于和射频天线间进行通信。阅读器：读取(在读写卡中还可以写入 )标签信息的设备。天线（内置）：在标签和读取器间传递射频信号。有些系统还通过阅读器的 RS232 或 RS485 接口与外部计算机( 上位机主系统) 连接，进行数据交换。2. RFID 技术特征1）数据的读写机能：只要通过
13、 RFID Reader 即可不需接触，直接读取信息至数据库内，且可一次处理多个标签，并可以将物流处理的状态写入标签，供下一阶段物流处理用。2）容易小型化和多样化的形状：RFID 在读取上并不受尺寸大小与形状之限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。此外，RFID 电子标签更可往小型化与应用在不同产品。因此，可以更加灵活地控制产品的生产，特别是在生产线上的应用。3）耐环境性：纸张一受到脏污就会看不到，但 RFID 对水、油和药品等物质却有强力的抗污性。RFID 在黑暗或脏污的环境之中，也可以读取数据。4）可重复使用：由于 RFID 为电子数据，可以反复被覆写，因此可以回收标签重
14、复使用。如被动式 RFID，不需要电池就可以使用，没有维护保养的需要。5）穿透性：RFID 若被纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质包覆的话，也可以进行穿透性通讯。不过如果是铁质金属的话，就无法进行通讯。6）数据的记忆容量大：数据容量会随着记忆规格的发展而扩大，未来物品所需携带的资料量愈来愈大，对卷标所能扩充容量的需求也增加，对此 RFID 不会受到限制。7）系统安全：将产品数据从中央计算机中转存到工件上将为系统提供安全保障，大大地提高系统的安全性。8）数据安全：通过校验或循环冗余校验的方法来保证射频标签中存储的数据的准确性。3 系统优势 利用 RFID 系统进行人员管理管理，可有效的改善不
15、足、消除漏洞。工作人员将小标签（身份卡）放在身上的任何位置（口袋、提包都可） ，正常通过设有 RFID 设备的大门，系统都将自动记录下出入信息。一方面，对于管理人员来说，希望能够加强安全保卫工作，对人员进出进行有效管理，以防范安全事故的发生；另一方面，对于进出的人员来说，希望能够减少繁复的手续，能够在合法的前提下进行快速、顺畅的通行。智能人员管理系统利用计算机和自动识别技术进行人员管理，可以有效的协调方便快捷的出入方式与严格的安全防范之间的矛盾，减少了对大楼的大门、工作室的人员进出的管理难度。A)利用智能人员管理系统，可以有效地记录持卡人通行的精确时间，并对没有卡片的人员进行报警处理；B)通过
16、管理中心的主机系统可以实时监察所有在巷道内的人员名单；C)记录的进出时间信息可以同时用于一段时间内的安全检查，考勤管理以及其他一些应用。实时人员动态显示功能1)任一时间井下某个地点究竟有多少人，这些人的身份；2)查询一个或多个人员现在的井下实际位置；3)记录有关人员在任一地点的到 /离时间和总工作时间等一系列信息，可以督促和落实重要巡查人员是否按时、到点的进行实地查看，或进行各项数据的检测和处理，从根本上尽量杜绝因人为因素而造成的相关事故；4) 可实现多点共享供多个领导同时在不同地点查看。灾后急救信息一旦发生各类事故，上位机上立即能显示出事故地点的人员数量、人员信息，人员位置等信息，大大提高抢
17、险效率和救护效果。5.系统设计特点高度自动化：系统能自动检测工人经过该监测点的时间、地点信息，并自动实现考勤作业的统计与管理；先进的通信系统：安装在各通道的识别系统，实时向网络服务器传送相关人员通过的数据，整个过程无需人为干预；完备的数据统计与信息查询软件：，系统软件具备专用数据库管理系统,包括工人通过的信息采集和统计分析系统,考勤作业的统计与管理分析系统，显示并打印各种统计报表资料,为高层管理人员的查询与管理提供全方位服务；系统的安全、稳定、可靠性设计：系统产品采用壁挂式设计，现场施工快速方便，并保证系统在恶劣环境下 24 小时连续正常运转；完善的异常情况(包括无效标识卡、失效标识卡进入 )
18、报警呼叫系统配置；方便性：人员刷卡时，对于非持卡人员系统则自动报警提示，通过管理系统的设置，管理中心可以对出入的人员进行实时监控；可靠性：射频感应，稳定可靠，自身具有判断能力；灵活性：能联网运行，可随时进行注册或取消卡的操作等；多用性：一卡既可用于人员管理，又可以巡更、考勤、消费等管理综合在卡上，做到“一卡通”，提高管理效率和水平；兼容性：系统能连接不同厂商的设备，具有连接不同协议、不同接口设备的能力，能够适合 用户提供的多种通信接口和通信规程；开放性：系统数据库接口采用开放式结构，以适合用户要求。同时提供数据库的二次开发接口，使用户具有自主扩展系统的能力；先进的系统平台：采用 Windows
19、 网络操作系统，具有较高的实时数据处理能力。基础数据采集系统一、数据采集系统设计的基本原则1、硬件设计的基本原则1.1 良好的性价比系统硬件设计中，一定要注意在满足性能指标的前提下，尽可能地降低价格，以便得到高的性能价格比，这是硬件设计中优先考虑的一个主要因素。因为系统在设计完成后，主要的成本便集中在硬件方面，当然也成为产品争取市场关键因素之一。1.2 安全性和可靠性选购设备要考虑环境的温度、湿度、压力、振动、粉尘等要求，以保证在规定的工作环境下，系统性能稳定、工作可靠。要有超量程和过载保护，保证输人、输出通道正常工作。要注意对交流市电以及电火花等的隔离。1.3 较强抗干扰能力有完善的抗干扰措
20、施，是保证系统精度、工作正常和不产生错误的必要条件。例如强电与弱电之间的隔离措施，对电磁干扰的屏蔽，正确接地、高输人阻抗下的防止漏电等。2、软件设计的基本原则1.1 结构合理。程序应该采用结构模块化设计。这不仅有利于程序的进一步扩充或完善，而且也有利于程序的后期修改和维护。2.2 操作性能好，使用方便，具备良好的人机界面。3.3 具有一定的保护措施和容错功能。系统应设计一定的检测程序，例如状态检测和诊断程序，以便系统发生故障时，便于查找故障部位。对于重要的参数要定时存储，以防止因掉电而丢失数据。二、系统设计的一般步骤1、分析问题和确定任务在进行系统设计之前，必须对要解决的问题进行调查研究、分析
21、论证。如产品的应用场合、面向的客户类型等。在此基础上，根据实际应用中的问题提出具体的要求，确定系统所要完成的数据采集任务和技术指标，确定调试系统和开发软件的手段等。另外，还要对系统设计过程中可能遇到的技术难点做到心中有数，初步定出系统设计的技术路线。2、确定采样周期 Ts采样周期 Ts 决定了采样数据的质量和数量。利用采样定理和系统设指标来确定采样周期。3系统总体设计一般来说，多采用硬件，可以简化软件设计工作，并使系统的速度性能得到改善，但成本会增加，同时，也因接点数增加而增加不可靠因素。若用软件代替硬件功能，可以增加系统的灵活性，降低成本，但系统的工作速度也降低。要根据系统的技术要求，在确定
22、系统总体方案时进行合理的功能分配。（1）模拟信号输人范围、被采集信号的分辨率；（2）完成一次转换所需的时间；（3）模拟输入信号的特性是什么，是否经过滤波，信号的最高频率是多少；（4）模拟信号传输所需的通道数；（5）多路通道切换率是多少，期望的采样/保持器的采集时间是多少；可以根据具体情况，采用微处理器芯片、单片微型机芯片、单板机、标准功能模板或个人微型计算机等作为数据采集系统的控制处理机。选择何种机型，对整个系统的性能、成本和设计进度等均有重要的影响。三、硬件和软件的设计硬件设计的任务是以所选择的微型机为中心，设计出与其相配套的电路部分，经调试后组成硬件系统。采用单片机的硬件设计过程。（1）明
23、确硬件设计任务为了使以后的工作能顺利进行，不造成大的返工，在硬件正式设计之前，应细致地制定设计的指标和要求，并对硬件系统各组成部分之间的控制关系、时间关系等作出详细的规定。在软件正式设计之前，首先必须要明确设计任务。然后，再把设计任务加以细致化和具体化，即把一个大的设计任务，细分成若干个相对独立的小任务，这就是软件工程学中的“自顶向下细分” 的原则。（2）按功能划分程序模块并绘出流程图将程序按小任务组织成若干个模块程序，如初始化程序、自检程序、采集程序、数据处理程序、打印和显示程序、打印报警程序等，这些模块既相互独立又相互联系，低一级模块可以被高一级模块重复调用，这种模块化、结构化相结合的程序
24、设计技术既提高了程序的可扩充性，又便于程序的调试及维护。（3）程序设计语言的选择选用何种语言与硬件选择有关。系统设计分析：（1）深刻了解被检压力传感器特性，如供电方式，信号输出类型及范围，精度，重复性，线性，迟滞，温漂等基本参数。（2）检测为生产的后续保障，因此检测效率应略大于生产效率。即适当选择系统每次测试传感器的数量和每次测试所需的时间，以及检测员每次安装被检传感器的时间等。此项内容一般需与生产单位工艺人员共同分析。系统平台搭建：（1）根据要求设计传感器安装工装，测试台外壳等机械部分， （2）为提高检测效率，硬件设计须搭建多路数据采集系统，可使用多路模拟开关与AD 采集电路搭建，成本低，设计简单，但开发周期较长，并且在稳定性与可靠性方面必须给予足够的测试。也可以使用多功能数据采集卡，如 NI、研华等厂商，研发周期短，可靠性高，但成本较高。必须根据实际情况合理选择。最后希望采用我们这套新的矿山生产管理调度系统方案以后，使矿厂的管理更加直观，更加快捷，有效的降低事故隐患。
