煤礦綜合自動(dòng)化解決方案

1、煤礦綜合自動(dòng)化解決方案全面推進(jìn)高產(chǎn)、高效現(xiàn)代化礦井建設(shè)1、概述1.1煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)概述礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是為了煤礦安全和正常生產(chǎn)而進(jìn)行的各種有關(guān)參數(shù)或狀態(tài)的集中監(jiān)測(cè)，并對(duì)有關(guān)環(huán)節(jié)加以控制，是保護(hù)采掘、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水等主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)安全運(yùn)行的重要設(shè)施。該系統(tǒng)包括礦井環(huán)境安全監(jiān)測(cè)和 礦井生產(chǎn)（及設(shè)備工況等）監(jiān)控，礦井環(huán)境安全監(jiān)測(cè)用于監(jiān)測(cè)影響生產(chǎn)安全和礦工人身安全的井下環(huán)境因素，礦 井生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)用于監(jiān)控煤炭生產(chǎn)主要設(shè)備的工況。工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)一般由傳感器、數(shù)據(jù)采集站、控制站、信號(hào) 傳輸系統(tǒng)和地面中心站組成。近年來煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展有以下幾個(gè)主要特點(diǎn)：煤礦綜合自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)向集散化結(jié)構(gòu)

2、發(fā)展新推出的監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)基本上都采用集散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，一般在結(jié)構(gòu)上由現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控分站和控制中心主站組成。分 站可以脫離主站自動(dòng)實(shí)現(xiàn)就地監(jiān)測(cè)和控制功能，分站一般由中小型可編程控制器組成。主站一般采用 PC機(jī)，主要負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)、顯示、報(bào)警、處理、分析、報(bào)表打印等。傳輸系統(tǒng)以現(xiàn)場(chǎng)總線和FSK為主，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多采用總線型和環(huán)型結(jié)構(gòu)。煤礦綜合自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)開放化集散監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)均采用開放系統(tǒng)互聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)模型，通信協(xié)議或規(guī)程，支持多種互連標(biāo)準(zhǔn)，如OPC、COM/DCOM等。這樣，任何集散測(cè)控系統(tǒng)，只要遵循這些規(guī)程，就能夠與其他系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連，方便地 組成多節(jié)點(diǎn)的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的通信和

3、數(shù)據(jù)共享。煤礦綜合自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)通用化新推出的監(jiān)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅能滿足煤礦的安全和生產(chǎn)的需要，而且能夠完成各種不同的監(jiān)控監(jiān)測(cè)任務(wù)。煤礦綜合自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)智能化首先是傳感器的智能化，如不斷推出的具有自動(dòng)校正，靈敏度自動(dòng)補(bǔ)償，非線性自動(dòng)補(bǔ)償?shù)裙δ艿闹悄軅鞲?器。煤礦綜合自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用軟件發(fā)展趨勢(shì)包括操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)多任務(wù)化，控制軟件的組態(tài)化、智能化和圖形化，軟件系統(tǒng)的開放化、標(biāo)準(zhǔn)化，監(jiān)測(cè)監(jiān)控軟 件的管理軟件化，數(shù)據(jù)庫(kù)化。煤礦綜合自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)集成方向發(fā)展近幾年，隨著工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展成熟，全礦井各生產(chǎn)安全自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)接 入，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程集中在線監(jiān)測(cè)和

4、控制，推動(dòng)了全礦井綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和高產(chǎn)、高效的現(xiàn)代化礦井建設(shè)。11.2中誠(chéng)佳合公司在礦井綜合自動(dòng)化方面的綜合優(yōu)勢(shì)北京中誠(chéng)佳合科技發(fā)展有限公司長(zhǎng)期專注于煤炭行業(yè)自動(dòng)化、信息化和數(shù)字化方面的技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)及系 統(tǒng)集成，是目前國(guó)內(nèi)煤炭行業(yè)最具有綜合實(shí)力的系統(tǒng)集成商。北京中誠(chéng)佳合科技發(fā)展有限公司在業(yè)內(nèi)率先提出煤 炭企業(yè)自動(dòng)化信息化全面解決方案，可以為客戶提供咨詢、方案設(shè)計(jì)、培訓(xùn)、安裝調(diào)試、技術(shù)支持全方位系統(tǒng)集 成服務(wù)。公司成立以來，在煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控自動(dòng)化控制方面，一直從事煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控，工業(yè)電視視頻監(jiān)控，礦井人員井 下安全定位監(jiān)控，礦井調(diào)度通訊，礦井綜采工作面監(jiān)控，洗煤廠集中控制，礦井綜合

5、自動(dòng)化集成。2#等國(guó)際公司位于北京市朝陽(yáng)區(qū)北苑路媒體村天暢園區(qū)內(nèi)。與SIEMENS、ROCKWELL、ABB、HIRSCHMANN#知名自動(dòng)化廠商擁有良好的合作伙伴關(guān)系，也是多家授權(quán)的煤炭行業(yè)系統(tǒng)集成商。公司全體員工勤奮敬業(yè)，圍繞“合作創(chuàng)新技術(shù)領(lǐng)先、產(chǎn)品服務(wù)品質(zhì)一流、追求創(chuàng)造客戶價(jià)值”的發(fā)展方針，正在 努力將北京中誠(chéng)佳合公司打造成國(guó)內(nèi)綜合實(shí)力強(qiáng)、業(yè)務(wù)技術(shù)領(lǐng)先，煤炭企業(yè)自動(dòng)化、信息化和數(shù)字化最具實(shí)力的 系統(tǒng)集成商、應(yīng)用軟件開發(fā)商和生產(chǎn)研發(fā)中心。2、中誠(chéng)佳合煤礦綜合自動(dòng)化解決方案2.1煤礦綜合自動(dòng)化、信息化解決方案總體架構(gòu)三個(gè)平臺(tái)企業(yè)管理數(shù)字化信息工作平臺(tái)、數(shù)據(jù)信息交換平臺(tái)、礦井綜合自動(dòng)化監(jiān)控平臺(tái)

6、。兩個(gè)系統(tǒng) 集中式系統(tǒng)管理與監(jiān)控平臺(tái)、統(tǒng)一用戶管理系統(tǒng)。3#(ERP)數(shù)據(jù)信息交換平臺(tái)10:ag“(PCS)綜米調(diào)度I10適配器礦井綜合自動(dòng)化 監(jiān)控平臺(tái)I10適配器傳輸膠帶選煤系統(tǒng)通風(fēng)機(jī)電提升系統(tǒng)電力調(diào)度(MES)10適配器10適配器可視化工作流1業(yè)務(wù)集成 處理系統(tǒng)1數(shù)字化煤礦生產(chǎn)安全智 能決策與工作管理平臺(tái)松耦合型企業(yè)信息總線消息中介（數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換）I10適配器42.2針對(duì)煤礦綜合自動(dòng)化及安全生產(chǎn)管理的特點(diǎn)我們?yōu)槟ㄖ苹诮M件的綜合自動(dòng)化解決方案安全生產(chǎn)綜合管理機(jī)電設(shè)備管理辦公自動(dòng)化物資供應(yīng)l運(yùn)銷管理息管勞資管理產(chǎn)安 全生產(chǎn)計(jì)劃管理理層生產(chǎn)調(diào)度dI _ /:地測(cè)信息管理kjV VU11J J11

7、 u J'II I1fill II-UU 1nsV V V 1«« P生綜合自動(dòng)化調(diào)度中心安全監(jiān)測(cè)0設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)上井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通 訊 層水處理運(yùn)輸系統(tǒng)1 n口 口匚 口匚口口 口口口口 口 口口 n 口 Z) 口 1" D考勤定位工業(yè)電視井下通信地面生產(chǎn)輔助生產(chǎn)通風(fēng)系統(tǒng)綜采、綜放提升系統(tǒng)井下供電設(shè)備層62.3煤礦綜合自動(dòng)化技術(shù)平臺(tái)采用主流PLC控制單元采用經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)的可編程控制單元工業(yè)女太網(wǎng)如：S7-300、S7400 系列，ControlLogix 系 列，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集和設(shè)備的控制， 保 證綜合自動(dòng)化系統(tǒng)底層設(shè)備的可靠性和穩(wěn) 定性。工業(yè)以

8、太網(wǎng)+現(xiàn)場(chǎng)總線工業(yè)以太網(wǎng)是目前工控界最流行的局域網(wǎng)技術(shù)，我們采用的基于西門子設(shè)備的工 業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)將提供一個(gè)更為強(qiáng)大的無縫集 成平臺(tái)。控制層的網(wǎng)絡(luò)連接支持現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，提供各種主流的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議：Profibus、Modbus、Contro-lNet、DeviceNet 和 Lon 的接入支持。豐富的綜合自動(dòng)化軟件平臺(tái)接口采用iFIX、WinCC組態(tài)軟件系統(tǒng)，可集成任何公司的自動(dòng)化系統(tǒng)， 與生產(chǎn)和公司管理軟件（MES 和ERP相連接，從而構(gòu)成靈活而高效的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。綜合自動(dòng)化軟件平臺(tái)采用標(biāo)準(zhǔn)的軟件接口規(guī)范和協(xié)議，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)子系統(tǒng)的接入。所提供的軟 件接口包括：OPC接口、NetDDE接口、O

9、DBC!口和文件共享協(xié)議；同時(shí)，我公司具有針對(duì)特殊廠家、 設(shè)備不規(guī)范通訊協(xié)議開發(fā)專門的I/O驅(qū)動(dòng)程序能力。管控一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)擁有全動(dòng)態(tài)、交互式雙向信息傳輸能力，實(shí)現(xiàn)了由人機(jī)交互、實(shí)時(shí)監(jiān)控信息、生產(chǎn)調(diào)度信 息、管理信息所組成的管理控制一體化功能。系統(tǒng)提供強(qiáng)大的Web功能支持，輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程掌控。2.4煤礦安全生產(chǎn)調(diào)度通訊和綜合集成解決方案煤礦綜合自動(dòng)化方案整體考慮， 全面解決，涉及煤礦生產(chǎn)安全的 各個(gè)主要環(huán)節(jié)。采用成熟的工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品 和先進(jìn)的通訊技術(shù)，提供良 好的系統(tǒng)兼容性，可擴(kuò)展性 和可維護(hù)性。管控一體化的調(diào)度管理平臺(tái)集數(shù)據(jù)采集、通信、處理、控制、綜合智能判斷、圖文顯示為一體，

10、各子系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制, 為用戶提供界面友好的管理、控制平臺(tái)。適應(yīng)煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)離散，管理和控制集中的要求，減少井下人員配置、 提高生產(chǎn)效率、 降 低生產(chǎn)成本、確保安全生產(chǎn)，全面提升煤礦現(xiàn)代化管理水平。集控調(diào)度系統(tǒng)對(duì)礦井安全生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備和安全信息實(shí)現(xiàn)管理數(shù)據(jù)、視頻圖像、語(yǔ)音 體的遠(yuǎn)程集中控制和管理程控調(diào)度系統(tǒng)和井下無線通信系統(tǒng)自動(dòng)完成數(shù)據(jù)交換、無阻塞通信，同時(shí)通過語(yǔ)音工作站接收工控機(jī)發(fā)來的指令，實(shí)現(xiàn)集控系統(tǒng)的語(yǔ)音預(yù)告和報(bào)警；建立生產(chǎn)過程、環(huán)境安全、人員和設(shè)備管理的預(yù)報(bào)警體系，實(shí)現(xiàn)礦井安全生產(chǎn)的可視化；應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)定制以功能數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)的管理升級(jí)；對(duì)傳統(tǒng)煤礦安全、生產(chǎn)和管理模式的革新。優(yōu)化生產(chǎn)控

11、制，降低電力和各種原材料的消耗，同時(shí)結(jié)合礦井安全監(jiān)測(cè)、井下通信、工業(yè)電 視、人員考勤定位等監(jiān)測(cè)手段，實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)和安全信息的互聯(lián)互通， 實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的綜合 聯(lián)動(dòng)。2.5典型配置一：基于工業(yè)以太網(wǎng)煤礦綜合自動(dòng)化采用最先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為煤礦安全生產(chǎn)全綜合自動(dòng)化提供一個(gè)完整的解決方案。采用 100/1000M工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)構(gòu)成煤礦井下三網(wǎng)合一的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)在礦調(diào)度中心通過計(jì)算機(jī)集中遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)礦井的安全信息、工況信息、圖像信息，控制礦井井下、地面主要生產(chǎn)系統(tǒng)和輔 助生產(chǎn)系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備；實(shí)現(xiàn)礦井安全生產(chǎn)管控一體化。系統(tǒng)構(gòu)成：信息層：可以與地測(cè)信息系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)、礦井各種管理系

12、統(tǒng)匯接， 按信息流方式實(shí)現(xiàn)煤礦現(xiàn)代化管理。控制層：由百兆/千兆工業(yè)以太網(wǎng)構(gòu)成井上、下冗余環(huán)網(wǎng)。它通過快速工業(yè)以太網(wǎng)或現(xiàn)場(chǎng)總線 接入網(wǎng)絡(luò)控制器、遠(yuǎn)程I/O、語(yǔ)音通訊、工業(yè)視頻。設(shè)備層：設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)傳感器通過以太網(wǎng)交換機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)特點(diǎn)： 1000M工業(yè)以太網(wǎng)為煤礦的三網(wǎng)合一提供了可靠保證。 快速環(huán)形冗余網(wǎng)絡(luò)，重構(gòu)時(shí)間嚴(yán)格小于 300ms 對(duì)各監(jiān)控子系統(tǒng)建立虛擬專用網(wǎng)，既保證各子系統(tǒng)的相對(duì)獨(dú)立運(yùn)行，又提高網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率。 模塊化熱插拔結(jié)構(gòu)，適合煤礦的不中斷生產(chǎn)維護(hù)維修的需要。 可實(shí)現(xiàn)有效的流量限制，防止廣播風(fēng)暴對(duì)控制系統(tǒng)造成災(zāi)難。 集成化的編程組態(tài)，降低對(duì)煤礦用戶專業(yè)知識(shí)的需求。 豐富的

13、網(wǎng)絡(luò)管理功能，便于故障定位和維護(hù)維修。系統(tǒng)主要指標(biāo)：帶寬：1000M通信協(xié)議：TCP/IP協(xié)議；交換機(jī)數(shù)：50個(gè)拓樸結(jié)構(gòu)：總線、星形和環(huán)形；冗余性：可以形成1000M環(huán)網(wǎng)，總長(zhǎng)可達(dá)150RM出現(xiàn)故障時(shí)重新組態(tài)路由時(shí)間0.3S;交換機(jī)接口： 2 個(gè) 1000Mbit/s RJ45 接口，12 個(gè) 100Mbit/s RJ45 接口；2 個(gè) 1000Mbit/s ST 光纖接口，4 個(gè) 100Mbit/s SC/BFOC 光纖接口；通訊方式：1000MX業(yè)以太網(wǎng)；診斷功能：能對(duì)故障進(jìn)行快速定位；系統(tǒng)無故障運(yùn)行時(shí)間： 1/8000小時(shí)；使用壽命：100000小時(shí)。注：本系統(tǒng)也可以由100M工業(yè)以太網(wǎng)

14、構(gòu)成井下總線、星形和環(huán)形骨干網(wǎng)。9系統(tǒng)示意圖如下所示:視頻服務(wù)器工程岬站swncH冗余服務(wù)器2副井接升系統(tǒng) 地麗工業(yè)電視冊(cè)較點(diǎn)tfi面風(fēng)機(jī)監(jiān)揑站互為冗余地面10)OM工業(yè)以太網(wǎng)選煤廠系蜒地面11UKY變電所監(jiān)控站論面壓鳳機(jī)監(jiān)控站地面井下1OOOMI業(yè)以太網(wǎng)人昴定驚j .:*工業(yè)電視監(jiān)報(bào)點(diǎn)莽F中蟲並電拓魁擔(dān)鮎井下排冰監(jiān)橙苗工作閒煽控姑井F威弗愿喪站Z7Z 井下雯全生產(chǎn)曲泄 鎮(zhèn)控分姑.X1UUA網(wǎng)丈斡機(jī)職場(chǎng)總/工業(yè)U丸網(wǎng)史鎖機(jī)r；r工業(yè)咲尢潮丈艇機(jī)一一4工竝嘆盤屈更啊機(jī)無區(qū)啞電所監(jiān)控站基于工業(yè)以太網(wǎng)的煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)112.6典型配置二：基于工業(yè)以太網(wǎng)+現(xiàn)場(chǎng)總線煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采用Profib

15、us、ControlNet等主流工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線，配合網(wǎng)絡(luò)控制器和網(wǎng)絡(luò)傳感器構(gòu)成煤 礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在礦調(diào)度室集中控制井上、下機(jī)電設(shè)備，監(jiān)測(cè)各種環(huán)境、工況信 息，可以與管理層實(shí)現(xiàn)信息交換，實(shí)現(xiàn)管控一體化。系統(tǒng)構(gòu)成：信息層：可以與地理信息系統(tǒng)、生產(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)、礦井各種管理系統(tǒng)匯接，按信息流方式實(shí) 現(xiàn)煤礦現(xiàn)代化管理?？刂茖樱壕嫌?00M工業(yè)以太網(wǎng)構(gòu)成冗余環(huán)網(wǎng)， 井下由Profibus（或ControlNet）現(xiàn)場(chǎng)總線構(gòu) 成冗余環(huán)網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)控制器也是環(huán)網(wǎng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，并可與遠(yuǎn)程I/O相連。設(shè)備層：設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)傳感器均通過現(xiàn)場(chǎng)總線直接掛在以太網(wǎng)或現(xiàn)場(chǎng)總線上。 工業(yè)電視視頻系統(tǒng)，在本系統(tǒng)中需單獨(dú)布線。系統(tǒng)特點(diǎn)： 可形成快速環(huán)形冗余網(wǎng)絡(luò)，重構(gòu)時(shí)間嚴(yán)格小于300ms 網(wǎng)絡(luò)控制器可以監(jiān)測(cè)控制井下機(jī)電設(shè)備和設(shè)備附近的環(huán)境參數(shù)，又是網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。 采用生產(chǎn)者/客戶模式的先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。系統(tǒng)主要指標(biāo)：帶寬：12M傳輸技術(shù)：RS-485雙絞線、雙線電纜、光纜傳輸距離： 9.6km （RS 485） ， 26km （多模光纖）波特率：19.2Kbit/s 至 U 12Mbit/s總線存取：總線上最多站點(diǎn)（主-從）設(shè)備數(shù)是126通信：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（用戶數(shù)據(jù)傳送）或廣播（控制指令）診斷功能：能對(duì)故障進(jìn)行快速定值系統(tǒng)無故障運(yùn)行時(shí)間： 1/8000小時(shí)使用壽命：10000