第三章 張家峁煤礦綜合自動化集成平臺設(shè)計

1、北京富力通能源軟件技術(shù)有限公司 第三章張家峁煤礦綜合自動化集成平臺設(shè)計第三章 張家峁礦綜合自動化集成平臺設(shè)計煤礦綜合自動化利用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)及自動控制技術(shù)等，通過計算機網(wǎng)絡(luò)（工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)）將生產(chǎn)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)上傳，在綜合自動化集成平臺（綜合自動化集成平臺架構(gòu)見下圖）進行處理、分析。綜合自動化集成系統(tǒng)以信息集成平臺為核心，將實時數(shù)據(jù)流進行集成，同時針對統(tǒng)一信息平臺開發(fā)各種綜合應(yīng)用，形成集成化、網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用。綜合自動化集成平臺主要由工業(yè)組態(tài)軟件、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Web服務(wù)器及相應(yīng)軟件等組成，通過數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理、故障診斷、專家系統(tǒng)等技術(shù)和算法，所有的數(shù)據(jù)在一個數(shù)據(jù)庫中進行管理，數(shù)據(jù)

2、一旦被輸入，在整個系統(tǒng)中都可以使用。各種圖形、圖像、報表信息都可以通過Web的方式在任何一臺終端統(tǒng)一瀏覽。系統(tǒng)提供集成化的編程組態(tài)，實現(xiàn)了從設(shè)計、編程、硬件組態(tài)、測試到操作診斷和遠程維護的全過程組態(tài)應(yīng)用。實現(xiàn)生產(chǎn)過程、企業(yè)管理之間的有機鏈接，為“管控一體化”實現(xiàn)提供保障。礦綜合自動化集成平臺架構(gòu)圖（示意）3.1工業(yè)組態(tài)軟件設(shè)計3.1.1概述綜合自動化集成平臺是全礦安全生產(chǎn)的監(jiān)控指揮中心，所有的監(jiān)控信息在這里匯總并發(fā)布，并且接入企業(yè)管理網(wǎng)絡(luò)。綜合自動化軟件系統(tǒng)是集數(shù)據(jù)通信、處理、采集、控制、綜合職能判斷、圖文顯示為一體的綜合數(shù)據(jù)應(yīng)用軟件系統(tǒng)，能在各種情況下準確、可靠、迅速地做出反應(yīng)，及時處理，協(xié)

3、調(diào)系統(tǒng)工作，達到實時、合理監(jiān)控的目的。采用GE公司iFIX的組態(tài)軟件，完成全礦井生產(chǎn)工藝、安全環(huán)境參數(shù)、報警信息等數(shù)據(jù)采集，對礦井上、井下各設(shè)備控制層子系統(tǒng)發(fā)出控制命令，遠程啟/停各類電器設(shè)備，并能在調(diào)度中心監(jiān)視井上井下各子系統(tǒng)設(shè)備運行狀態(tài)。通過數(shù)據(jù)庫接口與調(diào)度中心數(shù)據(jù)庫連接，并能夠?qū)⒋说V級信息系統(tǒng)連接到煤業(yè)集團公司管理信息網(wǎng)，實現(xiàn)煤礦與集團公司之間的生產(chǎn)與管理信息交換。通過iClientTS向Internet網(wǎng)發(fā)布各子系統(tǒng)畫面檢測信息數(shù)據(jù)顯示,礦各科室、礦領(lǐng)導(dǎo)通過瀏覽器Web方式可以看到與控制中心各子系統(tǒng)相同的畫面，便于礦領(lǐng)導(dǎo)層及時查詢了解煤礦生產(chǎn)情況。3.1.2組態(tài)軟件架構(gòu)依據(jù)煤礦自動化總

4、體技術(shù)要求：系統(tǒng)可靠性高、穩(wěn)定性強、人機界面友好、操作簡單、維護方便、方便升級并充分考慮系統(tǒng)平臺和數(shù)據(jù)的安全性，且具有身份認證機制，數(shù)據(jù)備份和病毒防護功能，防止黑客侵擾的技術(shù)要求并吸收以往煤礦自動化集成經(jīng)驗，選用當前國際先進的開放軟件、硬件設(shè)備來保證整個系統(tǒng)安全可靠正常工作。HMI/SCADA分布式客戶C/S服務(wù)器結(jié)構(gòu)包括了可靈活構(gòu)建的服務(wù)器（SCADAServer）和客戶終端iclient，而對于用戶來說iFIX卻是一個集成的完整系統(tǒng)，每臺計算機操作站有自己的節(jié)點，PLC的每個數(shù)據(jù)項都有自己在這一大系統(tǒng)中的唯一的點名，iFIX網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)讀取都通過識別SCADAServer節(jié)點名，數(shù)據(jù)點名，數(shù)

5、據(jù)域來識別，各個iFIX客戶iclient通過在view節(jié)點設(shè)置適當?shù)目蛻舳藱?quán)限。各客戶端可以訪問到網(wǎng)絡(luò)的任意SCADAServer中的任意數(shù)據(jù)，顯示實時動態(tài)工況畫面，動態(tài)參數(shù)值，趨勢實時曲線，歷史曲線顯示，報表等應(yīng)用都運行在客戶端iClient上。而且每個客戶端view節(jié)點都能進行開發(fā)工作包括開發(fā)畫面，組態(tài)SCADA Server中的數(shù)據(jù)庫。iFIX 的iClientTS 是基于windows 終端服務(wù)技術(shù)，將SCADAServer服務(wù)器當前實時動態(tài)數(shù)據(jù)，曲線和各子系統(tǒng)監(jiān)測畫面、實時歷史曲線發(fā)布出去。系統(tǒng)軟件架構(gòu)如下圖示：綜合自動化組態(tài)軟件架構(gòu)圖iFIX4.5是基于Windows NT及Wi

6、ndows 2000網(wǎng)絡(luò)操作平臺上面功能強大的自動化監(jiān)視與控制組態(tài)軟件，是國際上最著名，國內(nèi)應(yīng)用最廣、最成熟的組態(tài)軟件。由于在國內(nèi)應(yīng)用廣泛，熟悉該軟件的用戶多，便于交流，幾百種驅(qū)動程序幾乎支持全世界有名PLC，廠家的硬件設(shè)備。調(diào)度中心各操作站利用iFIX軟件完成全廠的自動控制和生產(chǎn)管理，它集中監(jiān)視、管理、控制全部生產(chǎn)過程和工藝過程。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)要求，調(diào)度中心和操作站設(shè)置為C/S（客戶機/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)形式。操作人員通過操作站的人機界面監(jiān)視生產(chǎn)過程，調(diào)整工藝參數(shù)，控制現(xiàn)場設(shè)備。動態(tài)顯示各主要設(shè)備的狀態(tài)、主要現(xiàn)場數(shù)據(jù)，如流量、液位、電力參數(shù)、電量數(shù)據(jù)、事故報警等。各種報表，過程曲線等可由不同功能的打印機

7、輸出。并為廠級信息系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口。iFIX采用許多工業(yè)標準技術(shù)，保證其開放性和可擴展性，使得系統(tǒng)的開發(fā)和集成變得十分簡便。這些技術(shù)包括：(1) 即插即解決技術(shù)（Plug and SolveTM）(2) iCoreTM(3) 內(nèi)嵌式VBA（Visual Basic for Application）(4) 全面支持Active X控件(5) 安全容器（Secure ContainmentTM）(6) OPC（OLE for Process Control）(7) ODBC/SQL IFIX4.5擁有先進人機界面產(chǎn)品的所有功能，主要功能包括：l 集成化的開發(fā)環(huán)境： Intellution Work

8、space提供集成化的開發(fā)環(huán)境和豐富的圖形工具，使得系統(tǒng)開發(fā)簡便、快捷。從而節(jié)省系統(tǒng)集成費用，降低系統(tǒng)投資成本。l 向?qū)ο蟮膱D形/圖形工具 - 智能圖符生成向?qū)箘?chuàng)建圖形變得十分簡捷，許多預(yù)定義的圖符集，如泵、罐，直接拖拽到Workspace中，減少系統(tǒng)開發(fā)時間。動畫專家（Animation Expert）可直接從OPC 服務(wù)器讀取數(shù)據(jù)并獲得動畫效果。所有對象屬性都可以賦于動畫效果，且在屬性窗口及VBA中瀏覽或改變對象屬性。l 腳本編輯向?qū)?- VBA提供豐富的編程命令，而且iFIX中內(nèi)嵌了許多編程向?qū)В沟蒙赡_本程序變得十分簡單。在iFIX中并不需要懂得很多VBA編程技巧，也能發(fā)揮出內(nèi)嵌式

9、VBA 的強大功能。l 處理器 - Event Scheduler是一個計劃調(diào)度處理器，允許用戶基于特定的時間或時間間隔，及某一事件的觸發(fā)執(zhí)行某些任務(wù)。例如：當某數(shù)據(jù)點超過特定值后替換當前畫面，或運行一個腳本程序并產(chǎn)生相應(yīng)報表。在Event Scheduler中可以建立、編輯、監(jiān)視、運行基于時間或基于事件的調(diào)度計劃，并且這些調(diào)度計劃可以以前臺或后臺方式運行。l 功能鍵編輯器 - 自定義用戶功能鍵，在Intellution Workspace運行模式下，通過鍵盤按鍵激活一段VBA程序代碼，執(zhí)行相應(yīng)動作序列。功能鍵既可以全局有效，也可與某個畫面或畫面中的某一對象相關(guān)聯(lián)。功能鍵編輯器提供一種簡捷的方

10、法定義及修改功能鍵。l 在線組態(tài) - iFIX最大限度地發(fā)揮在線功能，對過程數(shù)據(jù)庫進行在線修改、增加時，并不影響正常生產(chǎn)過程。l 安全管理： iFIX提供系統(tǒng)安全級管理，增強Win 2000系統(tǒng)的安全性。在iFIX內(nèi)，應(yīng)用程序的調(diào)用，操作畫面顯示，事件調(diào)度，配方管理，都可以賦予權(quán)限管理。除此之外還能限制某些關(guān)鍵程序的訪問，如：過程數(shù)據(jù)庫的重裝及過程數(shù)據(jù)庫的寫入操作。iFIX的安全組態(tài)程序可以同步系統(tǒng)管理員提供Win 2000 的用戶名和口令，作為iFIX的登錄名和口令。帳戶同步，使得登錄iFIX就可以利用已有的Win 2000 帳戶，同時還保留了Win 2000 的一些安全功能，如：口令大小寫

11、敏感，口令過期及在線更改口令。l 監(jiān)控功能 ： iFIX能準確地監(jiān)視和控制所有現(xiàn)場過程，根據(jù)現(xiàn)場產(chǎn)品特性要求，及時、快速地調(diào)整設(shè)備和原材料，響應(yīng)現(xiàn)場需求。精確的現(xiàn)場分析和及時的響應(yīng)減少了浪費，確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，并使產(chǎn)品更快投放市場。l 先進的報警管理 ： iFIX方便、靈活、可靠、易于擴展的報警系統(tǒng)，報告系統(tǒng)活動及系統(tǒng)潛在的問題，保障系統(tǒng)安全運行。iFIX分布式報警管理提供多種報警管理功能，包括：無限的報警區(qū)管理、基于事件的報警、報警優(yōu)先級、報警過濾功能，以及通過撥號網(wǎng)絡(luò)的遠程報警管理。另外，iFIX還可以記錄操作員操作信息，并作為非關(guān)鍵性報警信息發(fā)送，而無需確認。l 數(shù)據(jù)管理 ： iFIX提

12、供了多種數(shù)據(jù)管理功能，包括：數(shù)據(jù)采集和管理，歷史數(shù)據(jù)存儲，導(dǎo)出數(shù)據(jù)庫及生成各種數(shù)據(jù)報表，保證系統(tǒng)處于最佳運行狀態(tài)。l 歷史數(shù)據(jù) ： iFIX自動采集、存儲、顯示歷史數(shù)據(jù)，分析過程趨向，為官方的查詢提供相應(yīng)的文檔依據(jù)，此外還能監(jiān)視產(chǎn)品特性變化，分析設(shè)備性能，節(jié)省大量時間和資金。l 強大的趨勢 ： iFIX的圖表對象（Chart Object）集成歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)于圖表內(nèi)，并且可以為每只筆分配多個時間段。同一張圖表對象內(nèi)可添加的筆數(shù)是不受限制的，對于實時數(shù)據(jù)源，圖表對象支持表達式計算。圖表對象有豐富的對象顏色和屬性選擇，X、Y軸還可單獨組態(tài)定義，而且可以在運行環(huán)境下調(diào)整他們的屬性。使用表組向?qū)?

13、（Chart Group Wizards） 可生成多種歷史圖表。3.1.3綜合自動化集成平臺軟件接口綜合自動化系統(tǒng)與各現(xiàn)場子系統(tǒng)以1000M以太網(wǎng)相聯(lián)。軟件采用標準的軟件接口規(guī)范和協(xié)議，實現(xiàn)與現(xiàn)場子系統(tǒng)的接入。（1）OPC接口OPC（OLE for Process Control）是被工控領(lǐng)域廣泛遵循的一種標準，它規(guī)范了應(yīng)用程序與現(xiàn)場設(shè)備或數(shù)據(jù)源之間數(shù)據(jù)存取的接口協(xié)議，它是基于微軟的組件技術(shù)（COM/DCOM）設(shè)計，采用客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。它既可存取本地OPC服務(wù)器數(shù)據(jù)，又可存取分布在網(wǎng)上其它節(jié)點的OPC服務(wù)器，并且具有高效、安全的特點。它是目前存取現(xiàn)場數(shù)據(jù)最理想的方法。管控網(wǎng)絡(luò)單元的服務(wù)器

14、中設(shè)計有OPC客戶模塊，可直接與具有OPC服務(wù)器的現(xiàn)場單元系統(tǒng)存取數(shù)據(jù)。（2） NetDDE接口NetDDE是基于網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE）技術(shù)，DDE由微軟早期發(fā)布，解決應(yīng)用程序之間數(shù)據(jù)的動態(tài)交換。也采用客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。它既可存取本地DDE服務(wù)器數(shù)據(jù)，又可存取分布在網(wǎng)上其它節(jié)點的DDE服務(wù)器，它比OPC在速度和安全性方面要遜色。但對一些動態(tài)刷新系統(tǒng)（如監(jiān)測系統(tǒng)）它仍不失為一種簡單有效的方法。管控網(wǎng)絡(luò)單元的服務(wù)器中設(shè)計有DDE客戶模塊，可直接與具有DDE服務(wù)器的現(xiàn)場單元系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)。（3） ODBC數(shù)據(jù)庫接口現(xiàn)場單元系統(tǒng)將實時數(shù)據(jù)周期性地通過ODBC接口寫入指定的共享數(shù)據(jù)庫（如MS A

15、ccess 或MS SQL等）中，管控網(wǎng)絡(luò)單元的服務(wù)器可存取共享的數(shù)據(jù)庫達到與現(xiàn)場單元系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。3.1.4綜合自動化組態(tài)軟件功能在數(shù)據(jù)采集服務(wù)器由 iFIX4.5對全礦各控制子系統(tǒng)的開關(guān)量、模擬量、脈沖量等參數(shù)集中組態(tài),建立數(shù)據(jù)采集實時數(shù)據(jù)庫及歷史曲線數(shù)據(jù)庫，由控制中心多臺客戶端完成對全礦各分區(qū)子系統(tǒng)的PLC開關(guān)量、模擬量、脈沖量等參數(shù)顯示，實現(xiàn)動畫效果，顯示工藝流程過程模擬圖，動態(tài)實時曲線，歷史曲線，報警信息集中顯示，發(fā)出對控制設(shè)備啟動/停止控制命令。當設(shè)備故障或各類模擬量超限時，客戶端可同步顯示故障設(shè)備名稱，故障報警點名稱，報警值，報警起始時間。為了使過程控制各類參數(shù)與全礦信息管理系

16、統(tǒng)有機結(jié)合，通過ODBC將各PLC的各類參數(shù)定時寫入礦信息中心關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，并在數(shù)據(jù)庫形成各類參數(shù)全礦生產(chǎn)日報、月報、年報，并為煤礦管理ERP系統(tǒng)提供原始數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)可設(shè)置各系統(tǒng)安全鎖，具有身份證認證的機制，只有操作此系統(tǒng)的人員才能夠?qū)嵤┛刂撇僮?，配置工程師操作站只有工程師級操作員才能修改參數(shù)值及報警值設(shè)定修改，并具有完善全面數(shù)據(jù)備份和防病毒保護功能。主要指標和內(nèi)容。1）監(jiān)控軟件主要技術(shù)指標² 畫面顯示分辨率：1024X768² 同屏色彩數(shù)：32K 色；² 畫面響應(yīng)時間：指從發(fā)出調(diào)出某幅圖形指令到圖形全部顯示到屏幕的時間。全屏重繪可以達到1 秒以內(nèi)。²

17、畫面刷新周期：指圖形每間隔多少時間必須根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)重新顯示。主要根據(jù)檢測周期、通訊速度、及顯示軟件的編制技巧。在本系統(tǒng)中，主控軟件具有事件處理能力，各監(jiān)測畫面刷新周期與其數(shù)據(jù)上傳周期時間的延遲為毫秒級。² 畫面刷新時間：指畫面和數(shù)據(jù)刷新一次所需要的時間，小于1 秒。各生產(chǎn)過程全面實現(xiàn)自動化，并在礦調(diào)度室分別對各生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行監(jiān)控，達到減員增效的目的。1）實時運行參數(shù)監(jiān)測各監(jiān)控系統(tǒng)采用圖形、報表的形式，實時顯示、采集生產(chǎn)工況參數(shù)。2）實時過程控制分析采集的參數(shù)，各系統(tǒng)自動完成過程控制，或由調(diào)度員操作控制。3）歷史數(shù)據(jù)查詢生產(chǎn)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)均可以存儲于生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)歷史數(shù)據(jù)庫中，可以實現(xiàn)

18、歷史回顯歷史趨勢分析，及直方圖餅圖等進行綜合分析。4）設(shè)備故障及模擬量超限報警當設(shè)備故障或模擬量超限時，生產(chǎn)監(jiān)測及管理網(wǎng)絡(luò)同步顯示故障設(shè)備名稱，并可實現(xiàn)語音報警實時打印故障功能。服務(wù)器將該故障信息存入故障信息數(shù)據(jù)庫，供以后統(tǒng)計分析。5）生產(chǎn)實時畫面監(jiān)測工業(yè)電視信號可直接接入監(jiān)測終端，當出現(xiàn)異常（故障違章檢修）時，可將此畫面截取，轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式存儲，并可以通過網(wǎng)絡(luò)上傳集團公司，6）優(yōu)化生產(chǎn)計劃在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中建立了綜合歷史數(shù)據(jù)庫，定時將生產(chǎn)經(jīng)營等數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫中，制作計劃生產(chǎn)完成情況的趨勢分析圖表，為今后的生產(chǎn)計劃提供參考；根據(jù)外運下達的計劃和設(shè)備實際狀態(tài)倉儲煤量，合理安排生產(chǎn)計劃設(shè)備維修計劃，以

19、最大限度的減少對生產(chǎn)外運的影響。2、集成化的信息處理平臺采用集成化的信息處理的軟件平臺，能夠集成不同廠家的硬件設(shè)備和軟件產(chǎn)品，實現(xiàn)各系統(tǒng)間互操作，并將各系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成，實現(xiàn)企業(yè)信息系統(tǒng)與工業(yè)控制現(xiàn)場的無縫連接。它以微軟的OLE/COM、DCOM技術(shù)為基礎(chǔ)，采用了OPC標準接口，從而具備了自動控制功能，并能實現(xiàn)設(shè)備和設(shè)備之間的互操作性與互換性。加強自動化系統(tǒng)信息層與企業(yè)管理系統(tǒng)的通用性。集成化的信息處理，具有以下主要功能：1）將生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)集成并在大屏幕上顯示；2）為企業(yè)管理系統(tǒng)提供生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)；3）向上級集團公司提供特定的數(shù)據(jù)內(nèi)容；4）將現(xiàn)場信息（包括控制的動態(tài)實時數(shù)據(jù)、信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)）有效、

20、快速、安全地傳輸?shù)娇蛻粲嬎銠C，實現(xiàn)現(xiàn)代化大型企業(yè)的跨地域分布實時管理。5）提供標準化接口，滿足企業(yè)管理系統(tǒng)二次開發(fā)的需要。6）上位監(jiān)控系統(tǒng)軟件、網(wǎng)絡(luò)管理軟件等均基于WEB瀏覽器模式開發(fā)，支持遠程監(jiān)測、遠程維護。3.2 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器設(shè)計數(shù)據(jù)庫服務(wù)器設(shè)計包括2部分：實時數(shù)據(jù)庫與關(guān)系數(shù)據(jù)庫。3.2.1實時數(shù)據(jù)庫設(shè)計本次設(shè)計選用了GE公司的Proficy Historian實時數(shù)據(jù)庫。將全礦的各個主要生產(chǎn)系統(tǒng)和輔助生產(chǎn)系統(tǒng)以及其他安全系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)采集到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫中，通過數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析等過程，以實時信息門戶向決策層發(fā)布。實時數(shù)據(jù)庫的選用，將礦的綜合自動化水平上升到了一個更高的層次。實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

21、在生產(chǎn)控制系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)之間起著一個橋梁的作用。由于生產(chǎn)實時系統(tǒng)與生產(chǎn)控制系統(tǒng)相連，項目在設(shè)計、實施和投用的各個階段都將確保生產(chǎn)系統(tǒng)的安全運行。實時數(shù)據(jù)庫又是二次應(yīng)用的開發(fā)平臺，因此該系統(tǒng)具有很高的運行安全性和數(shù)據(jù)安全性、較強的擴充性和擴展性及開放性。系統(tǒng)功能通過接口軟件采集各生產(chǎn)自動化系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)，形成實時、歷史數(shù)據(jù)庫，達到自動監(jiān)控、監(jiān)測和檢測生產(chǎn)過程，實現(xiàn)高層決策、管理和生產(chǎn)過程無縫連接。建立一套適合煤礦的安全生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)。Ø 數(shù)據(jù)采集1) 實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計各接口機與各控制系統(tǒng)通訊，采集各控制系統(tǒng)模擬量、開關(guān)量、脈沖量和累計量等實時信息。2) 接口機數(shù)據(jù)采集更新周期保

22、持與現(xiàn)場數(shù)據(jù)刷新時間同步。3) 實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計可根據(jù)用戶的需要自由定義采集周期。4) 數(shù)據(jù)采集率：100%。Ø 系統(tǒng)性能1) 實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在保存歷史數(shù)據(jù)上采用了高效的“旋轉(zhuǎn)門”壓縮技術(shù)，使得歷史數(shù)據(jù)可以保存很長時間：2) 數(shù)據(jù)在線存儲時間>5年3) 數(shù)據(jù)采集率：1004) 接口機數(shù)據(jù)采集更新周期保持與現(xiàn)場數(shù)據(jù)刷新時間同步5) 數(shù)據(jù)存儲周期和精度可自由定義6) 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)恢復(fù)時間段0.1ms7) 系統(tǒng)的可靠性>=99.9%8) 系統(tǒng)平均無故障運行時間>10000小時9) 系統(tǒng)平均故障恢復(fù)時間<8小時10) 實時動態(tài)點刷新周期<1s(用戶可自定義)11

23、) 畫面切換周期<3s12) 靜態(tài)畫面調(diào)用時間<3s13) 單個壓縮數(shù)據(jù)的解壓恢復(fù)和查詢時間<2sØ 方便的數(shù)據(jù)維護系統(tǒng)設(shè)計支持在線和遠方維護數(shù)據(jù)庫、畫面、報表和各種系統(tǒng)參數(shù)。Ø 數(shù)據(jù)一致性處理實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計對從不同數(shù)據(jù)源采集到的實時數(shù)據(jù)進行有效性和一致性處理。Ø WEB發(fā)布Ø 靈活的二次開發(fā)手段Ø 實時數(shù)據(jù)庫與關(guān)系數(shù)據(jù)庫的連接實時數(shù)據(jù)庫接口方案：1) 支持標準OPC/DDE協(xié)議的數(shù)據(jù)采集對于提供了OPC/DDE等接口協(xié)議的系統(tǒng)，采用實時數(shù)據(jù)庫提供的采集器軟件，直接從控制系統(tǒng)中讀取數(shù)據(jù)。標準接口自動化系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)采集原理圖

24、2) 非標通訊接口的數(shù)據(jù)采集如果系統(tǒng)為第三方設(shè)備方自行開發(fā)非標準的接口協(xié)議，利用iFIX軟件開發(fā)具有針對性的專用接口軟件I/O Link。通過I/O Link，將子系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、傳遞。專用接口的實時數(shù)據(jù)采集原理圖設(shè)計選用實時數(shù)據(jù)庫，如果要實現(xiàn)企業(yè)信息管理系統(tǒng)應(yīng)用還要配備關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。3.2.2關(guān)系型數(shù)據(jù)庫設(shè)計張家峁礦綜合自動化系統(tǒng)的核心是利用信息技術(shù)和控制技術(shù)，實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營管理與生產(chǎn)過程的綜合集成，進而提高企業(yè)的綜合競爭能力。以綜合信息集成軟件平臺和實時監(jiān)控軟件平臺為核心，包括企業(yè)信息管理層、安全生產(chǎn)調(diào)度信息管理層和控制層三個層次的軟件、工程與技術(shù)服務(wù)。其中綜合信息集成軟件平臺基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫

25、，實時監(jiān)控軟件平臺基于實時數(shù)據(jù)庫。底層數(shù)據(jù)存儲于實時數(shù)據(jù)庫，上層管理數(shù)據(jù)存儲于關(guān)系數(shù)據(jù)庫。只有實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)共享，才能使工業(yè)控制網(wǎng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)及時整合到管理網(wǎng)，進行統(tǒng)計、分析處理，成為生產(chǎn)管理和經(jīng)營決策的依據(jù)。張家峁礦綜合信息集成軟件平臺建立在關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基礎(chǔ)上，實現(xiàn)各應(yīng)用系統(tǒng)的集成、管理和信息共享、交互；實現(xiàn)礦企業(yè)經(jīng)營管理與生產(chǎn)過程的綜合集成，提高煤礦綜合競爭能力，達到全礦資源綜合分析，快速、充分地了解現(xiàn)有礦內(nèi)各種動態(tài)和靜態(tài)資源的狀況，及時掌握資源利用情況，為生產(chǎn)、安全方面的規(guī)劃和建設(shè)、為生產(chǎn)調(diào)度管理的信息化提供依據(jù)，實現(xiàn)“管控一體化”。本設(shè)計選用Oracle關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。

26、作為數(shù)據(jù)庫兼容性的引領(lǐng)者，Oracle數(shù)據(jù)庫是第一個測試符合ANSI SQL標準的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品。1、Oracle數(shù)據(jù)庫技術(shù)特點1) 故障保護：配置和驗證Windows集群，并通過與微軟集群服務(wù)器集成的高可用性軟件快速、準確地自動恢復(fù)。2) 回閃查詢：無需復(fù)雜、耗時的操作即可恢復(fù)更早版本的數(shù)據(jù)。3) 回閃表、數(shù)據(jù)庫和事務(wù)查詢：診斷和撤銷錯誤操作以縮短恢復(fù)時間。4) 數(shù)據(jù)衛(wèi)士：創(chuàng)建、維護并監(jiān)控一個或多個備用數(shù)據(jù)庫，以保護企業(yè)數(shù)據(jù)不受故障、災(zāi)難、錯誤和損壞的影響。5) 安全備份：針對數(shù)據(jù)庫和異構(gòu)文件系統(tǒng)的安全、高性能的磁帶備份管理以降低網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)保護的成本和復(fù)雜性。6) 服務(wù)器管理的備份和恢復(fù)：借助恢復(fù)

27、管理器（RMAN） 簡化并自動提高備份及恢復(fù)性能。7) 數(shù)據(jù)壓縮：在不影響查詢時間的情況下壓縮保存在關(guān)系表中的數(shù)據(jù)；降低磁盤系統(tǒng)成本。8) 分區(qū)：可將大型表格和索引劃分成多個規(guī)模較小、更易于管理的部分，而無需更改底層管理軟件。9) 數(shù)據(jù)挖掘：實現(xiàn)從極大型數(shù)據(jù)庫中有效提取信息，并與商務(wù)智能管理軟件集成。2、Oracle數(shù)據(jù)庫開發(fā)應(yīng)用基于Oracle數(shù)據(jù)庫以上技術(shù)特點，對礦綜合自動化系統(tǒng)行二次開發(fā)應(yīng)用，構(gòu)建綜合自動化信息集成軟件平臺，實現(xiàn)安全生產(chǎn)調(diào)度、安全技術(shù)管理、機電運維管理、物資供應(yīng)、財務(wù)管理、辦公自動化及人力資源管理等信息應(yīng)用軟件的集成、管理和信息共享、交互。（1）數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)系統(tǒng)應(yīng)用高級編

28、程語言和C/S（客戶端服務(wù)器）體系結(jié)構(gòu)開發(fā)完成。主要功能為：處理自動化采集數(shù)據(jù)，生成日志和各種生產(chǎn)報表，管理維護基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，錄入和查詢數(shù)據(jù)。（2）數(shù)據(jù)儲存Oracle數(shù)據(jù)庫對來于實時數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)及人工錄入數(shù)據(jù)，且對來于實時數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)降低精度，進行處理、分析后儲存起來，為上層信息管理軟件系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)源。3.3 WEB服務(wù)器設(shè)計本次設(shè)計選用了GE公司Proficy Portal WEB服務(wù)器軟件。其具有以下特點：1) 基于Web 的生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化分析工具，可通過Internet/Intranet發(fā)布 Proficy Historian采集的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)。2) 快速開發(fā)：所有應(yīng)用的開發(fā)都是基于易于使用

29、的Web 環(huán)境，節(jié)省開發(fā)時間和成本。3) 易于配置和維護：所有配置和維護都是基于Web的，因此配置和維護應(yīng)用特別簡單，只需在服務(wù)器中創(chuàng)建顯示畫面，所有客戶端通過瀏覽器便可訪問到畫面。畫面的更新在服務(wù)器中完成后，所有客戶端只需要通過Web瀏覽器打開此畫面，便可以完成畫面顯示的自動更新。因為不需要在每個客戶端的計算機中安裝和維護應(yīng)用程序。4) 易于使用：客戶端的計算機只需Web瀏覽器，因此用戶只要熟悉Web瀏覽器，簡單地用鼠標點擊按鈕、超鏈接和類似Windows資源管理器風(fēng)格的目錄樹，就可以瀏覽顯示畫面，按照時間來滾動瀏覽數(shù)據(jù)。5) 圖形支持：支持在創(chuàng)建顯示畫面的時候添加圖形文件，所支持的文件格式

30、包括：JPEG、GIF以及動態(tài)GIF。而且，當文件被添加進畫面之后，文件索引也相應(yīng)地被“鏈接”，因此一旦圖形文件更新了，所有的畫面也將相應(yīng)地自動更新6) PROFICY REAL TIME PORTAL提供的多種數(shù)據(jù)源結(jié)構(gòu)，包括實時數(shù)據(jù)源（含OPC、iFIX等）、歷史數(shù)據(jù)源（Proficy Historian）、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫接口（JDBC數(shù)據(jù)庫驅(qū)動）等。7) 畫面基本風(fēng)格以DCS/PLC原有畫面風(fēng)格為準，所有的實時參數(shù)都以只讀的方式從DCS/PLC上采集上來，不進行操作，保證控制系統(tǒng)的安全。它可集成多套DCS/PLC的數(shù)據(jù)。8) 歷史趨勢分析：對歷史數(shù)據(jù)庫中所記錄的所有數(shù)據(jù)都可以用曲線的形式顯示出來，以供參考和分析。提供的趨勢曲線控件功能強大，所有操作都以Web方式進行，在客戶端上有適當?shù)臋?quán)限可自行修改顯示環(huán)境設(shè)置。9) 充分應(yīng)用系統(tǒng)提供的JDBC強大的數(shù)據(jù)庫引擎驅(qū)動，并且通過Proficy Historian易操作的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫接口，建立靈活的SQL語句查詢系統(tǒng)，根據(jù)不同的查詢條