淺談成莊礦綜合自動化平臺建設(shè)

陳妮妮

【摘要】 本項(xiàng)目所屬領(lǐng)域?yàn)楣I(yè)自動化控制領(lǐng)域，本文通過對成莊礦綜合自動化平臺建設(shè)的闡述，主要研究和解決成莊礦現(xiàn)有自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)不能共享的問題，在數(shù)據(jù)中心現(xiàn)有硬件基礎(chǔ)上，利用統(tǒng)一組態(tài)平臺將現(xiàn)有自動化系統(tǒng)進(jìn)行集成，達(dá)到信息實(shí)時(shí)共享、統(tǒng)一管控的目的。

【關(guān)建詞】 綜合 自動化 平臺 建設(shè)

一、綜合自動化集成平臺搭建的背景

1.1 搭建綜合自動化集成平臺的背景

成莊礦綜合自動化建設(shè)起步于1996 年，先后建立起了瓦斯監(jiān)測監(jiān)控、工業(yè)視頻監(jiān)控、人員定位、主提升監(jiān)控系統(tǒng)等二十余個(gè)自動化系統(tǒng)，但隨著礦井的發(fā)展系統(tǒng)不斷增加，這些單個(gè)的自動化系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，各系統(tǒng)信息無法共享和再利用，報(bào)警信息不能聯(lián)動，系統(tǒng)管理及綜合應(yīng)用越來越困難。為實(shí)現(xiàn)各個(gè)自動化系統(tǒng)間的互聯(lián)互通，2013 年11 月開始實(shí)施綜合自動化集成平臺。

1.2 與國內(nèi)外同類技術(shù)相比優(yōu)勢

在系統(tǒng)架構(gòu)方面，平臺采用第四代SCADA 技術(shù)為支撐，采用internet 技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、java 等技術(shù)，通過使用標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)方式、開發(fā)語言和開發(fā)工具完成平臺的搭建，平臺采用分層分布式架構(gòu)，第一層為數(shù)據(jù)采集層，集成了200多種數(shù)據(jù)通信協(xié)議和廠家開發(fā)庫，第二層為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫（對用戶開放），第三層為開放的用戶界面設(shè)計(jì)（對用戶開放），形成了合理的結(jié)構(gòu)，便于故障查找、單系統(tǒng)接入。在系統(tǒng)集成方面，將各子系統(tǒng)信息通過標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)交換方式與綜合監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)存取，并將各子系統(tǒng)的信息進(jìn)行綜合處理，解決各專業(yè)間數(shù)據(jù)的集成和聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)各監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)由單一工作向協(xié)同工作的提升。與國內(nèi)外大型煤礦企業(yè)相比，處于先進(jìn)水平。

二、綜合自動化集成平臺的搭建

2.1 調(diào)研分析

通過對多個(gè)省屬煤礦企業(yè)考察調(diào)研，結(jié)合礦井實(shí)際狀況，平臺開發(fā)工具選用能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分層分布的平臺性工具，便于現(xiàn)有系統(tǒng)集成和后期維護(hù)。綜合自動化平臺要支持自動化類系統(tǒng)的集成，且支持通信類、文本類、視頻類等各類系統(tǒng)及功能的集成及多專業(yè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成和聯(lián)動，同時(shí)要能實(shí)現(xiàn)不同級別報(bào)警信息的分類推送。系統(tǒng)必須形成統(tǒng)一的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫，保證系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)共享、互為調(diào)用聯(lián)動、歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等功能的有效實(shí)現(xiàn)。

2.2平臺搭建

2.2.1系統(tǒng)硬件架構(gòu)

調(diào)度中心設(shè)2臺操作員工作站（雙屏）和1臺大屏幕工作站；在監(jiān)測中心機(jī)房設(shè)3臺服務(wù)器、4臺FEP工作站、2臺通訊采集器、1臺工程師維護(hù)工作站；在皮帶集控機(jī)房設(shè)2臺皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)工作站（見圖1）。

礦井綜合自動化平臺將需接入的各子系統(tǒng)信息通過標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)交換方式與綜合監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)存取，并將各子系統(tǒng)的信息進(jìn)行綜合處理。平臺負(fù)責(zé)將實(shí)時(shí)、歷史及綜合分析后的信息提供給系統(tǒng)中的用戶。

2.2.2系統(tǒng)軟件架構(gòu)

系統(tǒng)采用SCADA及監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的應(yīng)用軟件，基于模塊化設(shè)計(jì)，采用B/C/S架構(gòu)，提供模塊之間的透明訪問，即在同一臺機(jī)器或者網(wǎng)絡(luò)上不同的機(jī)器上運(yùn)行的模塊之間都能夠通過平臺進(jìn)行無縫通訊。

2.2.3平臺功能

平臺集成各子系統(tǒng)開發(fā)工藝流程監(jiān)測畫面，對各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)、設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可將報(bào)警信息進(jìn)行分級，篩選重組。在緊急情況時(shí)調(diào)度人員可將系統(tǒng)報(bào)警信息根據(jù)報(bào)警級別自動發(fā)送到不同管理人員的手機(jī)終端。用戶可以通過鼠標(biāo)滾輪或拾取桌面快捷工具對監(jiān)控畫面進(jìn)行整體縮放、區(qū)域縮放、畫面拖動等功能，縮放時(shí)監(jiān)測信息可根據(jù)主次區(qū)分逐一顯示。平臺按事件發(fā)生的時(shí)序記錄和存儲系統(tǒng)發(fā)生的所有事件信息，趨勢分析可對有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。系統(tǒng)具備Web發(fā)布功能，操作員站配置雙屏顯示方式，每個(gè)操作站配置2臺顯示器，以實(shí)現(xiàn)多種顯示和操作功能，實(shí)現(xiàn)與大屏幕系統(tǒng)的交互，為緊急情況下提供了更好的調(diào)度方式。平臺可以實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、電力監(jiān)控等系統(tǒng)聯(lián)動功能。

2.2.4各子系統(tǒng)功能

主運(yùn)子系統(tǒng)將各皮帶集成顯示在同一集控界面，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及重要參數(shù)的監(jiān)視監(jiān)控；輔運(yùn)子系統(tǒng)根據(jù)采掘工程圖相應(yīng)位置，集中顯示9部猴車的組態(tài)畫面，顯示主井索道猴車、2103索道猴車、二五索道猴車等5部猴車運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)；綜采子系統(tǒng)集成工作面采煤機(jī)、支架、皮帶、三機(jī)等設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài)；瓦斯抽放系統(tǒng)采取總圖和分圖的形式，總圖按照采掘工程圖繪制反應(yīng)礦井主要抽放管路和瓦斯流向，從總圖可以導(dǎo)航到各泵站子系統(tǒng)各泵站實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)。

三、綜合自動化集成平臺在成莊礦的推廣應(yīng)用效果

成莊礦綜合自運(yùn)化平臺成功實(shí)施并投入運(yùn)用以來，大采高工作面設(shè)備參數(shù)已能傳至綜合自動化集成平臺，主運(yùn)系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)了集中控制，輔運(yùn)系統(tǒng)也實(shí)施了礦車膠輪車定位系統(tǒng)及各提升系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控；通風(fēng)系統(tǒng)將井下各地點(diǎn)的瓦斯?jié)舛?、風(fēng)速、CO、溫度等數(shù)據(jù)集中上傳，并實(shí)現(xiàn)大屏顯示及超限報(bào)警斷電功能；監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)將井下所有視頻監(jiān)控信息集中接入綜合自動化集成平臺，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控信息的靈活調(diào)用；通過實(shí)施人員定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)入井人員的實(shí)時(shí)管控；洗選廠實(shí)現(xiàn)原煤、洗煤、洗末、外運(yùn)各車間集中控制、廠部遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。綜合自動化平臺自運(yùn)行以來，大量管理人員從繁瑣的手工事務(wù)性勞動中解脫出來，推動崗位司機(jī)由盯崗到巡崗的轉(zhuǎn)變。

四、結(jié)束語

成莊礦綜合自運(yùn)化平臺成功的建成，實(shí)現(xiàn)礦井大量數(shù)據(jù)共享，各子系統(tǒng)的報(bào)警聯(lián)動，減少礦井災(zāi)難所造成的損失，有效降低人員成本。實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動控制，減少工人勞動強(qiáng)度，提高對設(shè)備的故障分析和判斷能力，減少停機(jī)事故。大量的安全生產(chǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)中心進(jìn)行轉(zhuǎn)換、整理、挖掘，對礦井的安全生產(chǎn)狀況進(jìn)行綜合性動態(tài)分析，為領(lǐng)導(dǎo)科學(xué)決策提供依據(jù)，提升了礦井整體自動化水平，發(fā)揮自動化系統(tǒng)的綜合管理效益，對于實(shí)現(xiàn)煤礦管控一體化，提高礦井的安全生產(chǎn)管理調(diào)度水平起到了促進(jìn)的作用也推進(jìn)了礦井的數(shù)字化建設(shè)進(jìn)程。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 李俊士，淺談煤礦綜合自動化與信息化，科技風(fēng)，2013（3）：107-108；

[2] 付耀杰，張麗，煤礦綜合自動化數(shù)據(jù)集成平臺建設(shè)的思考，山東工業(yè)技術(shù)，2013（11）：25-26；

[3] 趙諾善，光遷通信在煤礦企業(yè)的應(yīng)用，科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2008年第18卷第32期。