全礦井綜合自動化系統    詳細說明

一、系統簡介

全礦井綜合自動化監控系統是以工業以太環網為核心，整合礦井的各項自動控制系統，通過防火墻與礦級管理系統組成高速統一的整體網絡結構，實現了全礦井的管控一體化。

整個系統分為信息層、控制層和設備層三層體系結構?？刂茖硬捎霉I以太環網，設備層采用現場總線，保證了現場子系統的實時性，實現了井上、下皮帶運輸、通風、排水、井下供電等井下主要安全生產環節和裝備運行狀況的實時監測和集中、遠程控制，有效地提高了礦井生產自動化和管理現代化水平。實現全礦井的統一管理與數據共享。

二、系統組成

煤礦工業以太環網主要由三部分組成：地面部分、井下部分及傳輸信道部分。

地面部分由：地面環網接口、監控主機、監控備機、監控服務器、地面數據服務器（可擴展）、防火墻（可擴展）、地面交換機（可擴展）及客戶端（可擴展）等組成；

井下部分由：防爆交換機（環網接口）、各種監控分站或裝置（可擴展）等組成；

傳輸信道由：環網主傳輸干道（阻燃光纜）、地面網絡數據傳輸通道（網線）、井下防爆交換機連接各種監控分站或裝置及傳感器的阻燃電纜；

三、系統特點

（1）產品全部采用工業級產品，確保系統24小時連續可靠的運行。

（2）工作時整個網絡成鏈狀結構，環網冗余，快速建立網絡工作拓撲結構以及連接恢復，恢復時間<300ms。

（3）系統提供了多種符合國際主流標準的接口方式（OPC、DDE、ODBC、FTP），便于各種子系統的接入。

（4）采用B/S結構，基于IE瀏覽，客戶端零配置。

（5）采用硬件、軟件等多種安全措施，保證了系統運行的安全性和可靠性。

（6）合理實用的分級控制模式，在充分保留各子系統功能特點的基礎上，有效的整合各子系統，通過嚴格的認證后，可在任何一臺工作站上實現對井上、井下所有設備的控制。

（7）具有各種數據查詢、曲線顯示、報表輸出、逐級報警、數據分級管理、報警記錄、故障記錄及完整的事件記錄等功能。

（8）強大的數據整合及處理功能，為整個礦的現代化綜合管理提供數據基礎，真正意義上實現全礦井的綜合自動化控制管控一體化。

（9）系統數據與井下視頻數據可實現全面關聯：在圖形動畫（動態圖）中可點擊瀏覽當前區域內視頻信號，當一區域內瓦斯出現報警或其它參數出現故障，系統會自動彈出當前區域內視頻信號窗口。

（10）系統以工業以太環網為核心，實現了各子系統的無縫集成和安全生產實時數據的Web瀏覽和顯示。

四、系統功能

（1）系統以工業以太環網為核心，實現了各子系統的無縫集成和安全生產實時數據的Web瀏覽和顯示。

（2）系統提供了多種符合國際主流標準的接口方式，便于各種子系統的接入。礦用常見監測系統可通過OPC，DDE，FTP等接口安全、準確的接入全礦井綜合自動化系統。

（3）系統解決了各種安全生產監測監控系統各自獨立、相互封閉、傳輸速率低、不能實現綜合業務傳輸、與企業上層管理信息網絡連接困難而導致的信息不能相互共享和融合等問題。實現了礦井各種監控、監測信息的共享、集成、融合和信息綜合利用，為礦井提供生產、安全層面的基于信息融合技術的決策支持，有效提高了礦井安全生產指揮決策的科學性、有效性。

（4）全礦井自動化系統的數據全面性較高，系統隨時對井下環境參數（生產參數，設備狀況，人員位置）進行區域性綜合數據分析與評估，出現異常立即報警，并提示事故處理流程，當用戶根據流程安全地排除了事故后，系統方自動解除報警。

（5）系統數據與井下視頻數據可實現全面關聯：在圖形動畫（動態圖）中可點擊瀏覽當前區域內視頻信號，當一區域內瓦斯出現報警或其它參數出現故障，系統會自動彈出當前區域內視頻信號窗口。

（6）系統功能齊全、人機界面友好，具有語音報警功能。

（7）強大而快速的短信快車功能：當系統出現異常后，短信快車系統會以短信方式將報警信息發送到相關領導手機上。

（8）系統采用工業以太環網式傳輸方式，數據傳輸質量高，抗干擾能力強，符合歐洲工業標準，并實現了網絡傳輸的硬件冗余。

（9）系統軟件可在WIN2000和WINXP系統下運行，由于操作系統需要支持多項任務，因此在運行監控系統軟件同時，還可以運行其它軟件。

（10）系統操作簡單，功能強大，并具有眾多窗口和多種方法供用戶對實時數據，運行狀態，歷史曲線趨勢等進行查閱、瀏覽和打印輸出。

（11）各監測子系統數據查詢統計分析列表顯示功能。顯示內容包括地點、名稱、單位、饋電狀態、超限報警、傳感器故障等。開關量顯示內容包括地點、名稱、開/停時刻、狀態、工作時間、開停次數、傳感器狀態等。累計量顯示內容包括地點、名稱、單位等。并可分類顯示。

（12）系統具有模擬量實時曲線和歷史曲線顯示功能。在同一坐標上用不同顏色顯示曲線的最大值、最小值。在一屏上，同時顯示6個模擬量曲線，并設時間標尺，可顯示出對應時間標尺的模擬量。

（13）系統有簡便的繪圖工具。所有動態、靜態圖都可由一般操作人員繪制（繪圖時不影響主機實時監測功能）。

（14）系統提供用戶自行繪制模擬圖平臺，簡單、易學，用戶可以根據實地情況繪制全礦井和具體某些采區實況的實時模擬圖，使礦井的全部實時信息一目了然地顯示出來，并且具有豐富的動感顯示方式；系統具有模擬量實時曲線和歷史曲線顯示功能。在同一坐標上用不同顏色顯示曲線的最大值、最小值。在同一屏上，可同時顯示6個模擬量曲線，并設時間標尺，可顯示出對應時間標尺的模擬量。

（15）系統具有柱狀圖顯示功能。能直觀地反映開機率、開/停次數、傳感器狀態等，并設有時間標尺。

（16）方便用戶自行生成各類表格，打印所要求的各類數據表格、圖形及曲線。

（17）網絡故障處理，當子系統出現通訊異常后，系統會提示報警，并實時進行存儲。

（18）系統可配接顯示屏（可分8屏），在顯示屏中顯示動、靜態模擬圖形、數據表格、歷史曲線、分層顯示采掘平面圖、實時數據顯示等。

（19）系統所有被檢測的參數可連續存儲保持一年，這些數據可隨時用表格、曲線等形式顯示出來，并可打印保存。

（20）系統可及時發現并解決煤礦存在的安全隱患，有效減少安全事故的發生。

四、子系統接入

（1）安全監控系統

安全監控系統提供的上位機以太網通訊卡接入就近交換機，將安全監控系統接入到安全信息化網絡平臺，軟件接入方式集成商與礦方協商數據接入通訊協議，以便達到礦方應用要求，子系統廠商需全面配置完成子系統數據接入。

（2）人員定位管理系統

人員定位系統提供的上位機以太網通訊卡接入就近交換機，將人員定位系統接入到安全信息化網絡平臺，軟件接入方式集成商與礦方協商數據接入通訊協議，以便達到礦方應用要求，子系統廠商需全面配置完成子系統數據接入。

全礦井安全信息化平臺集成了原人員定位系統地面監控主站的功能，同時也實現了人員定位系統和報警聯動系統的結合，在界面上實時顯示各監控目標的位置，當發生特殊情況的時候，界面上發生報警，大屏幕上顯示相關攝像頭所監視到的圖像，實現緊急聯動。

子系統采集的所有人員入井時間、升井時間信息需實時在安全信息化顯示界面上動態顯示，顯示界面與原子系統相同。

子系統可以提供畫面用不同標識、模擬圖形或顏色、數據，動態、實時顯示井下各類人員狀況和分布情況，并能動態顯示井下人員的當班活動模擬軌跡；能實現地面調度指揮中心與井下管理人員、特殊作業人員信息互動。

在發生事故和出現緊急狀況時，系統地面管控指揮中心能與應急預案聯動，應能顯示相應事故應急預案，顯示避災路線；能夠快速查詢井下災前各時段全部人員位置和狀態，準確掌握被困人員位置，為搶險指揮部輸出人員搜救路線圖和系統平面示意圖。

如重點區域人員進入、重點區域人數超限等情況下，安全信息化系統平臺可實現視頻聯動（需聯動處必須安裝網絡攝像頭）。

（3）壓風機自動化控制系統

該壓風機系統可以通過現場PLC提供的以太網接口接入就近交換機，然后將壓風機系統接入到安全信息化網絡平臺，軟件接入方式集成商與礦方協商數據接入通訊協議，以便達到礦方應用要求，子系統廠商需全面配置完成子系統數據接入。

根據子系統設備廠商提供的數據，可實現的功能：

安全信息化系統提供壓風系統監控用標準界面，界面采用模擬畫面，動態顯示地面壓風機和井下壓風機、閥門等主要設備的運行工況。

安全信息化系統提供實現對設備運行參數的自動檢測，如：空氣壓縮機電機定子及軸承溫度檢測，空氣壓縮機風壓、風溫檢測，風量的檢測等。

系統提供壓風系統事故報警功能，滿足就地無人職守運行。每條報警信息應記錄，并根據要求生成報表。

實現每個主電機開停動作時刻記錄，并根據要求生成報表；模擬量傳感器、主電機電流等動態參數按合理的時間密度記錄（風道環境參數由安全監測系統采集），并生成統計圖。

（4）通風機自動化控制系統

該礦井通風監控系統可以通過現場PLC提供的以太網接口接入就近交換機，

然后將礦井通風監控系統接入到安全信息化網絡平臺，軟件接入方式集成商與礦方協商數據接入通訊協議，以便達到礦方應用要求，子系統廠商需全面配置完成子系統數據接入。

安全信息化軟件平臺通過工業以太網與礦井通風監控系統交換數據，可實現以下功能：

安全信息化系統提供通風系統監控用標準界面，界面采用模擬畫面，動態顯示通風機房主要電氣設備的運行工況。

系統提供通風系統事故報警功能，報警內容完全等同風機電控系統的報警信息，滿足就地無人職守運行。每條報警信息應記錄，并根據要求生成報表。

風機開關量傳感器、每個主電機開停記錄動作時刻，并根據要求生成報表；模擬量傳感器、主電機電流等動態參數按合理的時間密度記錄（風道環境參數由安全監測系統采集），并生成統計圖。

如風速過小、風量過小、溫度超限等情況下，安全信息化系統平臺可實現視頻聯動（需聯動處必須安裝網絡攝像頭）。

（5）中央泵房自動化控制系統

井下主排水自動化系統PLC提供以太網通信接口模塊，RJ45接口，就近接入井下環網交換機，OPC協議，實現安全信息化平臺接入，實現無人值守。

安全信息化軟件平臺通過工業以太網與主排水自動化系統交換數據，可實現以下功能：

安全信息化軟件平臺提供井下排水系統監控用標準界面，界面采用模擬畫面，動態顯示主排水泵房主要電氣設備的運行工況及排水管路壓力、水倉水位等參數。

系統提供主排水系統事故報警功能，報警內容應完全等同水泵電控系統的報警信息，滿足就地無人職守運行。每條報警信息應記錄，并根據要求生成報表。

泵房開關量傳感器、每個主電機開停記錄動作時刻，并根據要求生成報表；模擬量傳感器、主電機電流、管道壓力、水倉水位等動態參數按合理的時間密度記錄，并生成統計圖。

如水位超限、溫度超限、壓力超限等情況下，安全信息化系統平臺可實現視頻聯動（需聯動處必須安裝網絡攝像頭）。

（6）皮帶自動化控制系統

主運輸膠帶輸送機綜合保護控制系統提供以太網RJ45通訊接口和RS485總線的接口形式，通過以太網RJ45接口，標準OPC協議，或RS485總線通過我們提供的赫斯曼協議轉換器將RS485接口轉換為以太網接口接入到安全信息化網絡平臺。

安全信息化軟件平臺通過工業以太網與主運輸膠帶輸送機綜合保護控制系統交換數據，可實現以下功能：

安全信息化提供主運輸膠帶輸送機監控用標準界面，界面采用模擬畫面，動態顯示膠帶輸送機主要電氣設備（主電機、減速機、張緊站、CST）的運行工況及輸送機保護裝置的參數。

系統提供輸送機事故報警功能，報警內容應完全等同單機電控系統的報警信息，滿足就地無人職守運行。每條報警信息應記錄，并根據要求生成報表。

系統檢測各輸送機的軸承溫度、膠帶溫度、帶速、煤量及膠帶機主電機電壓、電流等參數，檢測變頻器、CST、張緊絞車運行狀態及相關信號，并能夠對現場各種環境參數進行采集監測。

實現對各膠帶輸送機啟停及緊急閉鎖、跑偏、打滑、縱撕、溫度、煙霧、溜槽堵塞、電機故障等信號的顯示、運算和報警功能。

輸送機保護用開關量傳感器、每個主電機開停記錄動作時刻，并根據要求生成報表；模擬量傳感器、主電機電流等動態參數按合理的時間密度記錄，并生成統計圖。

（7）變電所自動化控制系統

地面變電所、井下變電所的監控系統具有以太網接口和RS485通訊接口，我們將以太網接口直接接入就近交換機或提供協議轉換器將RS485接口轉換為以太網接口，將監控系統接入到安全信息化網絡平臺，軟件接入方式集成商與礦方協商數據接入通訊協議，以便達到礦方應用要求，子系統廠商需全面配置完成子系統數據接入。

（8）視頻監控系統

礦井視頻監控系統配置有上位機，可以通過在該上位機上的以太網通訊卡，與附近的交換機進行物理上的網絡連接。軟件接入方式上通過視頻設備廠商提供的視頻訪問接口進行二次開發。

全礦井安全信息化平臺接收井上、井下視頻信息，這些信息可作為報警聯動系統的重要參考源。