東山煤礦數(shù)字化礦山方案設計

1、東山煤礦數(shù)字化礦山方案北京華夏礦安科技有限公司2010年5月21日 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc264202650 第 1 章前言 PAGEREF _Toc264202650 h 5 HYPERLINK l _Toc264202651 1.1東山煤礦簡介 PAGEREF _Toc264202651 h 5 HYPERLINK l _Toc264202652 1.2數(shù)字化礦山建設的必要性 PAGEREF _Toc264202652 h 5 HYPERLINK l _Toc264202653 1.3項目建設范圍 PAGEREF _Toc264202653 h 6

2、 HYPERLINK l _Toc264202654 1.4設計要求 PAGEREF _Toc264202654 h 9 HYPERLINK l _Toc264202655 1.5東山煤礦項目意義 PAGEREF _Toc264202655 h 9 HYPERLINK l _Toc264202656 第 2 章綜合信息化系統(tǒng)平臺總體設計 PAGEREF _Toc264202656 h 10 HYPERLINK l _Toc264202657 2.1總體架構(gòu) PAGEREF _Toc264202657 h 10 HYPERLINK l _Toc264202658 2.2信息綜合平臺功能 PAGE

3、REF _Toc264202658 h 12 HYPERLINK l _Toc264202659 2.3平臺邏輯結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc264202659 h 14 HYPERLINK l _Toc264202660 2.4平臺組成 PAGEREF _Toc264202660 h 14 HYPERLINK l _Toc264202661 2.5設計依據(jù) PAGEREF _Toc264202661 h 16 HYPERLINK l _Toc264202662 第 3 章數(shù)字化礦井網(wǎng)絡平臺建設 PAGEREF _Toc264202662 h 19 HYPERLINK l _Toc264202

4、663 3.1網(wǎng)絡總體設計 PAGEREF _Toc264202663 h 19 HYPERLINK l _Toc264202664 3.2網(wǎng)絡拓撲圖 PAGEREF _Toc264202664 h 20 HYPERLINK l _Toc264202665 3.3傳輸平臺電源設計 PAGEREF _Toc264202665 h 20 HYPERLINK l _Toc264202666 3.4設備清單 PAGEREF _Toc264202666 h 21 HYPERLINK l _Toc264202667 第 4 章生產(chǎn)自動化系統(tǒng)建設方案 PAGEREF _Toc264202667 h 23 H

5、YPERLINK l _Toc264202668 4.1系統(tǒng)總體設計 PAGEREF _Toc264202668 h 23 HYPERLINK l _Toc264202669 自動化系統(tǒng)架構(gòu) PAGEREF _Toc264202669 h 23 HYPERLINK l _Toc264202670 總體設計要求 PAGEREF _Toc264202670 h 25 HYPERLINK l _Toc264202671 設計依據(jù) PAGEREF _Toc264202671 h 26 HYPERLINK l _Toc264202672 4.2地面生產(chǎn)自動化系統(tǒng) PAGEREF _Toc26420267

6、2 h 28 HYPERLINK l _Toc264202673 第 5 章安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)建設方案 PAGEREF _Toc264202673 h 28 HYPERLINK l _Toc264202674 5.1生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng) PAGEREF _Toc264202674 h 28 HYPERLINK l _Toc264202675 子系統(tǒng)接入 PAGEREF _Toc264202675 h 29 HYPERLINK l _Toc264202676 數(shù)據(jù)整合 PAGEREF _Toc264202676 h 32 HYPERLINK l _Toc264202677 系統(tǒng)功能 PAGEREF _

7、Toc264202677 h 32 HYPERLINK l _Toc264202678 5.2報表系統(tǒng) PAGEREF _Toc264202678 h 33 HYPERLINK l _Toc264202679 調(diào)度報表 PAGEREF _Toc264202679 h 33 HYPERLINK l _Toc264202680 統(tǒng)計報表 PAGEREF _Toc264202680 h 33 HYPERLINK l _Toc264202681 5.3通風安全管理信息系統(tǒng) PAGEREF _Toc264202681 h 34 HYPERLINK l _Toc264202682 計算功能 PAGEREF

8、 _Toc264202682 h 34 HYPERLINK l _Toc264202683 成圖功能: PAGEREF _Toc264202683 h 38 HYPERLINK l _Toc264202684 一通三防的各種圖紙的繪制 PAGEREF _Toc264202684 h 39 HYPERLINK l _Toc264202685 風機曲線擬合 PAGEREF _Toc264202685 h 40 HYPERLINK l _Toc264202686 一通三防的報表系統(tǒng) PAGEREF _Toc264202686 h 41 HYPERLINK l _Toc264202687 5.4采礦設

9、計系統(tǒng) PAGEREF _Toc264202687 h 42 HYPERLINK l _Toc264202688 5.5礦井供電設計與計算系統(tǒng) PAGEREF _Toc264202688 h 44 HYPERLINK l _Toc264202689 基本繪圖平臺 PAGEREF _Toc264202689 h 44 HYPERLINK l _Toc264202690 電網(wǎng)計算 PAGEREF _Toc264202690 h 45 HYPERLINK l _Toc264202691 電網(wǎng)設計 PAGEREF _Toc264202691 h 48 HYPERLINK l _Toc264202692

10、 設計說明書 PAGEREF _Toc264202692 h 50 HYPERLINK l _Toc264202693 數(shù)據(jù)庫管理 PAGEREF _Toc264202693 h 51 HYPERLINK l _Toc264202694 5.6機電設備管理系統(tǒng) PAGEREF _Toc264202694 h 52 HYPERLINK l _Toc264202695 系統(tǒng)概述 PAGEREF _Toc264202695 h 52 HYPERLINK l _Toc264202696 系統(tǒng)功能 PAGEREF _Toc264202696 h 52 HYPERLINK l _Toc264202697

11、5.7煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)培訓管理系統(tǒng) PAGEREF _Toc264202697 h 63 HYPERLINK l _Toc264202698 5.8煤礦作業(yè)規(guī)程編制系統(tǒng) PAGEREF _Toc264202698 h 63 HYPERLINK l _Toc264202699 5.9煤礦三維可視化綜合信息系統(tǒng) PAGEREF _Toc264202699 h 65 HYPERLINK l _Toc264202700 礦井地面、井下生產(chǎn)與安全綜合工況實時動態(tài)展現(xiàn) PAGEREF _Toc264202700 h 65 HYPERLINK l _Toc264202701 系統(tǒng)平臺子系統(tǒng)集成 PAGERE

12、F _Toc264202701 h 67 HYPERLINK l _Toc264202702 系統(tǒng)平臺具備的子系統(tǒng) PAGEREF _Toc264202702 h 69 HYPERLINK l _Toc264202703 系統(tǒng)平臺的特點 PAGEREF _Toc264202703 h 73 HYPERLINK l _Toc264202704 5.10礦井災害預警系統(tǒng) PAGEREF _Toc264202704 h 73 HYPERLINK l _Toc264202705 5.11應急救援指揮管理信息系統(tǒng) PAGEREF _Toc264202705 h 75 HYPERLINK l _Toc26

13、4202706 總體結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc264202706 h 75 HYPERLINK l _Toc264202707 系統(tǒng)功能 PAGEREF _Toc264202707 h 76 HYPERLINK l _Toc264202708 第 6 章項目托管 PAGEREF _Toc264202708 h 80 HYPERLINK l _Toc264202709 6.1項目概述： PAGEREF _Toc264202709 h 80 HYPERLINK l _Toc264202710 6.2項目托管內(nèi)容： PAGEREF _Toc264202710 h 80 HYPERLINK l _

14、Toc264202711 6.3項目托管時間： PAGEREF _Toc264202711 h 82 HYPERLINK l _Toc264202712 6.4托管服務費用： PAGEREF _Toc264202712 h 82 HYPERLINK l _Toc264202713 6.5托管雙方責任義務： PAGEREF _Toc264202713 h 82 HYPERLINK l _Toc264202714 6.6托管保障措施及實施方案： PAGEREF _Toc264202714 h 84 HYPERLINK l _Toc264202715 編制原則 PAGEREF _Toc2642027

15、15 h 84 HYPERLINK l _Toc264202716 編制依據(jù) PAGEREF _Toc264202716 h 85 HYPERLINK l _Toc264202717 項目目標 PAGEREF _Toc264202717 h 85 HYPERLINK l _Toc264202718 托管方案指導思想 PAGEREF _Toc264202718 h 86 HYPERLINK l _Toc264202719 托管項目組織的原則 PAGEREF _Toc264202719 h 86 HYPERLINK l _Toc264202720 項目的施工組織介紹 PAGEREF _Toc264

16、202720 h 86 HYPERLINK l _Toc264202721 6.7實施及托管工作部署 PAGEREF _Toc264202721 h 90 HYPERLINK l _Toc264202722 主要實施安排 PAGEREF _Toc264202722 h 90 HYPERLINK l _Toc264202723 實施現(xiàn)場準備 PAGEREF _Toc264202723 h 91 HYPERLINK l _Toc264202724 6.8與其他單位配合 PAGEREF _Toc264202724 h 91 HYPERLINK l _Toc264202725 實施前的配合要求 PAG

17、EREF _Toc264202725 h 91 HYPERLINK l _Toc264202726 實施期間的協(xié)調(diào)工作 PAGEREF _Toc264202726 h 91 HYPERLINK l _Toc264202727 與甲方的配合 PAGEREF _Toc264202727 h 91 HYPERLINK l _Toc264202728 與其他承包商配合 PAGEREF _Toc264202728 h 92 HYPERLINK l _Toc264202729 加強成品保護意識 PAGEREF _Toc264202729 h 92 HYPERLINK l _Toc264202730 不可預

18、見的協(xié)調(diào) PAGEREF _Toc264202730 h 92 HYPERLINK l _Toc264202731 6.9項目實施計劃進度安排 PAGEREF _Toc264202731 h 92 HYPERLINK l _Toc264202732 6.10質(zhì)量、售后服務及保障體系 PAGEREF _Toc264202732 h 93 HYPERLINK l _Toc264202733 質(zhì)量保證 PAGEREF _Toc264202733 h 93 HYPERLINK l _Toc264202734 保修服務 PAGEREF _Toc264202734 h 93 HYPERLINK l _To

19、c264202735 服務響應的承諾 PAGEREF _Toc264202735 h 94 HYPERLINK l _Toc264202736 6.11工程實施規(guī)范文件 PAGEREF _Toc264202736 h 94 HYPERLINK l _Toc264202737 前 言 PAGEREF _Toc264202737 h 94 HYPERLINK l _Toc264202738 安裝工程流程圖 PAGEREF _Toc264202738 h 95 HYPERLINK l _Toc264202739 接受任務及準備工作 PAGEREF _Toc264202739 h 95 HYPERLI

20、NK l _Toc264202740 開工現(xiàn)場會 PAGEREF _Toc264202740 h 96 HYPERLINK l _Toc264202741 到貨驗收 PAGEREF _Toc264202741 h 97 HYPERLINK l _Toc264202742 勘察、設計施工方案 PAGEREF _Toc264202742 h 98 HYPERLINK l _Toc264202743 安裝 PAGEREF _Toc264202743 h 98 HYPERLINK l _Toc264202744 測試 PAGEREF _Toc264202744 h 99 HYPERLINK l _To

21、c264202745 驗收、交付竣工資料 PAGEREF _Toc264202745 h 100 HYPERLINK l _Toc264202746 工程總結(jié)及維修保養(yǎng)建議 PAGEREF _Toc264202746 h 100前言東山煤礦簡介數(shù)字化礦山建設的必要性數(shù)字化礦山現(xiàn)在是一個熱門話題，國家科技部的中長期科學發(fā)展規(guī)劃里邊也有了這樣的內(nèi)容。但是到目前為止，關(guān)于數(shù)字化礦山還沒有一個準確的定義。在此，我綜合國外礦山信息化建設的各種戰(zhàn)略設想，還有一些學者對數(shù)字化礦山的理解，將數(shù)字化礦山分為三個層次。第一個層次是礦山數(shù)字化信息管理系統(tǒng)，這是初級階段。第二個階段是虛擬礦山，是把真實礦山的整體以及和

22、它相關(guān)的現(xiàn)象整合起來，以數(shù)字的形式表現(xiàn)出來，從而了解整個礦山動態(tài)的運作和發(fā)展情況。第三個階段是遠程遙控和自動化采礦的階段。就是說坐在辦公室里邊就可以操縱很遠的地方，比方說幾十千米以外的井下設備運轉(zhuǎn)?？傮w來講，數(shù)字化礦山就是礦山地面和井下的、人類從事礦產(chǎn)資源開采的各種動態(tài)、靜態(tài)的信息都能夠數(shù)字化，而且用計算機網(wǎng)絡來管理，同時利用空間技術(shù)、自動定位和導航技術(shù)實現(xiàn)遠程遙控和自動化采礦。雖然東山煤礦近年來投資建設了一批自動化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，在礦井自動化建設方面取得一定的成績，但是存在以下問題：早期的生產(chǎn)自動化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)處于相互獨立的狀態(tài)，各系統(tǒng)自成體系，信息不能互通，形成“信息孤島”現(xiàn)象。通訊線路重復

23、投資建設，費用過高，不僅系統(tǒng)維護量大，且整體可靠性差，維修、維護困難。早期的各生產(chǎn)自動化子系統(tǒng)無法實現(xiàn)網(wǎng)絡共享，無法統(tǒng)一監(jiān)測，無法統(tǒng)一調(diào)度，嚴重影響了生產(chǎn)力水平的提高。由于各自動化子系統(tǒng)采集信息不能綜合利用，所以很難從系統(tǒng)工程的角度來整體對企業(yè)進行統(tǒng)一的自動化管理，難以有效的整合各種資源和發(fā)揮自動化的最大效益。企業(yè)業(yè)務管理各子系統(tǒng)沒有統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準、業(yè)務規(guī)范，不能有效整合底層自動化數(shù)據(jù)及企業(yè)管理數(shù)據(jù)為領(lǐng)導決策提供合理的依據(jù)。作為數(shù)字化礦山建設的重要組成部分，必須通過此次東山煤礦礦井綜合自動化項目建設，依托國內(nèi)外信息和網(wǎng)絡技術(shù)，解決以上這些長期困擾企業(yè)安全生產(chǎn)的難題，將東山煤礦建設為國內(nèi)一流的安全

24、高效的數(shù)字化礦井。項目建設范圍目前東山礦已建設或正在建設以下自動化子系統(tǒng)：水處理系統(tǒng)綜采工作面監(jiān)控系統(tǒng)礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)微震礦壓監(jiān)測系統(tǒng)主、副井提升監(jiān)控系統(tǒng)因此，根據(jù)以上具體情況，本項目的建設內(nèi)容如下：礦井自動化網(wǎng)絡平臺建立千兆級骨干環(huán)網(wǎng)：包括地面工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)和井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng) ，用于承擔整個礦井自動化網(wǎng)絡的干線傳輸，保證數(shù)據(jù)、視頻、音頻三網(wǎng)合一。按照交換機就近接入原則，在運轉(zhuǎn)區(qū)設立供電、排水、壓風及主扇控制中心，可實現(xiàn)遠程監(jiān)控、報警、數(shù)據(jù)報表查詢、視頻監(jiān)視、運行參數(shù)顯示、電量管理和設備工況監(jiān)測等功能。調(diào)度指揮中心安裝核心交換機、各種服務器、數(shù)據(jù)存儲設備、網(wǎng)閘、人機界面設備、工程師站、工業(yè)大屏幕

25、、打印設備等， 擔負全礦井自動化系統(tǒng)的總集成，以及數(shù)據(jù)處理、遠程控制、故障報警、報表管理、網(wǎng)絡安全等功能。井下主排水無人值守實現(xiàn)排水系統(tǒng)自動化，就必須對現(xiàn)在排水裝置進行改造，在主排水泵房安裝PLC控制系統(tǒng)，將所有需要人工開關(guān)的閥門全部更換為電動閥門，安裝水位傳感器，壓力傳感器，流量傳感器，視頻監(jiān)視等，通過工業(yè)以太網(wǎng)交換機傳到調(diào)度指揮中心，在地面進行遠程控制和運行參數(shù)監(jiān)測礦井主扇通風機監(jiān)控通過主扇在線監(jiān)測系統(tǒng)掌握設備運行過程中的風量、風壓、電壓、電流、風門狀態(tài)等的實時信息。接入已經(jīng)安裝的PLC控制柜，對風井高壓柜保護器進行必要改造，通過工業(yè)以太網(wǎng)將控制信號及信息分別傳送到礦調(diào)度指揮中心，可實現(xiàn)遠

26、程操作和在線實時監(jiān)控，在礦調(diào)度室可實時監(jiān)視其運行狀態(tài)。束管監(jiān)測系統(tǒng)對井下任意地點的O2、N2、CO、CH4、CO2、C2H4、C2H6、C2H2 等氣體含量實現(xiàn)24 小時連續(xù)循環(huán)監(jiān)測，通過烷烯比、鏈烷比的計算，及時預測預報發(fā)火點的溫度變化，為煤礦自然火災和礦井瓦斯事故的防治工作提供科學依據(jù)。井下皮帶監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)煤礦皮帶監(jiān)控系統(tǒng)的經(jīng)驗，結(jié)合東山礦實際情況，確定接入方案。實現(xiàn)在礦調(diào)度室對全部主要皮帶運輸系統(tǒng)的集中控制?？紤]單臺運行及檢修需要，設置就地控制方式。具有完善、可靠的皮帶保護與預警功能。實現(xiàn)在礦調(diào)度室對所有皮帶機的監(jiān)控監(jiān)測。電力調(diào)度系統(tǒng)對中央變電所高低壓開關(guān)進行改造，對其它變電所高、低壓智

27、能保護器進改造，以滿足自動化控制要求。各個變電所安裝防爆PLC控制柜，防爆UPS電源及防爆交換機實現(xiàn)變電所自動化控制功能。在中央變電所通過交換機，利用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)協(xié)議Ethernet/IP上傳到調(diào)度指揮中心。工業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過光纜電纜、無線網(wǎng)絡等手段將地面工業(yè)廣場、井下重要工作場所、主要巷道硐室等地點實時視頻信號傳輸?shù)降孛嬲{(diào)度指揮中心，同時要求部分攝像機與調(diào)度程控指揮系統(tǒng)、煤礦報警系統(tǒng)通過關(guān)聯(lián)、智能存儲及轉(zhuǎn)發(fā)，使調(diào)度人員和相關(guān)生產(chǎn)指揮人員更直觀、準確的掌握各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的實時情況，從而更有效的指揮生產(chǎn)，處理和解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題。同時通過存儲記錄，對事件全過程進行錄像備份，為事后事故調(diào)查、違章取

28、證等提供直觀證據(jù)。電機車信、集、閉系統(tǒng)在指揮中心內(nèi)設置模擬盤，可以將整個車場及水平大巷機車運行狀態(tài)，信號、道岔等開啟狀態(tài)一目了然地反映出來，在機車上安裝速度檢測及位置檢測傳感器，實現(xiàn)調(diào)車，岔位指示智能化，同時可以將模擬盤上所顯示的數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳至礦調(diào)度指揮中心，在調(diào)度室可以觀測到電機車的各種運輸狀態(tài)，保證井下電機車運輸安全。調(diào)度指揮中心平臺設計調(diào)度中心機房是綜合信息網(wǎng)絡的核心機房，承載著各種信息網(wǎng)絡的集中和匯接業(yè)務，是信息化各種應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，其安全程度不僅關(guān)系著綜合信息網(wǎng)的暢通，更關(guān)系到整個礦井自動化系統(tǒng)和各應用子系統(tǒng)的能否安全運行。地面生產(chǎn)自動化系統(tǒng)對地面篩選系統(tǒng)、裝車系統(tǒng)現(xiàn)有的高低

29、壓開關(guān)設備進行改造，高低壓開采用智能保護器，利用現(xiàn)場總線進入篩選及裝車系統(tǒng)工業(yè)以太網(wǎng)子網(wǎng)，在地面篩選控制室實現(xiàn)集中控制?，F(xiàn)場安裝各種皮帶機保護傳感器提高系統(tǒng)可靠性。裝車系統(tǒng)可采用無極繩鐵牛自動調(diào)車的裝載方式，快速調(diào)車，實現(xiàn)調(diào)車，裝車與地衡數(shù)字化自動控制，達到安全，高效目的。根據(jù)生產(chǎn)過程，合理確定工藝流程，將篩分系統(tǒng)，跳汰系統(tǒng)及裝車系統(tǒng)進行統(tǒng)一考慮，組成選煤廠集中控制中心，工業(yè)電視現(xiàn)場監(jiān)視，計算機人機界面操作，大屏幕顯示實時工藝流程。鍋爐房監(jiān)控系統(tǒng)礦井壓風機監(jiān)控系統(tǒng)在三處壓風機站安裝壓力、流量、溫度等傳感器，具有超溫、斷水、缺相等完備的保護功能。發(fā)生故障時均有相應的保護措施，及報警信息。安裝PL

30、C控制柜，通過工業(yè)以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)信息傳到調(diào)度指揮中心，可在地面進行遠程控制及各種工況數(shù)據(jù)監(jiān)視。地測三維系統(tǒng)礦井三維可視化綜合信息系統(tǒng)是針對生產(chǎn)礦井實現(xiàn)安全生產(chǎn)信息、工程信息和地質(zhì)信息綜合直觀地共享而開發(fā)的三維可視化系統(tǒng)。它運用了強大的三維矢量化造型、數(shù)據(jù)管理及三維動畫功能，將礦井復雜的井巷工程、生產(chǎn)系統(tǒng)和地測信息通過三維圖形逼真地表現(xiàn)出來，構(gòu)建了三維虛擬數(shù)字化礦井，為礦井生產(chǎn)安全管理提供了有效的可視化、數(shù)字化管理工具。設計要求根據(jù)管控一體化思想，結(jié)合工業(yè)自動化技術(shù)、信息化技術(shù)、嵌入式技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)和通訊技術(shù)等一系列現(xiàn)代化手段，搭建東山煤礦礦井綜合自動化系統(tǒng)。解決所有子系統(tǒng)傳輸物理通道和接入問題；

31、對所要求子系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集、處理、存儲、發(fā)布，完成一個信息集中管控/網(wǎng)絡發(fā)布平臺，實現(xiàn)生產(chǎn)、管理等環(huán)節(jié)的信息交流和資源共享，實現(xiàn)文字、數(shù)據(jù)、語音、視頻、圖像、圖形等多煤體的傳輸和處理，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，全面提升礦井自動化水平，并最終實現(xiàn)建立高產(chǎn)、高效的數(shù)字化礦井的目的。具體建設目標如下： （1）建設一套完整的全礦井綜合自動化系統(tǒng)。系統(tǒng)建成后，可實現(xiàn)礦井主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)（如：原煤生產(chǎn)、運輸、提升、供電、通風、壓風、排水、選煤廠等）的遠程集中監(jiān)測、控制。（2）應用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡和自動控制技術(shù)實現(xiàn)在礦調(diào)度指揮中心監(jiān)測井下環(huán)境參數(shù)，集中控制井上、下機

32、電設備，減少井下作業(yè)人數(shù)，達到減人增效和提高礦井安全水平的目的。（3）通過應用軟件，實現(xiàn)生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)安全調(diào)度、生產(chǎn)過程控制最優(yōu)化，并能實現(xiàn)對關(guān)鍵設備的狀態(tài)監(jiān)測和故障分析。（4）保證煤礦生產(chǎn)安全，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，提高企業(yè)經(jīng)濟效益和競爭能力。（5）利用先進的技術(shù)和合理的方案，使系統(tǒng)具有良好的性價比。系統(tǒng)建設完成后，應能夠使東山煤礦井上下各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)工況信息和視頻信息在一個統(tǒng)一網(wǎng)絡平臺上運行，在異構(gòu)條件下進行聯(lián)通與共享，能夠使不同功能的應用系統(tǒng)聯(lián)系起來，協(xié)調(diào)有序運行，使各自獨立的監(jiān)控系統(tǒng)信息實現(xiàn)共享。系統(tǒng)建設完成后能夠?qū)θV井安全、生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)測、監(jiān)視和必要的控制，實現(xiàn)全礦井的數(shù)據(jù)

33、采集、生產(chǎn)調(diào)度、決策指揮的信息化、科學化，為礦井安全生產(chǎn)、有效預防和及時處理各種突發(fā)事故和自然災害，提供有效手段，為企業(yè)信息化的應用和發(fā)展奠定基礎。東山煤礦項目意義該項目通過對礦井供電、提升、通風、排水、運輸、采煤工作面、選煤等生產(chǎn)子系統(tǒng)遠程監(jiān)控，實現(xiàn)了地面主要生產(chǎn)車間及井下機電硐室無人值守，所有設備的狀態(tài)監(jiān)視和控制均在調(diào)度指揮中心完成，實現(xiàn)全礦井的集中控制。通過構(gòu)建綜合自動化系統(tǒng)，提升了現(xiàn)代企業(yè)自動化管理水平，促進了礦井安全高效發(fā)展，簡而言之就是“本質(zhì)安全、經(jīng)濟運行、減人提效”。本質(zhì)安全：利用計算實時監(jiān)測及控制技術(shù)、使安全隱患及時發(fā)現(xiàn)、災害情況及時預警等；同時，通過計算機控制、遠程操作及時調(diào)

34、整設備和系統(tǒng)運行狀態(tài)，使其處最佳安全運行狀態(tài)，從機理上杜絕惡性事故發(fā)生。經(jīng)濟運行：主要通過優(yōu)化生產(chǎn)流程實現(xiàn)：利用合理的削峰填谷等負荷分配手段、利用降低設備的無效運行時間等控制手段、利用高低壓變頻等節(jié)能手段，來達到最經(jīng)濟的運行效果。減人提效：通過完善系統(tǒng)的自診斷功能及控制模型，提供系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)和遠程控制能力，實現(xiàn)機電設備和系統(tǒng)的無人或減人值守，達到減員提效的目的。綜合信息化系統(tǒng)平臺總體設計總體架構(gòu)根據(jù)煤礦企業(yè)信息化建設的特點和業(yè)務需求，峻德煤礦公司綜合信息化系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如下圖所示：峻德煤礦公司綜合信息化系統(tǒng)由基礎網(wǎng)絡平臺、業(yè)務支撐平臺和業(yè)務應用系統(tǒng)組成?；A網(wǎng)絡平臺：包含以太網(wǎng)絡、光纖網(wǎng)絡和工

35、業(yè)控制網(wǎng)絡，以及相關(guān)的應用服務器、數(shù)據(jù)庫服務器，操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。業(yè)務支撐平臺：按照總體規(guī)劃，分步實施的原則，業(yè)務支撐平臺是為了解決各產(chǎn)業(yè)務應用系統(tǒng)的互聯(lián)互通、業(yè)務數(shù)據(jù)交換、統(tǒng)一管理等問題。該平臺提供標準化軟件接口、標準化信息和標準化通信協(xié)議，以開放平臺方式支持各種業(yè)務應用系統(tǒng)的接入和融合。業(yè)務應用系統(tǒng)：業(yè)務應用系統(tǒng)是指與整個企業(yè)生產(chǎn)管理、指揮調(diào)度、經(jīng)營管理直接相關(guān)的各個業(yè)務系統(tǒng)，根據(jù)不同的應用層次，可劃分為設備執(zhí)行層、生產(chǎn)管理層和經(jīng)營管理層。生產(chǎn)管理根據(jù)部門結(jié)構(gòu)和應用范圍又可分成：生產(chǎn)技術(shù)系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)、調(diào)度指揮系統(tǒng)和生產(chǎn)自動化系統(tǒng)。生產(chǎn)管理層通過數(shù)據(jù)交換平臺實現(xiàn)與設備控制層的信

36、息采集和數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換。業(yè)務應用系統(tǒng)通過協(xié)同辦公平臺和工作流引擎實現(xiàn)協(xié)同辦公。通過綜合信息平臺實現(xiàn)個業(yè)務應用系統(tǒng)的統(tǒng)一入口、統(tǒng)一認證、統(tǒng)一管理和統(tǒng)一信息發(fā)布。信息綜合平臺功能信息綜合平臺使系統(tǒng)所有的用戶（企業(yè)領(lǐng)導、企業(yè)員工、客戶、供應商、合作伙伴等等）授權(quán)訪問企業(yè)應用系統(tǒng)，獲取和分析他們所需要信息單一的入口。它具有以下功能：底層數(shù)據(jù)信息存儲與交換底層是企業(yè)當前存在的各種專業(yè)系統(tǒng)及各種內(nèi)容來源，包括文件系統(tǒng)，關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，文本管理系統(tǒng)，電子郵件系統(tǒng)等。它是企業(yè)內(nèi)容管理及綜合平臺的內(nèi)容的源泉。數(shù)據(jù)協(xié)作區(qū)數(shù)據(jù)協(xié)作區(qū)是綜合平臺內(nèi)外網(wǎng)之間數(shù)據(jù)協(xié)作交換的虛擬區(qū)域。數(shù)據(jù)協(xié)作區(qū)由核心數(shù)據(jù)庫和一

37、組數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換程序組成，數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換程序可將外部數(shù)據(jù)傳入核心數(shù)據(jù)庫，也可將核心數(shù)據(jù)庫以各種外部程序需求情況來提供不同的數(shù)據(jù)。內(nèi)容管理整合內(nèi)容管理平臺是整個信息綜合平臺中最關(guān)鍵與最重要的一環(huán)，是信息綜合平臺的基礎。采用先進的內(nèi)容管理軟件構(gòu)建內(nèi)容管理平臺，它提供了實現(xiàn)異構(gòu)信息源交換整合時，所遭遇的兩個核心問題的解決方案：異構(gòu)信息源的訪問：能夠簡便，快速地訪問到異地異構(gòu)的信息。無論信息源是何種信息，內(nèi)容接口能適用于不同的數(shù)據(jù)或信息類型，可以是數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、或是經(jīng)過處理的文件、或是原始未經(jīng)任何程序處理的數(shù)據(jù)流，都可以透過整合接口的溝通，進而達到統(tǒng)一管理的目的。但這只解決了異構(gòu)信息的共享問題，要想

38、將各種內(nèi)容綜合處理，組織成綜合信息，必須依據(jù)工作業(yè)務流程，人員職責分工，應用系統(tǒng)種類等條件進行分類管理，以保障業(yè)務信息流動的保密安全性與有效性。整合信息的管理：從異構(gòu)的信息源找到后的信息，到成為用戶或應用系統(tǒng)可以使用的 “成品”，是一段動態(tài)的整合過程。在過程中系統(tǒng)保持前端調(diào)用信息，后端信息源，及相關(guān)的元數(shù)據(jù)或索引數(shù)據(jù)的版本的一致性與統(tǒng)一性。企業(yè)在實現(xiàn)內(nèi)容的處理時，會面臨許多工作流程、工作方式或人員職責分工的調(diào)整， 內(nèi)容管理整合層中提供了彈性的工作流，能隨用戶與業(yè)務的需求，靈活改變工作流程的制定， 以適應不可避免的不確定性與變動性。其中也包括功能測試，整合區(qū)，版本控制及回溯等管理功能。企業(yè)應用集

39、成搭建信息綜合平臺系統(tǒng)，可以將企業(yè)生產(chǎn)管理、調(diào)度指揮、經(jīng)營管理、決策支持、辦公管理等生產(chǎn)管理業(yè)務應用系統(tǒng)集成到一起，一方面可以平臺戶系統(tǒng)中獲取這些系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，另一方面也可以從平臺系統(tǒng)中將數(shù)據(jù)寫入到業(yè)務系統(tǒng)中去，從而完成企業(yè)相應的業(yè)務流程和資源管理，例如客戶交易、產(chǎn)品發(fā)布、郵件集成、請求處理、人事管理、項目安排等。個性化、多渠道的平臺表現(xiàn)面向信息綜合平臺的用戶，我們提供不僅僅是平臺網(wǎng)站單一的訪問渠道，尤其是針對每天工作中對計算機依賴程度不高的非技術(shù)性用戶，還可以依據(jù)用戶與業(yè)務的需要，考慮采用其它方式，例如將一些整合后的數(shù)據(jù)，整合成為電子郵件或短消息的格式后，主動發(fā)給適合類型的用戶。用戶通過不同

40、渠道所得到的信息，應該統(tǒng)一一致。同時應用設計應盡可能的考慮各種各樣訪問用戶的具體要求和技術(shù)限制來提供友好的，有效的用戶界面。平臺邏輯結(jié)構(gòu)基礎網(wǎng)絡平臺為各部門提供了訪問應用系統(tǒng)的基礎通路；各部門業(yè)務應用系統(tǒng)通過企業(yè)應用整合平臺實現(xiàn)互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)交換、信息共享；綜合信息平臺實現(xiàn)了各業(yè)務應用系統(tǒng)的單點登錄、統(tǒng)一認證、統(tǒng)一平臺、協(xié)同工作和個性化設置；內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)用戶通過綜合信息平臺訪問授權(quán)的應用系統(tǒng)和信息。業(yè)務支撐平臺為建立統(tǒng)一、開放、互聯(lián)互通的應用系統(tǒng)提供了支持，應用系統(tǒng)平臺為各部門業(yè)務應用提供了相關(guān)的系統(tǒng)。平臺組成根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理業(yè)務需求和系統(tǒng)的應用范圍，峻德煤礦公司綜合平臺分成自動化子系統(tǒng)、安

41、全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、經(jīng)營管理系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)四大模塊，如下圖所示：自動化子系統(tǒng)包括：地面上產(chǎn)自動化系統(tǒng)井下綜采工作面工況監(jiān)控系統(tǒng)井下軌道信、集、閉系統(tǒng)礦井壓風機監(jiān)控系統(tǒng)疏干井無人值守礦井通信、定位系統(tǒng)礦井粉塵監(jiān)控系統(tǒng)礦井水紋監(jiān)測系統(tǒng)束管監(jiān)測系統(tǒng)工業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)字程控調(diào)度系統(tǒng)大屏幕顯示系統(tǒng)瓦斯發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)包括：生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)機電設備管理系統(tǒng)通風安全管理信息系統(tǒng)采礦設計系統(tǒng)礦井供電設計與計算系統(tǒng)礦井三維可視化綜合信息系統(tǒng)礦井災害預警系統(tǒng)應急救援指揮管理系統(tǒng)經(jīng)營管理系統(tǒng)包括：計劃管理系統(tǒng)財務管理系統(tǒng)供應管理系統(tǒng)運銷管理系統(tǒng)人力資源管理系統(tǒng)協(xié)同辦公管理系統(tǒng)決策支持系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)挖

42、掘系統(tǒng)企業(yè)績效管理系統(tǒng)供決策分析系統(tǒng)企業(yè)內(nèi)部控制系統(tǒng)設計依據(jù)從礦井的用途和實際出發(fā)，把安全放在第一位，綜合自動化系統(tǒng)設備的設計和制造應符合適用的中國最新版國家標準（GB）或在國際范圍內(nèi)被接受的具有不低于下列標準的標準。井筒中和井下只準使用防爆設備。礦井綜合自動化系統(tǒng)的設計和制造應執(zhí)行最新版國家標準（GB）和行業(yè)標準。煤礦安全規(guī)程2009；工業(yè)安裝工程質(zhì)量檢驗評定統(tǒng)一標準GB50252941994.12；電力工程電纜設計技術(shù)規(guī)范；電氣測量儀表裝置設計技術(shù)規(guī)程；低壓電器電控設備；低壓開關(guān)和控制設備；低壓開關(guān)和控制設備的外殼防護等級；煤炭工業(yè)選煤廠設計規(guī)范；DL500391電力系統(tǒng)調(diào)度自動化設計技術(shù)

43、規(guī)范；GB/T1372992遠動終端同工技術(shù)條件；GB/T151491微機線路保護裝置通用技術(shù)條件；GB/3047.1面板、架和柜的基本尺寸系列；GB1192089電站電氣部分集中控制裝置通用技術(shù)條件；SD22787電力系統(tǒng)通信運行管理規(guī)范；爆炸性環(huán)境用防爆電氣設備通用要求；爆炸性環(huán)境用防爆電氣設備 防爆型電氣設備；爆炸性環(huán)境用防爆電氣設備 本質(zhì)安全型電路和電氣設備；煤礦通信、檢測、控制用電工電子產(chǎn)品 通用技術(shù)條件；煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范GB 502152005；監(jiān)測監(jiān)控質(zhì)量標準化實施標準；煤礦安全裝備基本要求；煤礦監(jiān)控系統(tǒng)總體設計規(guī)范；煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中心站軟件開發(fā)規(guī)范；煤炭工業(yè)調(diào)度信息化建設總體

44、規(guī)劃綱要（試行）；煤炭調(diào)度信息化裝備技術(shù)規(guī)范（試行）；計算機軟件開發(fā)規(guī)范GB 8566；電子計算機房設計規(guī)范；煤炭工業(yè)信息化“十一五”發(fā)展規(guī)劃； IEEE-802.3標準； EIA/TIA 568工業(yè)標準及國際商務建筑布線標準； YD/T926.1-1997大樓通信綜合布線系統(tǒng)標準（郵電部部頒行業(yè)標準）；建筑與建筑物群綜合布線工程設計規(guī)范（CECS2000）；AQ 62012006煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求；MT/T1004-2006煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件；MT/T1006-2006礦用信號轉(zhuǎn)換器；MT/T1007-2006礦用信息傳輸接口；MT/T1008-2006煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)

45、控系統(tǒng)軟件通用技術(shù)要求；煤炭工業(yè)給排水設計規(guī)范；建筑設計防火規(guī)范；建筑內(nèi)部裝修設計防火規(guī)范；煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范；建筑工程消防監(jiān)督審核管理規(guī)定；煤炭工業(yè)給排水設計規(guī)范；礦山安全條例；爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范；爆炸危險場所安全規(guī)定；軟件開發(fā)規(guī)范；計算機軟件可靠性和維護性管理；計算機軟件質(zhì)量保證計劃規(guī)范；GB GF0019001中國國內(nèi)電話網(wǎng)No.7信號方式技術(shù)規(guī)范；GB GF0029002.1中國國內(nèi)電話網(wǎng)No.1信號方式技術(shù)規(guī)范；GB 925488信息技術(shù)設備的無線電干擾極限和測量方法；郵電部電話交換設備總技術(shù)規(guī)范；CCITT七號信令技術(shù)規(guī)程；國內(nèi)No.7信令方式技術(shù)規(guī)范綜合業(yè)務數(shù)字

46、網(wǎng)用戶部分(ISUP)；中國No.7信令方式技術(shù)規(guī)程；MT/T8891995 煤礦通訊井下匯接裝置通用技術(shù)條件；MT/4051995煤礦生產(chǎn)調(diào)度自動交換電話總機通用技術(shù)條件；中華人民共和國公共安全行業(yè)標準；建筑電氣設計規(guī)范電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范；用戶終端設備耐過壓和過電流能力規(guī)范；信息技術(shù)設備包括電氣設備的安全規(guī)范；信號防雷；通信網(wǎng)技術(shù)標準匯編GB 841989.10 ；30MHZ1GHZ聲音和電視信號的電纜分配系統(tǒng)BG651085；有線電視廣播系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范GY/T10611999；有線電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范GB502001994；電子設備雷擊保護導則GB7450-87；國際標準化組織（

47、ISO）；國際電工委員會（IEC）。數(shù)字化礦井網(wǎng)絡平臺建設網(wǎng)絡總體設計峻德礦巷道共分為4層：140層、-50層、-250層和-500層，根據(jù)用戶需求網(wǎng)絡建設主要有如下內(nèi)容：1、搭建公司辦公樓和礦區(qū)信息管理數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)絡：采用千兆以太網(wǎng)技術(shù)，再實現(xiàn)百兆到用戶辦公桌面，滿足用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸捯蟆?、礦區(qū)建設工業(yè)控制數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)絡：采用千兆工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，在豎井及地面建設工業(yè)控制網(wǎng)環(huán)網(wǎng)，在140巷預留網(wǎng)絡接口，不鋪設光纖；-50層鋪設工業(yè)控制骨干網(wǎng)絡（根據(jù)實際情況和需求情況決定井下網(wǎng)絡不采用環(huán)網(wǎng)形式）；-250層鋪設工業(yè)控制骨干網(wǎng)絡；-500層目前屬于新開采區(qū)，巷道較短，對現(xiàn)有巷道鋪設光纜并進行預留；

48、 井下及地面各子系統(tǒng)采用交換機就近介入的方式，具體光纖鋪設劃為各子系統(tǒng)設計范圍。3、使用先進的高性能路由設備，解決企業(yè)信息網(wǎng)網(wǎng)絡出口問題，實現(xiàn)與Internet 及與集團公司的聯(lián)網(wǎng)。4、利用防火墻實現(xiàn)內(nèi)生產(chǎn)管理控制網(wǎng)絡與辦公管理網(wǎng)絡，和辦公管理網(wǎng)絡與到互聯(lián)網(wǎng)Internet 的隔離，滿足礦企業(yè)辦公管理和生產(chǎn)安全的需求。5、采用核心交換機雙冗余技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡核心物理上的熱備份，實現(xiàn)核心網(wǎng)絡物理加固需求。6、綜合布線根據(jù)各個業(yè)務科室的實際需要，本著經(jīng)濟、合理、適用和可擴展性的原則進行傳輸線路鋪設，數(shù)據(jù)信息點與語音信息點采用適當?shù)臉藴驶涌谀K予以滿足。7、在網(wǎng)絡設備（交換機、防火墻等）設置安全策略，

49、嚴格控制辦公網(wǎng)進出業(yè)務的各種訪問；在網(wǎng)內(nèi)部署防火墻系統(tǒng)、防毒殺毒系統(tǒng)及應用網(wǎng)絡設備安全策略與安全配置，杜絕非法及越權(quán)訪問；同時有效預防、發(fā)現(xiàn)、處理異常的訪問，確保網(wǎng)絡安全。網(wǎng)絡拓撲圖傳輸平臺電源設計1、UPS電源設計地面調(diào)度指揮中心：安裝1套APC UPS，為三進三出型（三相輸入，三相輸出）全數(shù)字在線式智能交流不間斷電源系統(tǒng)，電池誕時時間不低于4小時, 業(yè)內(nèi)獨一無二的UPS防雷技術(shù)，內(nèi)置D級防雷裝置，可承受8/20us 6KV/3KVA的浪涌沖擊，可外配C級防雷箱地面環(huán)網(wǎng)交換機UPS電源：每臺交換機安裝1套山特UPS，1KVA不間斷電源, 4小時延時井下環(huán)網(wǎng)交換機UPS電源：每臺交換機安裝1套

50、井下礦用隔爆型不間斷電源，供電時間不小于4小時2、電源接入設計峻德礦地面交流用電是220V/127V交流，工業(yè)以太網(wǎng)交換機所需的是24V直流，因此配置了220V交流轉(zhuǎn)24V直流的赫思曼RPS30模塊。井下交流用電是127V/380V/660V交流，同樣工業(yè)以太網(wǎng)交換機所需的是24V直流，在電源轉(zhuǎn)換上做如下考慮，井下127V或660V交流接入井下防爆UPS電源，變壓為24V直流，再連接到交換機的電源模塊。這樣保證了交換機的雙路供電，在有一個電源模塊損壞或停電情況下，交換機設備可正常工作，完全不影響整個工業(yè)環(huán)網(wǎng)的傳輸，這點也是本方案設計的關(guān)鍵點之一。地面設備供電連接圖如下：井下設備供電連接圖如下：

51、設備清單序號設備名稱規(guī)格型號生產(chǎn)廠家數(shù)量單位調(diào)度指揮中心核心交換機1SCALANCE XR324-12M (24V)8個千兆光口,8個千兆電口核心交換機西門子2臺2MM992-2CUC千兆單模SFP西門子6臺3MM992-2LD 8 個 10/100/1000 Mbit/s 端口，雙絞線，RJ 45口西門子4塊4SITOP電源電源模塊西門子2塊5冗余電源模塊含CABLE西門子2塊6冗余電源安裝框西門子1塊井下140巷交換機1SCALANCE X414-3E模塊化千兆環(huán)網(wǎng)交換機西門子1臺2MM492-2LD4x1000Base-光纖，SFP端口插槽模塊西門子1塊3MM491-21x1000Bas

52、e-LX,單模光纖模塊西門子3塊4SCALANCE X307-3LD4x10/100Base-TX,RJ45電口模塊西門子3塊5SITOP電源卡軌式電源模塊（冗余設計）西門子2個6UPS電源1000VA,4小時、防爆山特1套7機柜定做定 做1個8不間斷電源箱KDW16A5個井下-50巷交換機1SCALANCE X414-3E模塊化千兆環(huán)網(wǎng)交換機西門子5臺2MM492-2LD4x1000Base-光纖，SFP端口插槽模塊西門子5塊3MM491-21x1000Base-LX,單模光纖模塊西門子15塊4SCALANCE X307-3LD4x10/100Base-TX,RJ45電口模塊西門子15塊5S

53、ITOP電源卡軌式電源模塊（冗余設計）西門子10個6UPS電源1000VA,4小時、防爆山特6套7機柜定做定 做5個8不間斷電源箱KDW16A5個井下-250巷交換機1SCALANCE X414-3E模塊化千兆環(huán)網(wǎng)交換機西門子5臺2MM492-2LD4x1000Base-光纖，SFP端口插槽模塊西門子5塊3MM491-21x1000Base-LX,單模光纖模塊西門子15塊4SCALANCE X307-3LD4x10/100Base-TX,RJ45電口模塊西門子15塊5SITOP電源卡軌式電源模塊（冗余設計）西門子10個6UPS電源1000VA,4小時、防爆山特6套7機柜定做定 做5個8不間斷電

54、源箱KDW16A5個井下-500巷交換機1SCALANCE X414-3E模塊化千兆環(huán)網(wǎng)交換機西門子5臺2MM492-2LD4x1000Base-光纖，SFP端口插槽模塊西門子5塊3MM491-21x1000Base-LX,單模光纖模塊西門子15塊4SCALANCE X307-3LD4x10/100Base-TX,RJ45電口模塊西門子15塊5SITOP電源卡軌式電源模塊（冗余設計）西門子10個6UPS電源1000VA,4小時山特6套7機柜定做定 做5個8不間斷電源箱KDW16A5個綜合布線1地面48芯單模光纜室外，可地埋國產(chǎn)5千米2井下48芯單模光纜礦用阻燃國產(chǎn)25千米3超五類雙絞線非屏蔽國

55、產(chǎn)5箱4機架式光纜終端盒國產(chǎn)國產(chǎn)18個53M單模跳線國產(chǎn)國產(chǎn)100根6ST陶瓷芯耦合器國產(chǎn)國產(chǎn)900個7光纜熔接點國產(chǎn)900芯點8企業(yè)網(wǎng)網(wǎng)絡機柜600mm*600mm*2200mm國產(chǎn)2臺9企業(yè)網(wǎng)網(wǎng)絡機柜600mm*600mm*500mm國產(chǎn)8臺10交流轉(zhuǎn)直流模塊18個生產(chǎn)自動化系統(tǒng)建設方案系統(tǒng)總體設計自動化系統(tǒng)架構(gòu)東山煤礦自動化系統(tǒng)擬采用自動化領(lǐng)域世界領(lǐng)先的西門子推出的一種無縫集成的開放式結(jié)構(gòu)TIA作為解決方案，整體架構(gòu)如圖1所示。其主要思想是將網(wǎng)絡系統(tǒng)與設備有機地結(jié)合在一起，用以監(jiān)控生產(chǎn)，將信息流擴展至整個生產(chǎn)過程，以及利用企業(yè)的其他信息，將生產(chǎn)現(xiàn)場各個部分連接成網(wǎng)絡，實現(xiàn)過程控制數(shù)據(jù)與信

56、息方便可靠地在PLC（可編程控制器）、HMI（人機界面）、變頻器、FCS（現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)）、DCS（分布式控制系統(tǒng)）之間進行交換傳遞，從而建成一個透明的、開放式結(jié)構(gòu)體系的自動化系統(tǒng)。 圖TIA架構(gòu)TIA基于四級網(wǎng)絡層：管理層（Ethernet）、操作層（Ethernet）、控制層(PROFINET、PROFIBUS)以及現(xiàn)場層(PROFINET、PROFIBUS)。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，各層網(wǎng)絡的功能非常明晰。（1） 操作層。這一層采用符合標準TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，它提供上層計算機系統(tǒng)通過以太網(wǎng)訪問車間級的數(shù)據(jù)，主要為全廠范圍控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、計算管理、統(tǒng)計、設備維護管理、生

57、產(chǎn)流程以及物流跟蹤服務，同時可以使計算機訪問使用結(jié)構(gòu)化查詢語言（SQL）的開放性數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)管理員可在這層網(wǎng)絡上對系統(tǒng)進行監(jiān)控，對控制器中的程序進行修改，使計算機系統(tǒng)存取生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)達到實時監(jiān)控的目標，并對PLC提供支持。由于采用了TCP/IP協(xié)議，可以方便地將工業(yè)控制網(wǎng)絡接入企業(yè)局域網(wǎng)（Intranet），實現(xiàn)控制系統(tǒng)和MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）以及ERP系統(tǒng)的集成。（2） 控制層。它在各個PLC之間及其與各種智能化控制設備之間進行控制數(shù)據(jù)的交換、控制的協(xié)調(diào)、網(wǎng)上編程和程序維護、遠程設備的組態(tài)，編程和故障處理，也可以連接各種人機界面產(chǎn)品進行監(jiān)控。允許網(wǎng)絡上的所有節(jié)點同時從單個的數(shù)據(jù)源存取相同的

58、數(shù)據(jù)，并共享數(shù)據(jù)和信息?？刂凭W(wǎng)主要完成智能化的高速實時控制和I/O數(shù)據(jù)網(wǎng)絡以及準確的數(shù)據(jù)傳輸功能,它滿足連接PLC處理器、HMI以及其它智能化設備所需的實時、高信息吞吐量應用的要求。（3） 現(xiàn)場層。在現(xiàn)場層上采用的設備網(wǎng)，主要把底層的工業(yè)設備直接連接到車間控制器上，并對其進行配置和監(jiān)視。這種連接無需通過I/O模塊，即可用方便而快速的實現(xiàn)與工業(yè)現(xiàn)場的大量設備的高速數(shù)據(jù)的采集，極大地減少了接線。設備網(wǎng)是一種柔性地、開放性的網(wǎng)絡，可與世界上150家以上的廠商提供的產(chǎn)品兼容。這主要包括： 傳感器和執(zhí)行器 工業(yè)通訊，諸如 PROFIBUS、工業(yè)以太網(wǎng)和 PROFInet SIMATIC S7 控制器和基

59、于 PC 的自動化 SIMATIC PCS 7 過程控制系統(tǒng) SIMOTION 運動控制系統(tǒng) 驅(qū)動技術(shù)（例如 SINAMICS）SINUMERIK 數(shù)控系統(tǒng) SIMATIC IT 制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES） 安全系統(tǒng)（Safety Integrated) SIMATIC HMI 可視化系統(tǒng) 總體設計要求現(xiàn)場協(xié)議采用PROFINET協(xié)議，工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議采用國際電工委員會（）的Ehternet/IP工業(yè)以太網(wǎng)國際標準通信協(xié)議，三層交換技術(shù)，網(wǎng)絡冗余。各種新設備的選型必須遵守礦井整體環(huán)網(wǎng)的通信架構(gòu)保證系統(tǒng)的兼容及一致性，避免重復建設和資源浪費。以千兆工業(yè)以太網(wǎng)作為整個礦井系統(tǒng)整合的基本框架，最后達到數(shù)據(jù)

60、、視頻、音頻三網(wǎng)合一。通過應用軟件，實現(xiàn)生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)安全調(diào)度、生產(chǎn)過程控制最優(yōu)化，并能實現(xiàn)對關(guān)鍵設備的狀態(tài)監(jiān)測和故障分析。保證煤礦生產(chǎn)安全，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，提高企業(yè)經(jīng)濟效益和競爭能力。利用先進的技術(shù)和合理的方案，使系統(tǒng)具有良好的性價比。系統(tǒng)建設完成后，應能夠使東山煤礦井上下各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)工況信息和視頻信息在一個統(tǒng)一網(wǎng)絡平臺上運行，在異構(gòu)條件下進行聯(lián)通與共享，能夠使不同功能的應用系統(tǒng)聯(lián)系起來，協(xié)調(diào)有序運行，使各自獨立的監(jiān)控系統(tǒng)信息實現(xiàn)共享。能夠?qū)θV井安全、生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)測、監(jiān)視和必要的控制，實現(xiàn)全礦井的數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)調(diào)度、決策指揮的信息化、科學化，為礦井安全生產(chǎn)、有效預防和及時處