淺談口孜東煤礦管控一體化系統(tǒng)

【摘要】打造高產(chǎn)、高效的大型現(xiàn)代化礦井，綜合信息化、自動(dòng)化建設(shè)是關(guān)鍵，是礦井安全管理、生產(chǎn)管理、經(jīng)營管理、行政管理的中樞系統(tǒng)，因此，促使自動(dòng)化、信息化融合，提升管控一體化水平，是建設(shè)高產(chǎn)、高效的大型現(xiàn)代化、數(shù)字化礦井的首要問題。

【關(guān)鍵詞】信息化；數(shù)字化；管控一體化

一、概述

口孜東礦中央管控系統(tǒng)作為礦井自動(dòng)化控制與指揮的載體，系統(tǒng)建立在將礦井所有生產(chǎn)流程看作為一個(gè)整體的基礎(chǔ)上。通過實(shí)施管控一體化項(xiàng)目，優(yōu)化了礦井生產(chǎn)管理排程，提升礦井產(chǎn)能；利用生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、設(shè)備維修執(zhí)行效率、現(xiàn)場實(shí)際工作效率等對礦井工作計(jì)劃的制定提供數(shù)據(jù)支持和自動(dòng)生成合理的建議；構(gòu)建機(jī)器和設(shè)備維修信息專家?guī)?、?dòng)態(tài)優(yōu)化機(jī)器、設(shè)備檢修內(nèi)容和頻率，提升設(shè)備檢修效率、提高機(jī)器和設(shè)備的可用性，減少計(jì)劃外停機(jī)時(shí)間；能夠根據(jù)日常檢修計(jì)劃及執(zhí)行情況等相關(guān)信息統(tǒng)計(jì)各類備品備件的消耗情況，根據(jù)當(dāng)前庫存情況自動(dòng)生成合理的備品件的采購需求計(jì)劃，使計(jì)劃科學(xué)合理，減少備品備件庫存，提升通用備品件利用率；綜合應(yīng)用環(huán)境監(jiān)測、人員及機(jī)器設(shè)備過程數(shù)據(jù)等信息縮短礦井對事件的反應(yīng)時(shí)間，減少（尤其是在危險(xiǎn)地區(qū)的）人員及其他區(qū)域崗位工作人員，增加礦井安全水平；優(yōu)化機(jī)器設(shè)備運(yùn)行流程機(jī)制，減少能耗、降低能耗費(fèi)用支出；采用協(xié)同工作機(jī)制，提高工作協(xié)同水平；建立礦井按業(yè)務(wù)垂直專業(yè)化管理的煤礦生產(chǎn)運(yùn)營管理新模式和專業(yè)調(diào)度體系，實(shí)現(xiàn)減少礦井管理層級，提升礦井生產(chǎn)效率，降低礦井生產(chǎn)經(jīng)營成本的目標(biāo)。在有效提升礦井安全、生產(chǎn)管理效率之外對礦井生產(chǎn)經(jīng)營的其他方面帶來顯著提升。

二、系統(tǒng)層級及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

基于上述理念，管控一體化平臺分為三個(gè)層面：業(yè)務(wù)（控制）層、管理層、決策層。

業(yè)務(wù)（控制）層：面向企業(yè)業(yè)務(wù)操作人員，通過綜合自動(dòng)化平臺實(shí)現(xiàn)各生產(chǎn)系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)、安全監(jiān)測系統(tǒng)等的實(shí)時(shí)監(jiān)測、監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集、上傳。通過對井下人員、環(huán)境、設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測，動(dòng)態(tài)掌握井下人員運(yùn)動(dòng)軌跡，井下運(yùn)行環(huán)境情況，設(shè)備運(yùn)行工況，從而保障井下生產(chǎn)順利運(yùn)轉(zhuǎn)。

管理層：面向礦領(lǐng)導(dǎo)及各職能科室，通過綜合信息化平臺實(shí)現(xiàn)企業(yè)安全生產(chǎn)管理、固定資產(chǎn)管理、生產(chǎn)成本管理、材料管理、人力資源管理、計(jì)量能耗管理，通過對機(jī)電設(shè)備可能出現(xiàn)的故障做到提前預(yù)報(bào)，提前檢修，減少設(shè)備故障率。通過對制造成本的材料、人工工資、能耗的嚴(yán)格控制，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。

決策層：面向礦主要領(lǐng)導(dǎo)及集團(tuán)公司領(lǐng)導(dǎo)，通過數(shù)據(jù)分析平臺對生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的集成、加工處理，綜合歷史數(shù)據(jù)模型，對生產(chǎn)、安全情況、設(shè)備生命周期、成本消耗變化等進(jìn)行預(yù)測、預(yù)控、預(yù)判。

數(shù)據(jù)集成上，使用實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)數(shù)以萬計(jì)的工業(yè)級數(shù)據(jù)，使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)管理級業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，使用數(shù)據(jù)倉庫匯集決策級關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)采用了國內(nèi)獨(dú)特的建設(shè)模式。系統(tǒng)采用了世界先進(jìn)的本質(zhì)安全型、模塊化的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，多網(wǎng)同纜，在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)了控制網(wǎng)、安全網(wǎng)和視頻網(wǎng)的傳輸分離，簡化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得建設(shè)和維護(hù)成本得以大幅下降。

口孜東礦主干網(wǎng)絡(luò)采用冗余的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)是多環(huán)相接形成的菊花型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)具有極高的可靠性，每一個(gè)結(jié)點(diǎn)的設(shè)備均自環(huán)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)中任何一個(gè)位置出現(xiàn)故障都不影響網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的傳輸，在節(jié)點(diǎn)一端的光纜出現(xiàn)問題或者損壞時(shí)，數(shù)據(jù)會(huì)在毫秒級的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)從另一端進(jìn)行傳輸。

三、系統(tǒng)的先進(jìn)性

建設(shè)高度集成的管控一體化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)礦井的遠(yuǎn)程集中控制是自動(dòng)化發(fā)展的趨勢和要求。在集控中心全面引入了先進(jìn)的井下采煤作業(yè)的過程控制技術(shù)，成功建設(shè)了最新和高效的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，在集中監(jiān)控中心的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對礦井關(guān)鍵設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)視和遠(yuǎn)程操作。采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化組態(tài)軟件進(jìn)行編程，在地面進(jìn)行各類系統(tǒng)或設(shè)備的在線參數(shù)化，并通過地面支援中心進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷；下達(dá)故障指令并通知礦井人員及時(shí)處理，實(shí)現(xiàn)對各類資源的集中統(tǒng)一調(diào)度。在集控中心，集中了所有高端維修和自動(dòng)化專業(yè)人才，負(fù)責(zé)礦區(qū)設(shè)備維護(hù)工作。通過收集分析所有作電氣設(shè)備在線運(yùn)行的全部相關(guān)收據(jù)，對故障進(jìn)行早期診斷，指派并指導(dǎo)維修人員查找故障、盡量減小查找及排除故障的時(shí)間，保證生產(chǎn)的有序和設(shè)備的正常運(yùn)行。安全生產(chǎn)調(diào)度層和各級管理層等集中統(tǒng)一控制，徹底改變現(xiàn)有煤礦安全生產(chǎn)模式，建立起超級數(shù)據(jù)倉庫，在建立數(shù)學(xué)模型，充分進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘的基礎(chǔ)上，匯總并分析用于管理層的決策支持系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)礦井的管控一體化，使自動(dòng)化成為重要的決策支持系統(tǒng)。把集控中心建成為未來的技術(shù)支持中心、生產(chǎn)指揮控制中心和決策支持中心。未來的集控中心將利用標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)和工序、高效的自動(dòng)化設(shè)備、快速的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)、最新的調(diào)度室技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在集成的自動(dòng)化平臺下調(diào)用所有礦井的自動(dòng)化控制畫面，可檢測到所有的傳感器，通過整合不同部門甚至不同礦井的數(shù)據(jù)，增加包括所有合適程序管理的過程的透明度，實(shí)現(xiàn)跨部門、跨系統(tǒng)的采礦過程自動(dòng)化，從而最終達(dá)到提高生產(chǎn)力、建設(shè)本質(zhì)安全型礦井、增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和核心競爭力的目標(biāo)。

結(jié)束語

口孜東礦集控中心監(jiān)控系統(tǒng)以及現(xiàn)場各子系統(tǒng)信息全面集成，在口孜東礦集控中心及國投新集能源股份有限公司總部集控中心對口孜東礦生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)的智能管控，實(shí)現(xiàn)了上述兩個(gè)場所對口孜東礦生產(chǎn)過程設(shè)備系統(tǒng)的集中控制，生產(chǎn)過程機(jī)電設(shè)備監(jiān)控信息、礦井環(huán)境信息（包含CO、瓦斯等有害氣體含量監(jiān)測、通風(fēng)風(fēng)量、礦井壓力、礦井出水量、塌陷區(qū)塌陷狀態(tài)、巷道頂?shù)装逍巫兊龋⑷藛T狀態(tài)、物資供應(yīng)、井下物流、物料輸送、維修管理、工作計(jì)劃等系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)和關(guān)聯(lián)分析，實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)和信息多種形式的綜合應(yīng)用。為國投新集能源股份有限公司建立一個(gè)包括了人力資源管理的公司級集中自動(dòng)化控制與指揮的全面感知數(shù)字礦山 SCADA 系統(tǒng)平臺，口孜東礦中央管控系統(tǒng)作為礦井自動(dòng)化控制與指揮的載體，將礦井所有生產(chǎn)流程看作為一個(gè)整體的基礎(chǔ)上，能夠有效提升礦井工作協(xié)同和全礦井更高的自動(dòng)化程度，為礦井未來產(chǎn)量和效率的提升、人員安全和減少突發(fā)事件等方面提供可靠的技術(shù)保障。

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