各自动化系统的现场设备如PLC或专业控制器就近接入工业以太网,工程师站和管控服务器通过地面交换机接入网络,建立数据传输的高速通道,并采取以下作业步骤,实现信息的有机集成。
(1)在管控服务器中安装矿井综合自动化软件平台,经过控制层和设备层将各自动化系统的数据通过工程师站或现场PLC集成到矿井综合自动化软件平台上。集成方式选用简单、易行的应用层协议,即运用统一的通信协议、统一的接口、统一的编码方式将各自动化系统的监控数据来进行采集、分析、处理、汇总,除了安全监控系统采用文件方式来进行数据交换外,其它自动化系统全部采用OPC方式接入矿井综合自动化软件平台。
某煤矿位于江苏省境内,是一座具有先进管理经验的大型矿井。该矿采用全矿井综合自动化系统,由天地(常州)自动化股份有限公司设计并协助完成。全矿井综合自动化系统集检测、监控、管理于一体,能通过监测数据的采集、处理及分析对全矿的安全生产状况做综合性动态分析,从而为领导制定决策提供相关依据,以实现矿井安全、高效、集中运行生产,达到提高工作效率、改善工作作业环境、提高矿井作业安全系数的目的。
(6)建立了区域生产作业环境评估机制。全矿井综合自动化系统通过综合分析不同作业地点影响安全的各类数据,给出该工作地点正常、异常、较危险、很危险的评价结果。评价结果通过不同的颜分显示,从而将矿井各作业地点的安全状况直观展示给调度人员,提高了调度人员的管理效率。
(2)将矿井综合自动化软件平台与设备管理信息系统、安全管理系统、综合消息平台做联机。其中,各自动化系统、设备管理信息系统、安全管理系统提供基础信息,而预警信息通过消息平台发送到相关管理人员的手机上或通过计算机桌面消息方式提醒管理人员,使他们能及时了解矿井的安全生产状况,在必要时采取解决措施。
(3)当所有的数据经过分析处理后,在调度室大屏幕和调度台工作站上显示。监控数据和矢量图形采用在线组态方法,可创建形象、直观的生产动态监视画面,实时显示矿井生产工况和环境监视测定数据,从而使调度管理人员在紧急状况下及时远程遥控井下设备。
(4)实现了系统分级控制功能。全矿井综合自动化系统可通过矿井综合自动化软件平台控制多个自动化系统中设备的开停,以保证当井下发生紧急状况时,根据自身的需求通过该软件平台手动或自动控制井下设备,以减少不必要的损失。
(5)建立了应急预案指挥体系。全矿井综合自动化系统建立了一个针对各种危险源和事故的预案库及完整的预案库管理工具,并可不断地修正和完善预案库。当系统产生危险提示或井下发生意外事故时,系统自动启动预库案,并调出相应的避灾路线图,指导调度指挥人员正确及时地处理危险或事故。当具备外部相关条件时,系统可启动预案库的自动执行工具,并可记录结果。
【摘要】全矿井综合自动化系统是随计算机技术、信息处理技术和通信技术等技术的发展而出现的为矿山数字化建设服务的先进新型系统,全矿井综合自动化系统在煤矿中的应用一方面能提高煤矿工作效率,改善工作作业环境,另一方面也能提高矿井作业安全系数,增加企业核心竞争力。因此研究全矿井综合自动化系统的发展与应用意义深远。本文以江苏某矿为研究对象,介绍了全矿井综合自动化系统在该矿的应用情况,并详细分析自动化系统的结构、工作原理、系统特点与基本功能。实践证明,自该矿引进全矿井综合自动化系统以来,实现了加强煤矿运输、通风、瓦斯抽采等生产环节的远程监控的目的,大幅度减少了矿井生来自安全事故。
该矿井是一个高产高效的现代化矿井,为提高矿井安全生产的效率,通过全矿井综合自动化系统,对矿井提升系统、运输系统、通风机、110kV变电所、井下水泵、瓦斯抽排系统、选煤系统、安全监控系统、压风机、锅炉系统等工业生产环节实行统一操作、集中监控、统一调度。此系统根据管控一体化思想,以3层的系统结构——管理层(以太网)、控制层(冗余工业以太环网)、设备层(现场总线)为基础,将上述系统统一在一个网络站点平台上,便于对矿井生产状况做实时监控,并为管理决策提供相关依据。全矿井综合自动化系统网络拓扑结构如图1所示。
(2)实现了数据传输故障诊断功能。全矿井综合自动化系统利用本地丰富的软、硬件资源,采用一定的技术策略实时监控不同自动化系统的运作情况及工业控制网络,准确判断影响数据传输的故障,为系统的正常运行及日常维护提供了保障。
(3)实现了不同自动化系统间的互联动,即环境监控系统、电力监控系统、数字工业视频系统、安全管理系统、调度通信系统、短信报警平台间的互联动功能。
该系统采用3层体系结构,且控制层采用工业以太环网,设备层采用现场总线,保证了现场子系统的实时性;环网冗余,可快速建立连接及连接恢复,恢复时间20ms(500ms);主干冗余网采用单模光纤,传输速率为100/1000Mbit/s;全线产品采用工业级产品,确保了整个自动化系统长期连续可靠地运行;采用多种硬件、软件安全措施,保证了系统运行的安全性和可靠性;强大的数据综合及后台处理功能支撑通风管理系统、安全管理系统等专家系统的运转,为整个矿井的现代化综合管理提供数据基础,真正意义上实现了矿井的管控一体化。
(1)实现了不同自动化系统的数据集成。通过简单易行的应用层协议,全矿井综合自动化系统实现了各自动化系统监控数据的采集、分析、处理、汇总,这些监控数据包括环境监控系统、电力监控系统、调度通信系统、数字工业视频系统、人员监测系统、胶带运输系统、洗煤厂集中控制管理系统数据等,为进一步提供数据打下了应用基础。
(4)系统对集成后的各类数据来进行深加工、分析,以产生比较有价值的信息和实现多系统之间的互联动。例如可以直观地在大屏幕上显示矿井各区域的安全状况,可以在危险时及时提供该区域的人员分布情况、视频图象、主要设备正常运行情况、救灾物资储备情况、人员撤离路线)由于矿井综合自动化软件平台支持Web方式浏览数据,公司领导和各生产职能部门可利用互联网随时掌握矿井生产动态和安全状况。