礦井綜合自動化系統(tǒng)平臺設計技術(shù)研究

黃勤

[摘 要]目前，煤礦綜合自動化與信息化建設相對落后，已有系統(tǒng)大多自成體系，信息不能互通，難以為全礦的決策提供有效的數(shù)據(jù)支持，不利于煤礦安全生產(chǎn)，不能發(fā)揮自動化的綜合效益。建設一個統(tǒng)一的綜合自動化信息化集成平臺，可以有效整合各類資源，通過綜合分析、處理、統(tǒng)計、優(yōu)化、控制，從而實現(xiàn)礦井綜合自動化系統(tǒng)的“集中監(jiān)測、監(jiān)控”，達到礦井“管、控、監(jiān)”一體化和“機械化換人，自動化減人”目的，為礦井安全生產(chǎn)提供重要保障。

[關(guān)鍵詞]煤礦綜合自動化 系統(tǒng)平臺 設計技術(shù)

中圖分陳類號：TD393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）05-0251-01

一、礦井綜合自動化系統(tǒng)平臺建設思路

（一）設計思路

“兩個平臺、三個功能層”

兩個統(tǒng)一平臺：統(tǒng)一的數(shù)據(jù)、音頻、視頻基礎傳輸網(wǎng)絡平臺；統(tǒng)一的應用系統(tǒng)軟件及數(shù)據(jù)庫平臺；

三個功能層次：管理決策層、信息采集及控制執(zhí)行層、信息集成處理層。

（二）綜合信息自動化平臺采用SCADA系統(tǒng)平臺

對現(xiàn)場運行設備進行數(shù)據(jù)采集、設備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等監(jiān)視和控制，配有實時歷史數(shù)據(jù)庫，具備海量歷史數(shù)據(jù)存儲和查詢分析的能力，為日后信息管理和調(diào)度系統(tǒng)優(yōu)化提供完整的數(shù)據(jù)系統(tǒng)。

人機界面劃分為煤流生產(chǎn)系統(tǒng)、生產(chǎn)保障系統(tǒng)、礦井供電系統(tǒng)、安全環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)四大板塊，后期將延展出采煤生產(chǎn)和掘進生產(chǎn)及生產(chǎn)輔助板塊。

（三）硬件部分設計

硬件部分的集成以服務器為核心，綜合自動化的服務器配置如下：

數(shù)據(jù)庫服務器、管控服務器、I/O服務器、Web 服務器、網(wǎng)關(guān)服務器、工程師站、操作員站、安全設備。

（四）系統(tǒng)接入技術(shù)要求

上位機軟件支持標準的OPC接口，且提供數(shù)據(jù)點表及通信協(xié)議，并配合接入。采用上位機或者通訊分站接入時，上位機需預留網(wǎng)絡通訊接口，或者提供通過轉(zhuǎn)換后能夠提供標準的RJ45口。采用PLC方式接入時，控制器需采用主流設備，且配置網(wǎng)絡模塊。

二、礦井綜合自動化系統(tǒng)平臺設計內(nèi)容

（1）煤流生產(chǎn)系統(tǒng)，包括井下皮帶、自動裝卸載及主井提升、地面生產(chǎn)系統(tǒng)等控制子系統(tǒng)。各子系統(tǒng)獨立進行遠程控制，進一步實現(xiàn)各子系統(tǒng)之間按設定的聯(lián)動閉鎖關(guān)系實現(xiàn)井下到地面整個煤流系統(tǒng)的一鍵式啟停。煤流生產(chǎn)設置2臺控制上位機、2個煤流視頻監(jiān)視上位機，分屏實時監(jiān)視現(xiàn)場情況 。

（2）生產(chǎn)保障系統(tǒng)，包括安全生產(chǎn)主要保障環(huán)節(jié)和生產(chǎn)輔助環(huán)節(jié)，通風、壓風、排水、副井等。根據(jù)煤礦生產(chǎn)特點、技術(shù)成熟度和控制可靠性的不同，可分為遠控類子系統(tǒng)和監(jiān)測類子系統(tǒng)。隨著接入監(jiān)控子系統(tǒng)的不斷增多，該版塊要適時裂變出生產(chǎn)輔助板塊。

（3）礦井供電系統(tǒng)，包括礦井變電、地面供電、井下采區(qū)供電系統(tǒng)。實現(xiàn)地面35KV變電所及主要車間配電開關(guān)、井下中央及采區(qū)變電所的遠程監(jiān)控。

（4）安全環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，包括安全監(jiān)控系統(tǒng)、井下人員定位系統(tǒng)等。其功能以安全監(jiān)測、預警報警和安全環(huán)境數(shù)據(jù)、信息處理、共享。

三、礦井綜合自動化系統(tǒng)功能

（1）信息綜合功能：系統(tǒng)能實時采集存儲各生產(chǎn)過程的重要信息數(shù)據(jù)，進行綜合處理，以實現(xiàn)設備的數(shù)據(jù)管理和分析。

（2）實時監(jiān)測功能：系統(tǒng)通過獲取井上下自動化設備的實時數(shù)據(jù)，將井下生產(chǎn)狀況以圖文一體化方式呈現(xiàn)出來。通過設置各類報警參數(shù)，系統(tǒng)能夠?qū)Ω鞣N生產(chǎn)異常狀況自動報警，提醒人員及時處理。

（3）系統(tǒng)控制功能：在操作員擁有控制權(quán)限且現(xiàn)場控制閉鎖解除時，能夠?qū)崿F(xiàn)子系統(tǒng)的遠程聯(lián)鎖集控，單臺設備的啟、停，自動控制系統(tǒng)的一鍵啟、停等。

（4）實時故障報警功能：當系統(tǒng)出現(xiàn)故障和報警的時候會自動彈出窗口，根據(jù)用戶自定義的等級嚴重性排序，并提供聲光報警。依據(jù)故障的影響程度進行分類、分級。類別包括：影響安全、影響生產(chǎn)、普通報警或故障；等級包括：一級、二級、三級。

（5）故障報警的記錄與查詢功能：系統(tǒng)具備各類故障報警的歷史紀錄，并能按子系統(tǒng)、故障類型、故障等級、用戶選定的起、終日期時間段進行查詢和生成報表。

（6）操作及事件記錄功能：系統(tǒng)對所有涉及系統(tǒng)配置操作，對子系統(tǒng)實施控制的操作都進行完整的記錄，并提供查詢事件信息的功能。

（7）授權(quán)管理功能：系統(tǒng)平臺提供安全的授權(quán)機制，確保系統(tǒng)的安全。

（8）綜合查詢功能：系統(tǒng)提供對設備運行信息，各類生產(chǎn)報表和操作報表以及歷史數(shù)據(jù)的曲線等功能。

（9）系統(tǒng)自診斷功能：實時監(jiān)測交換機、服務器、各系統(tǒng)等的通信和運行狀態(tài)。

（10）WEB瀏覽功能：采用Web發(fā)布平臺，將系統(tǒng)數(shù)據(jù)實時發(fā)布到信息網(wǎng)，管理者不需要安裝客戶端的情況下通過瀏覽器上看到最直接的流程數(shù)據(jù)和畫面。

（11）視頻聯(lián)動功能：設備啟停時，自動彈出相關(guān)視頻。 發(fā)生故障時，自動彈出故障點視頻畫面。人為手動調(diào)出任意視頻點。

（12）音頻聯(lián)動功能：設備啟停時，自動擴音通知。可以定時定點不間斷擴音通知。實現(xiàn)調(diào)度臺遠程控制區(qū)可以和各子系統(tǒng)之間任意雙向通信。