礦山智能化升級方案

礦山智能化升級方案TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章、煤礦綜合自動化系統(tǒng)概述 1一、 煤礦信息化系統(tǒng)發(fā)展方向 1二、 建設必要性和意義 1三、 礦井綜合自動化系統(tǒng)設計目標 3四、 礦井綜合自動化設計最終的效果 3五、 建設綜合自動化系統(tǒng)的原則和依據(jù) 4六、 系統(tǒng)運行環(huán)境 6\o"CurrentDocument"第二章煤礦綜合自動化系統(tǒng) 8一、 建設總體思想 8二、 建設內(nèi)容 8四、 總體設計 91、 工程范圍 92、 煤礦綜合自動化系統(tǒng)結構 93、 煤礦綜合自動化系統(tǒng)特點 114、 綜合自動化系統(tǒng)軟件 135、 數(shù)據(jù)采集設計 216、 數(shù)據(jù)服務器設計 237、 存儲陣列設計 258、 操作系統(tǒng)選擇 279、 安全認證 29五、 綜合自動化軟件展示 31\o"CurrentDocument"第三章綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡平臺 39一、 網(wǎng)絡平臺概述 391、 網(wǎng)絡拓撲結構 392、 光纜敷設 403、 網(wǎng)絡帶寬 424、 IP地址規(guī)劃 42二、 信息管理網(wǎng)絡平臺 431、 網(wǎng)絡結構選型 432、 交換機品牌選型 443、 網(wǎng)絡設備選型 454、 網(wǎng)絡安全設計 515、 網(wǎng)絡管理設計 57三、 井下工業(yè)以太網(wǎng) 591、 安全性要求 592、 井下礦用交換機 63一、 系統(tǒng)設計及說明 67二、 主要功能 72三、 技術特點 74四、 系統(tǒng)主要設備介紹 80\o"CurrentDocument"第四章工業(yè)電視系統(tǒng) 93一、 系統(tǒng)概述 93二、 設計方案 94三、 系統(tǒng)功能 95四、 系統(tǒng)特點 95五、 產(chǎn)品介紹 96\o"CurrentDocument"第五章煤礦井下無線通訊定位系統(tǒng) 99\o"CurrentDocument"一、 系統(tǒng)概述 991系統(tǒng)簡介 992系統(tǒng)設計參照標準 100二、 系統(tǒng)技術方案 1021系統(tǒng)組成 1022系統(tǒng)設計 1033傳輸方式 104三、 系統(tǒng)功能 104四、 方案優(yōu)勢 109\o"CurrentDocument"4.1系統(tǒng)優(yōu)勢 1104.2系統(tǒng)關鍵技術 1113系統(tǒng)性能特點 112\o"CurrentDocument"五、 設備介紹 115\o"CurrentDocument"1地面設備 115\o"CurrentDocument"5.2井下設備 115\o"CurrentDocument"第六章井下擴播電話系統(tǒng) 119一、 系統(tǒng)簡介 119二、 系統(tǒng)重要性 119三、 系統(tǒng)設計方案 1201、 基于環(huán)網(wǎng)接入的礦井語音擴播系統(tǒng) 1202、 系統(tǒng)組成 1203、 系統(tǒng)說明 121四、 系統(tǒng)特點 121五、 系統(tǒng)功能介紹 1221、 緊急廣播 1222、 應急預案救援 1223、 定時廣播 1234、 自動播放功能 1235、 分區(qū)廣播 1236、 任意廣播 1237、 系統(tǒng)工作狀態(tài)檢測功能 1238、 數(shù)字錄音 1239后備電源功能 12410、擴音機抗噪音功能 124六、系統(tǒng)設備介紹 1241、 KTK127型礦用本安型擴播電話 1242、 KXY660型礦用隔爆兼本安型音箱 1263、 KGD18Z礦用斷電儀主機（給擴播電話供電用） 128第一章、煤礦綜合自動化系統(tǒng)概述一、 煤礦信息化系統(tǒng)發(fā)展方向隨著全球信息化的發(fā)展,信息化建設在煤礦安全領域中的作用也越來越受到重視，即己經(jīng)認識到了信息化對企業(yè)發(fā)展的重要性。但是在實際應用中,煤礦企業(yè)比較重視硬件的投入,而對于軟件的投入比較輕視，即內(nèi)部信息資源的開發(fā)比較輕視，在思想意識上，雖然各單位都意識到了辦公自動化的重要性，但是在實際應用中還只是用計算機進行排版和打印之類的最基礎的事情,對于信息化的概念、信息處理等是非常模糊的，造成資源的極大浪費。隨著我國煤炭事業(yè)的發(fā)展，高產(chǎn)、高效煤礦對生產(chǎn)過程監(jiān)控、全礦井生產(chǎn)安全環(huán)境監(jiān)測、生產(chǎn)過程信息綜合利用等方面的網(wǎng)絡化、自動化和智能化提出了更高的要求，礦井綜合自動化系統(tǒng)因然而生。礦井綜合自動化系統(tǒng)（簡稱MSS系統(tǒng)-Minepitsynthesisautomatedsystem）屬于生產(chǎn)過程自動化范疇，實現(xiàn)煤礦管理信息系統(tǒng)與各種分散控制系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換的橋梁。礦井綜合自動化系統(tǒng)利用計算機技術為礦山企業(yè)實現(xiàn)綜合信息網(wǎng)絡化、過程控制自動化、安全管理信息化、生產(chǎn)集約高效化，使得信息與業(yè)務之間完全融合、信息共享，將是數(shù)字化礦山發(fā)展的更高追求，最終建設目的是實現(xiàn)礦山資源與開發(fā)環(huán)境數(shù)字化、技術設備智能化、生產(chǎn)過程控制可視化、信息傳輸網(wǎng)絡化、生產(chǎn)管理和決策科學化。以計算機及其網(wǎng)絡技術為手段，把礦山的所有空間和有用屬性數(shù)據(jù)實現(xiàn)數(shù)字化存儲、傳輸、表達和深加工，并應用于各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的管理和決策之中，以實現(xiàn)礦山生產(chǎn)的系統(tǒng)優(yōu)化，達到提高資源的綜合利用率、降低生產(chǎn)成本、實現(xiàn)利潤最大化的目的。高效快速的推進礦山網(wǎng)絡化、數(shù)字化、信息化、綜合自動化在煤礦企業(yè)的整體應用。礦井綜合自動化系統(tǒng)實現(xiàn)了全礦范圍內(nèi)的管控一體化，為實現(xiàn)全礦整體效益的提高、信息技術的提升和穩(wěn)定、經(jīng)濟運行的根本目的打下堅實基礎。隨著現(xiàn)代煤礦采掘工業(yè)中計算機自動化技術的廣泛應用，以及無人化、少人化、自動化煤礦采掘概念的逐步推廣，煤礦采掘安全作業(yè)的需要，擁有實時、高效、可靠，高度集成化、智能化的一體化綜合自動化系統(tǒng)越來越成為現(xiàn)代煤礦采掘監(jiān)控調度中心進行生產(chǎn)及安全管理的重要工具。二、 建設必要性和意義煤礦所帶來的經(jīng)濟是我國國民經(jīng)濟中占有非常重要的地位。而煤炭工作又是非一般的工作，具有一定的危險性，然而其信息化建設顯得尤為重要。MSS系統(tǒng)的引入，是通過先進的技術將各生產(chǎn)系統(tǒng)及相關輔助系統(tǒng)和公用系統(tǒng)等聯(lián)成第1頁一體的通訊網(wǎng)絡，組成管控一體化的實時監(jiān)控信息系統(tǒng)。從廠級管理的高度對各機器實現(xiàn)參數(shù)監(jiān)測、設備檢測、故障診斷及性能計算和耗差分析等指導礦井運行，有效地提高礦井各子系統(tǒng)運行的安全性、經(jīng)濟性和可靠性。延長設備使用壽命，減少重大事故的發(fā)生，及由此帶來巨大的經(jīng)濟效益，從根本上保證了礦井的安全運行及經(jīng)濟利益。建立礦井綜合自動化系統(tǒng)的主要表現(xiàn)如下：監(jiān)視、指導各子系統(tǒng)的運行安全是煤礦生產(chǎn)的重要前提，當?shù)V井在一定的負荷下運行時，各系統(tǒng)參數(shù)存在著與負荷及其他運行條件對應的理想值，通常稱之為目標值。這些目標值是根據(jù)設計、運行、實驗等技術參數(shù)確定的，礦井在運行過程中，如果這些參數(shù)偏離了目標值，就會造成經(jīng)濟損失。因此MSS系統(tǒng)應具有礦井各子系統(tǒng)的運行參數(shù)，在其發(fā)生偏離時，及時警告并對偏離進行分析計算，得出調整的操作方式，以指導礦井的運行優(yōu)化。降低企業(yè)的人力、物力消耗MSS系統(tǒng)應根據(jù)礦井運行情況適時調整人力和輔助生產(chǎn)材料調度建議，對礦井各子系統(tǒng)協(xié)調運轉進行有機的調整、及時優(yōu)化系統(tǒng)運行條件，減少損耗，降低礦井運行的成本，從整體和全局觀點出發(fā)，降低煤礦企業(yè)的生產(chǎn)成本。采用新技術設備，培養(yǎng)“多面手”檢修工人，實現(xiàn)礦井局部的無人值守；對運行設備的在線監(jiān)測，綜合考慮設備的檢修周期，有記錄、提醒對設備的檢修并進行設備的備品備件管理，對待運行主設備配套輔助設備部分的節(jié)電管理?？茖W的分配人力、物力，均衡設備運行時間，以獲取煤礦企業(yè)產(chǎn)生最大的經(jīng)濟效益。管控一體化隨著中國國家煤礦體制改革的深入發(fā)展，企業(yè)的生產(chǎn)成本已經(jīng)成為煤礦系統(tǒng)順應經(jīng)濟改革的必然發(fā)展趨勢。由于煤炭市場的出現(xiàn)，使煤礦生產(chǎn)調度、運行方式、決策管理、計劃和財務各部門圍繞煤礦企業(yè)最大利益目標而工作，就必須加快企業(yè)信息化建設，高度重視整合企業(yè)的軟、硬件資源，生產(chǎn)過程實時信息資源。綜合考慮管理信息系統(tǒng)和生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的整合，加快MSS系統(tǒng)的應用及IT技術的提升，以實現(xiàn)全礦范圍內(nèi)的管控一體化提供了堅實基礎。實現(xiàn)礦井各子系統(tǒng)和諧運行根據(jù)礦井總調所下達的全礦產(chǎn)煤量總指標，在現(xiàn)有的采煤環(huán)境下，對各采掘機、采掘隊出力實施不同的負荷分配方式，各生產(chǎn)運轉系統(tǒng)的所需時間有效分配每天運轉時間、檢修時間、緊急情況調用時間。因此，MSS系統(tǒng)應進行科學合理的負荷分配，在滿足礦井產(chǎn)第2頁煤量時，以大偏差優(yōu)先，小偏差優(yōu)化為原則，同時，根據(jù)各子系統(tǒng)負荷響應性能，盡可能各子系統(tǒng)負荷優(yōu)化操作條件，以獲取礦井整體的和諧運行。三、 礦井綜合自動化系統(tǒng)設計目標在設計中采用先進的自動化、通訊、計算機網(wǎng)絡、軟件編程技術對礦井上下的自動化系統(tǒng)進行系統(tǒng)集成，實現(xiàn)在礦調度監(jiān)控中心對各自動化系統(tǒng)的“管控一體化”。使整個系統(tǒng)達到國內(nèi)、國際先進水平，保證10年不落后。在網(wǎng)絡平臺的設計中采用多種網(wǎng)絡技術保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性、可靠性、安全性，使網(wǎng)絡具有較強的適應性和開放性。采用的通用軟件開發(fā)方式、編程語言、標準的接口技術，為用戶提供運行穩(wěn)定、操作方便、界面友好的應用軟件，應用軟件具有較高的開放性，較強的組態(tài)性。針對不同的網(wǎng)絡隱患采用釆用不同的安全防范技術對網(wǎng)絡進行設計。利用綜合自動化的信息平臺建立防災指揮決策系統(tǒng)，以提高礦井防災救災的響應速度，降低人員傷害及財產(chǎn)損失。設備選型既要先進又要考慮煤礦特殊的工作環(huán)境對設備的要求。四、 礦井綜合自動化設計最終的效果我們將根據(jù)為礦井信息化服務的多年經(jīng)驗，有針性的對礦井綜合自動化控制系統(tǒng)進行信息集中、控制分散，礦井綜合自動化控制系統(tǒng)建設總效果是：在生產(chǎn)設備質量可靠、環(huán)境條件許可、生產(chǎn)機構和管理水平配套的情況下，逐步做到井下除采掘進頭以外的所有電器設備均能在地面調度中心集中控制和監(jiān)視，井下各系統(tǒng)的控制實現(xiàn)無人值守，進有巡檢工進行巡視和維護；對地面各車間除副井絞車房、鍋爐房和瓦斯抽放站外，均實現(xiàn)無人職守，設備的控制和監(jiān)視均在調度中心進行，實現(xiàn)全礦的管控一體化。＞網(wǎng)絡系統(tǒng)建設效果：通過網(wǎng)絡技術將各個部門的實時數(shù)據(jù)形成一個有效的整體。使有權限用戶在網(wǎng)上任一臺計算機上瀏覽WEB信息，包括生產(chǎn)和管理的數(shù)據(jù)、圖形、動畫和圖像信息。有權限用戶在網(wǎng)上任一臺計算機上向監(jiān)控子系統(tǒng)中的控制設備發(fā)送權限允許的控制操作，并得到與其對應的操作響應和反饋。各專業(yè)調度工作站通過軟件實施可以完成原子系統(tǒng)主機的操作和處理功能。＞綜合自動化平臺建設效果：實現(xiàn)全礦井各個分散的控制單元全部聯(lián)網(wǎng)，最終實現(xiàn)各分散的子系統(tǒng)高度集中到調度指揮中心，由調度指揮中心統(tǒng)一指揮調度室礦井各個控制第3頁層設備，為全礦井管理信息系統(tǒng)提供原始數(shù)據(jù)，最終實現(xiàn)礦井管控一體化綜合控制。通過全礦井綜合自動化控制，有效地減少井下人員，提高設備的運轉率，保障煤礦安全生產(chǎn)，降低設備損耗，提高礦井綜合自動化控制，有效地減少井下人員，提高設備的運轉率，保障煤礦安全生產(chǎn)，降低設備損耗，提高礦井綜合經(jīng)濟效益。＞管理信息系統(tǒng)建設效果：基于企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的目標、運用現(xiàn)代科學技術和先進的管理理念，建立健全先進、實用、安全、統(tǒng)一的礦井數(shù)字化信息工作安全生產(chǎn)管理平臺系統(tǒng)，完善企業(yè)綜合自動化基礎建設，實現(xiàn)安全、生產(chǎn)、地測的三維可視化；安全監(jiān)測、生產(chǎn)指揮調度的監(jiān)測監(jiān)控綜合自動化，實現(xiàn)企業(yè)資源規(guī)劃的一體化，管控一體化、市場營銷網(wǎng)絡化，企業(yè)管理辦公自動化，并實現(xiàn)對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營決策的智能化支持。＞信息通道建設效果：信息通道建立，可以全面考慮所有系統(tǒng)的傳輸冗余，使所有子系統(tǒng)成為一個有機的整體，統(tǒng)一使用光纖環(huán)網(wǎng)做信息傳輸通道，在系統(tǒng)建設成本方面，節(jié)約了整個系統(tǒng)的傳輸費用；在系統(tǒng)安全方面，使子系統(tǒng)設備區(qū)域化，大大提高了子系統(tǒng)安全性；在系統(tǒng)實時性方面，由于系統(tǒng)采用光纖以太網(wǎng)絡，PLC子系統(tǒng)從總線通信發(fā)展到以太網(wǎng)通信，分站子系統(tǒng)從以前的單串口通信到多串口并發(fā)通信，從而大大的提高了系統(tǒng)的傳輸速率。五、建設綜合自動化系統(tǒng)的原則和依據(jù)煤礦綜合自動化系統(tǒng)建設思路應以生產(chǎn)過程自動化為基礎、管理信息化為本質、三維可視化為直觀表現(xiàn)形式、領導決策分析為管理依據(jù)的四位一體的礦井綜合自動化集成平臺?？紤]礦井綜合自動化控制系統(tǒng)工程的實際應用狀況和將來的發(fā)展趨勢，各系統(tǒng)的實際需求及具體的使用特性，同時兼顧技術新舊更替不斷加快的特點，整體方案設計遵循以下設計：1、設計原則先進性、成熟性：使用先進、成熟、實用和具有良好發(fā)展前景的技術，使得各個子系統(tǒng)具有較長的生命周期，不盲目追求高檔次，既能滿足當前的需求，又能適應未來的發(fā)展。實用性：由于現(xiàn)代煤礦企業(yè)的安全、生產(chǎn)監(jiān)控及調度任務、各職能部門之間業(yè)務的聯(lián)系在很大程度上是以網(wǎng)絡為基礎，而安全、生產(chǎn)監(jiān)控則對數(shù)據(jù)的實時性要求很高。因此，在設計上應保證網(wǎng)絡的處理能力和帶寬越大越好。可靠性：高效穩(wěn)定的系統(tǒng)，能提供全年365天，一天24小時的不停頓運作。對于安裝第4頁的服務器、終端設備、網(wǎng)絡設備、控制設備與布線系統(tǒng)，必須能適應嚴格的工作環(huán)境，特別考慮要適應煤礦井下高溫、高濕、高瓦斯的客觀環(huán)境，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定。在硬件選型、線路、支撐環(huán)境及結構上都必須高質量，并保證核心網(wǎng)絡設備具備冗余。安全性：網(wǎng)絡的各個環(huán)節(jié)要盡可能多的提供安全保密措施，來保證網(wǎng)絡的性能。安全描施應包括：防病毒、防黑客、防止非法或越權訪問、傳輸加密、安全策略控制等。設備和終端必須反應快速，充分配合實時性的需求。易操作性：先進且易于使用的圖形人機界面功能，提供信息共享與交流、信息資源查詢與檢索等有效工具。完整性：提供與各種外界系統(tǒng)的通信功能，確保信息的完整性并充分利用在整體系統(tǒng)的運作上。提供易于使用的數(shù)據(jù)庫功能，讓使用者能隨時查詢信息及制作所需的報表?；ヂ?lián)性和可擴展性：把各子系統(tǒng)有機結合起來，滿足信息層結構中各層之間信息溝通，增加各子系統(tǒng)之間的互聯(lián)性和可擴展性。充分考慮將來需求的成長空間，所提供的系統(tǒng)平臺與技術將充分配合未來功能及擴充項目的需求，以避免將來重復的投資。標準化、結構化、模塊化的設計思想貫徹始終，奠定了系統(tǒng)開放性、可擴展性、可維護性、可靠性和經(jīng)濟性的基礎。經(jīng)濟性：在一定的資金資源下，盡量有效地利用，以適當?shù)耐度?，建立一個盡可能高水平的、完善的網(wǎng)絡系統(tǒng)。2、設計依據(jù)《煤炭安全規(guī)程》2010年《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范》AQ1029-2007《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術要求》AQ6201-2006《煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)通用技術條件》MT/T1004-2006《煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)軟件通用技術要求》MT/T1008-2006《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》GB50343-2004《電子計算機機房設計規(guī)范》GB50174-93《電子計算機場地通用規(guī)范》GB/T2887-2000《爆炸性氣體環(huán)境用防爆電氣設備》GB3836《礦用一般型電氣設備》GB12173-1990《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安全型電路和電氣設備》第5頁第第頁A輸入電壓：AC127V,380V,660V（變壓器抽頭方式），波動范圍：標稱值的75%?110%A諧波：不大于5%；A頻率：50Hz,允許偏差±5%；A功率：W50W。2、主要技術指標2.1備用電源A電池種類：6-DZMJ-10鉛晶電池，12V/10Ah；A工作時間：M2h；?最高充電電壓：13.8V；?放電終止電壓:10.5?11.5V：2.2光信號接口尸接口數(shù)量：3個；尸傳輸方式：全雙工，波長為1310n