煤矿综合自动化系统概述 * 一、什么是煤矿综合自动化系统 1.概念 煤矿综合自动化又称CIMAS（Computer Integrated Mine Automation System），基于CIMS（Computer Integrated Manufacturing System ） 原理而提出。综合自动化系统是应用信息技术、自动化技术、网络技术、计算机技术和煤矿生产的基本工艺技术对矿井生产的全部过程实现全面监控的系统，它把采掘生产设备监控系统、皮带运输监控系统、辅助生产设备监控系统等子系统数据来进行集中监控，实现生产及辅助生产各运行参数的统计和上传，这样使得煤矿生产和管理更加科学高效。同时将一些主要生产数据和安全情况向上一级管理部门进行汇报，上一级管理部门能够最终靠这些数据对煤矿进行远程实时监视。 * 一、什么是煤矿综合自动化系统 1.概念 系统集成：生产控制及监测系统 （通风、压风、110KV、10KV等） 安全生产管控信息系统（MES） 技术方法：网络、通信、数据库、自动化、信息化以及工业电视等。 目标：实现全矿井的数据采集、生产调度、决策指挥的信息化、科学 化，为矿井安全生产、有效预防和立即处理各种突发事故和自然灾害提供有效手段。简言之就是，提高煤矿安全管理能力，实现生产、管理的一体化和自动化。 * 一、什么是煤矿综合自动化系统 1.概念 必要性：多数煤矿，已安装或即将建设的自动化系统大多是在不同阶段建设完成的，各系统处于相互独立的状态，造成了很多问题，如： 1、通讯线路重复投资、重复建设； 2、整体可靠性差，不利于煤矿安全生产； 3、各系统自成体系，需要专门、独立的值班和维护人员； 4、各系统间信息不能互通，不能发挥自动化系统的综合效益； 5、系统维护量大，维修、维护困难。 因此，为了从系统工程的角度整体上对矿山进行统一的自动化管理，防止“信息孤岛”现象，有效整合各种资源和发挥自动化集成的最大效益，要建立统一的煤矿综合自动化系统。通过建设煤矿综合自动化系统，使煤矿井上下的安全信息、设备的工况信息和控制信息在一个统一的平台上传输，避免重复投资和建设，提高传输平台的可靠性和传输能力。而且，通过综合自动化软件平台，可以将现有的以及将来要上的自动化系统整合到一个统一的综合自动化监测监控系统中，进行集中的调度管理，有效地提高了矿井安全生产调度水平，实现对煤矿机电设施和安全监测信息的远程集中监测与控制。 * 一、什么是煤矿综合自动化系统 1.概念 经济效益 1、节省传输线、提高对设备的故障分析和判断能力，减少停机事故； 3、加强对辅助运输的调度与管理，提高运输能力； 4、减少人工操作失误，增强操作系统的可靠性，延长设备常规使用的寿命； 5、搭建传输平台、数据平台和监控平台，一次投资，长期受益； 6、在地面集中监测监控，井下减员增效，减少井下人员伤亡的可能性； 7、集中监测、监控，实现无人值守、定期巡检，大大降低生产所带来的成本； 8、提升整体集成水平，发挥自动化系统的综合效益； 9、实现煤矿管控一体化，提高煤矿的安全生产调度水平。 * 一、什么是煤矿综合自动化系统 2.逻辑架构图 * 二、煤矿综合自动化系统的主要内容 煤矿综合自动化系统解决的是安全、生产两大主题，进行科学精细化管理， 达到管控一体化。 安全 生产 管理 决策 数据 信息 数据处理 * 二、煤矿综合自动化系统的主要内容 1.组成 1).基础自动化 矿井生产自动化系统 （1）通风机监控系统； （8）综采工作面监控系统； （2）压风机监控系统； （9）主运输皮带监控系统； （3）地面110kv变电站监控系统； （10）洗煤厂监测系统； （4）井下10kv变电所监控系统； （11）净水站监测系统； （5）主井提升监测系统； （12）矿井水处理监测系统； （6）副井提升监测系统； （13）井下主排水监控系统； （7）称重计量系统； （14）信集闭系统等。 安全管理监控系统 （1）安全监测监控系统； （4）液压支架监测系统； （2）人员定位系统； （5）顶板离层监测系统； （3）矿井水情监测系统； （6）束管监测系统等。 辅助安全监控系统 （1）工业电视系统； （3）矿井调度通讯系统； （2）无线）语音广播系统等。 * 二、煤矿综合自动化系统的主要内容 1.组成 2).安全生产管控信息系统MES (业务应用) 3).企业管理、决策系统 (业务应用) * 二、煤矿综合自动化系统的主要内容 2.关键 一个平台，两个网络，三个层次 1). 一个平台：即一体化监控平台（ICV）。 最大的作用： 数据采集：提供统一数据接口、通讯协议，采集生产数据。 数据存储、分析 ：将数据分类存储，加以分析。 远程监控：利用组态软件，开发人机界面，远程监测监控设备 状况及生产状态；监测环境状态；不正常的情况报警。 故障报警功能：可获得实时报警信息，显示到调度中心操作站。 操作及事件记录功能：设置记录功能，对确认信息进行记录。 web浏览功能：采用web发布平台，将生产数据发布到网上。 报表功能：可以将各系统的数据以报表形式体现。 * 二、煤矿综合自动化系统的主要内容 2.关键 一个平台，两个网络，三个层次 2). 两个网络：即工业以太网和管控信息网。 工业以太网 – 地面和井下的各个子系统的生产系统设备数据（运作时的状态、电机温度、轴承温度等）、工艺参数（水位、流量、压力、煤位等）及环境监视测定数据（安全监测数据、束管监测数据等）的传输通道。 管控信息网 – 企业办公人员处理各类文件、业务（OA、MES、ERP）和相关信息共享的平台，是公司实现信息化管理的物质基础。管控信息网从网络架构上是一套相对独立的网络，与工业以太网、互联网都是隔离的。 * 二、煤矿综合自动化系统的主要内容 2.关键 一个平台，两个网络，三个层次 3). 三个层次 基础自动化层 – 各子系统的基础自动化。 数据处理层 – 系统监测监控数据的处理和分析。 业务应用层 – 处理分析后的数据在煤矿安全和管理中的实际应用。 三个层次体现的是煤矿综合自动化系统从下到上应用然后实现其价值的一个过程。 煤矿综合自动化系统的这三个关键中，“一个平台”是其主要表现形式，“两个网络”是其实现的物质基础，“三个层次”是实现其价值的具体过程。 * 三、自动化、信息化、数字化比较 目前煤矿现代化建设中的几种表述： 自动化 信息化 数字化 * 三、自动化、信息化、数字化比较 1、从三者概念表述、内容描述及层次结构上看，存在联系：都是煤矿发 展方向。 2、本质上没有区别，而是从不同角度提出煤炭企业今后发展的方向。三 者之间信息化是实质，数字化是表达形式，自动化是基础和目的。所有的 高产高效的现代化矿井其核心是信息，即各种信息的采集、传输、应用和 反馈的闭环过程，随着计算机技术、网络技术的发展，所有的信息都将以 数字（化）的方式反映出来，其应用的最终价值将体现在矿井安全生产自 动化（管控一体化）上， 体现在企业的减人增效、保障安全上。 1）信息化是现代化矿井的实质。现代化矿井实质上是依赖对矿井地理、 生 产、安全、设备、管理和市场等方面的信息进行采集、传输、处理、应 用和提升，达到信息增值的目的。其主要内容有信息的采集（传感器与 检测）、信息的传输（通信）、信息的处理（计算机）、信息的应用与集 成（自动化）等等。信息是未来煤矿企业的重要战略资源，拥有全面、完 整、准确的信息是企业提高生产能力，保证安全，提高管理上的水准、市场应 变能力和竞争能力的重要保障。 * 三、自动化、信息化、数字化比较 2）数字化是信息的表达形式，而且是信息最高、最先进的表达形式。 由于计算机技术、微电子技术，尤其是网络技术的快速的提升，许多煤矿的 地理信息、生产信息、安全信息、设备工况信息从采集（传感器）开始， 就实现了数字化、网络化。传感器在采集信息的同时，它可以对信息进行 处理、校正等，不仅使被采集的信息更准确，还能够在一根总线上挂许 多个传感器，使信息传输系统更简便。而被采集的信息不会因传输距离和 环境使精度受一定的影响。由于信息是以数字的形式进行采集、处理、传输和 应用， 因此，生产、安全、管理、市场等信息可以在一个统一的平台上进 行传输和交流，使所有的信息能得到更充分的应用。 * 三、自动化、信息化、数字化比较 3）自动化则是现代化矿井的重要基础和目的。自动化是指机械设备或 生产的全部过程（煤矿包括环境安全）、管理过程在没有人的直接参与，经过自 动检测、信息传输、信息处理、分析判断、操纵控制，实现所要达到的目 标。信息化（数字化）的信息绝大部分来自于各种生产、工况、安全的自 动检测装置（传感器），这些是信息化（数字化）的基础。反之，由于实 现了信息化（数字化），可以在地面对矿井的生产设备的工况进行监测和 自动控制，可以实时、连续监测各种地理、安全信息，大幅度减少井下作业 的人数，这不但可以提高效率，还能够大大提高煤矿的安全水平。实现 了管控一体化之后，把生产、安全和管理有机地融合在一起，在管理层可 以实时采集到许多生产、安全的信息，也能够获得许多信息的变化趋势， 为信息化或“数字化矿井”奠定基础。在此基础上，利用一些先进的控制 理论（如人工智能、专家分析等）建立煤矿安全生产所需的决策支持系 统，实现矿井安全、生产和效益的多目标优化和全矿井自动化，最终建成 无人化矿井。 * 下期学习内容： “一个平台” -- ICV和IFIX 2012年元月 * .
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