全矿井综合自动化方案

  

全矿井综合自动化方案

  千兆工业以太网传输平台就等于在矿区修建了一条信息高速公路,通过在地面及井下部署工业以太网交换机组成千兆工业以太网,将来井上井下各控制管理系统、工业电视系统都可以通过此传输平台汇聚到矿调度集控中心。

  各个系统的数据通过信息高速公路传输到统一的数据仓库,通过调度集成监控平台可以对全矿井的控制数据来进行统一的管理

  实时管理界面的功能:系统具有编辑态、置数态和运行态三个状态,在编辑态下可修改系统的一些消息类别、用户文本块和报警临界值,在置数态下可对一些动态变量做修改,在运行态下只能对实时模拟量数据来进行监视。

  报表曲线功能:系统提供实时、历史报表曲线。实时曲线画面反映一段时间间隔的实时数据的变化趋势。历史曲线画面反映过去某个时间段的实时数据变化趋势。通过曲线报表将子系统的各个主要设备参数连续的记录并保存,以便以后的查询,调用管理。

  考虑先进性、安全性、可靠性、实用性和兼容性,做到系统可靠运行、易扩展、升级,易与异构子网互连。

  设备故障或监测量超限时,专业子系统与集控平台同步显示故障设备名称、报警点及数值,并将故障报警信息存入数据库,供统计分析。

  由于考虑到工业以太控制网和矿管理信息网的安全隔离,通过千兆防火墙与局域网相连,实现以下安全要求:

  管理人员通过矿信息管理网上的PC终端,用IE浏览器访问工业以太网的Web服务器,可在信息网浏览和查询控制网的系统信息和做必要的权限控制。

  总之:系统运行后,设备稳定,传输可靠,系统安全,实现三网合一,达到监、管、控一体化及减员增效的目的,建成本质安全型的数字化矿井,并能体现建设的最新面貌,同时树立本矿职工的自信心和自豪感,鼓舞大家工作热情。

  综合自动化系统平台通过地面集控中心服务器对子系统的数据采集,在工程师站上完成各子自动化系统的组态,使子系统数据达到有效集成,实现综合监测和控制。

  大屏显示系统使用先进的等离子技术可将各系统控制画面及地面井下视频数据整体的展现出来

  提高安全生产管理上的水准的必要手段,对矿区内各预设位置做24小时监控,及时有效地发现问题和隐患,同时为领导决策和信息核实提供依据。

  全矿井综合自动化系统平台由软件集成和网络传输部分所组成,集控中心服务器与井下子系统通过标准的数据交换方式(如OPC等)进行数据通信与采集,并对数据来进行有效综合集成,将实时、历史及综合的数据形成生产调度信息,分析后为管理层提供决策依据,专业操作员根据相关信息对各系统进行操控,从而实现监、管、控一体化。

  井下设备须考虑防爆、防尘、抗高温潮湿和电磁干扰等要求。地面设备考虑防雷和抗电磁等干扰。

  集控中心能实时、准确的采集到子系统的工况及环境参数,并以图表的形式表现出来,实现监测与控制。

  下列标准包含的条文,通过在本技术规范书中引用而构成本技术规范书的条文。本技术规范书出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本技术规范书的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

  监控功能:能实时、准确地采集各子系统的数据,并以组态画面和组态图表的形式表现出来,在任何一个操作站上,各专业的操人员有各自的权限,可根据不同权限监视自动化系统设备运行工况,并可根据要求控制现场的设备。

  打印功能:能实时或按时间段打印各子系统相关设备的运行参数和运行状态,如开停状态、故障类型、故障发生时间等。

  目前个别控制子系统已实现远程控制,单各系统数据传输通道自成体系,没有全矿范围的统一工业控制网络规划,本次系统集成需建立全矿井的综合自动化网络系统,主干网络采用单模光纤传输(传输速率1000Mbps),能够把矿井的设备控制层各子系统连接到此系统平台上。在监控中心建设一个终端环(传输速率1000Mbps),通过此系统往下能对矿井内各控制子系统发布控制命令,并能监视各子系统内设备的运行状态,收集所需的生产和安全参数,并且往上能够通过Web服务器联接信息管理网,实现与集团公司之间的生产与管理信息交换。

  此次综合自动化建设的内容主要是建设统一的网络传输平台,将矿井的各个控制系统及各工业现场的视频监控汇聚到集成监控平台,充分考虑子系统的接入与整合,节省投资、资源共享,提高系统功能,并可与矿信息管理网实现无缝联接,从而为信息化矿井建设奠定坚实的技术基础。

  系统建成后,使各自动化子系统数据在异构条件下可进行相对有效集成和有机整合,实现相关联业务数据的综合分析,集控中心人员或相关专业部门人员通过相应的权限对安全和生产的主要环节设备实时监测和做必要的控制,实现全矿井的数据采集、生产调度、决策指挥的信息化,为矿井预防和处理各类突发事故和自然灾害提供有效手段。

  地面配置6台环网千兆交换机,为地面每台交换机配置UPS不间断电源,支持2小时延迟

  井下配置3台千兆隔爆交换机,为井下每台交换机配置矿用隔爆不间断电源,支持2小时延迟

  井下10KM主干20芯铠装矿用阻燃光缆,井下5KM分支8芯铠装矿用阻燃光缆

  服务器配置高性能的RAID功能(RAID5),在RAID5组内损坏一块硬盘不造成数据的丢失,可通过配置能马上用热备盘替代损坏的磁盘,来提升数据存储的安全性、可靠性

  调度集成平台建设是矿井综合自动化系统集成的核心内容,该平台采用国外知名大公司的SCADA软件,搭建统一的软件监控平台。在此平台上通过人机界面(HMI)可实时监测子系统设Leabharlann Baidu工况,并可对各子系统的I/O来控制。同时,通过存储的历史数据,可对各子系统的设备状况做分析、查询、统计。

  故障自诊断功能:具有强大的系统自诊断与故障报警功能,可准确判断设备故障类型、位置,并能提供图像和声音报警提示以及打印输出。

  系统维护和可扩展性:在工程师站上能够直接进行组态编程,同时兼做网管工作站,当子系统监控需求变化时可以很方便的进行调整。同时,为待建子系统留下接口,可以方便地组态和集成。

  系统容量:系统可采集64*1024个监控点,最多可扩展12*64*1024。

  高可用性和冗余功能:组态软件采用Client/Server架构,在集控中心设立两台服务器(互为冗余),两台服务器间自动实现数据的同步,并互为热备,当某台服务器故障时,另一台自动接替,以防止数据丢失。

  操控界面:界面友好,全汉字图形组态,支持动化技术、图形缩放技术、多级窗口技术等,数据、曲线实时显示,能进行多画面切换。

  核心交换机配置不少于4个千兆光纤接口,不少于24个百兆电口,并支持强大的端口扩展能力和网络路由功能

  环网交换机配置不少于2个千兆光纤接口,不少于12个百兆电口,并支持强大的端口扩展能力,接核心环网交换机不少于3个千兆光纤接口

  《EIA/TIA 568工业标准及国际商务建筑布线大楼通信综合布线系统标准(邮电部部颁行业标准)》

  支持虚拟局域网技术(VLAN),质量服务(Qos),多播过滤功能(IGMP),流量限制功能,模块可热插拔;

  支持HIPER-Ring超级冗余环技术,保证任何一个主交换机出现一些明显的异常问题,所有服务器和在线工作站可继续工作,环网重构时间严格小于50ms

  网络管理及实时故障诊断:支持WEB管理,SNMP协议,可实现远程实时在线故障诊断,当故障发生时,用户可在第一时间实现故障的诊断和定位

  历史事件记录功能:按时间顺序,将各个历史动作的顺序、时间记录下来,供事后分析用。

  实时报警功能:当设备故障或模拟量超限时,监控子系统与自动化平台同步显示故障设备名称、报警测点名称及数值。

  事故追忆功能:在设备参数超过预警门限时,系统自动将设备主要参数记录下来,供事后分析用。时间段长度可由系统维护人员在系统数据库中修改,事故前追忆点数和事故后延续点数也可在参数中修改。

  该平台要求接入的系统在软件上和硬件上都采用统一的国际标准接口接入到综合自动化系统平台中,目前子系统厂家繁多,软件通讯协议上也各不统一,通过该平台做软硬件的技术改造后可根据标准的方式实现现有系统的无缝接入。同时该系统还对将来建设的系统提出了接口上的要求,使待建系统建成后直接接入系统平台。

  在矿局域网和集团公司广域网之间通过防火墙和路由器,实现矿与集团公司之间的生产与管理信息安全交互。

  在本项目中,为确保全矿井综合自动化系统平台的安全性,拟采用以下网络安全措施来构建网络安全体系,包括网络安全、数据安全、数据存储、灾难备份与恢复、供电安全等

  采集冗余服务器、归档冗余服务器、Web浏览服务器、安全服务器、工程师站、操作员站、安全设备。

  硬件部分的集成以服务器为核心,为集成平台提供软件运行环境的硬件平台。在监控中心集成平台中,共有如下的服务器系统:

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