全矿井综合自动化系统
全矿井综合自动化系统 详细说明
一、系统简介
全矿井综合自动化监控系统是以工业以太环网为核心，整合矿井的各项自动控制系统，通过防火墙与矿级管理系统组成高速统一的整体网络结构，实现了全矿井的管控一体化。
整个系统分为信息层、控制层和设备层三层体系结构。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，实现了井上、下皮带运输、通风、排水、井下供电等井下主要安全生产环节和装备运行状况的实时监测和集中、远程控制，有效地提高了矿井生产自动化和管理现代化水平。实现全矿井的统一管理与数据共享。
二、系统组成
煤矿工业以太环网主要由三部分组成：地面部分、井下部分及传输信道部分。
地面部分由：地面环网接口、监控主机、监控备机、监控服务器、地面数据服务器（可扩展）、防火墙（可扩展）、地面交换机（可扩展）及客户端（可扩展）等组成；
井下部分由：防爆交换机（环网接口）、各种监控分站或装置（可扩展）等组成；
传输信道由：环网主传输干道（阻燃光缆）、地面网络数据传输通道（网线）、井下防爆交换机连接各种监控分站或装置及传感器的阻燃电缆；
三、系统特点
（1）产品全部采用工业级产品，确保系统24小时连续可靠的运行。
（2）工作时整个网络成链状结构，环网冗余，快速建立网络工作拓扑结构以及连接恢复，恢复时间<300ms。
（3）系统提供了多种符合国际主流标准的接口方式（OPC、DDE、ODBC、FTP），便于各种子系统的接入。
（4）采用B/S结构，基于IE浏览，客户端零配置。
（5）采用硬件、软件等多种安全措施，保证了系统运行的安全性和可靠性。
（6）合理实用的分级控制模式，在充分保留各子系统功能特点的基础上，有效的整合各子系统，通过严格的认证后，可在任何一台工作站上实现对井上、井下所有设备的控制。
（7）具有各种数据查询、曲线显示、报表输出、逐级报警、数据分级管理、报警记录、故障记录及完整的事件记录等功能。
（8）强大的数据整合及处理功能，为整个矿的现代化综合管理提供数据基础，真正意义上实现全矿井的综合自动化控制管控一体化。
（9）系统数据与井下视频数据可实现全面关联：在图形动画（动态图）中可点击浏览当前区域内视频信号，当一区域内瓦斯出现报警或其它参数出现故障，系统会自动弹出当前区域内视频信号窗口。
（10）系统以工业以太环网为核心，实现了各子系统的无缝集成和安全生产实时数据的Web浏览和显示。
四、系统功能
（1）系统以工业以太环网为核心，实现了各子系统的无缝集成和安全生产实时数据的Web浏览和显示。
（2）系统提供了多种符合国际主流标准的接口方式，便于各种子系统的接入。矿用常见监测系统可通过OPC，DDE，FTP等接口安全、准确的接入全矿井综合自动化系统。
（3）系统解决了各种安全生产监测监控系统各自独立、相互封闭、传输速率低、不能实现综合业务传输、与企业上层管理信息网络连接困难而导致的信息不能相互共享和融合等问题。实现了矿井各种监控、监测信息的共享、集成、融合和信息综合利用，为矿井提供生产、安全层面的基于信息融合技术的决策支持，有效提高了矿井安全生产指挥决策的科学性、有效性。
（4）全矿井自动化系统的数据全面性较高，系统随时对井下环境参数（生产参数，设备状况，人员位置）进行区域性综合数据分析与评估，出现异常立即报警，并提示事故处理流程，当用户根据流程安全地排除了事故后，系统方自动解除报警。
（5）系统数据与井下视频数据可实现全面关联：在图形动画（动态图）中可点击浏览当前区域内视频信号，当一区域内瓦斯出现报警或其它参数出现故障，系统会自动弹出当前区域内视频信号窗口。
（6）系统功能齐全、人机界面友好，具有语音报警功能。
（7）强大而快速的短信快车功能：当系统出现异常后，短信快车系统会以短信方式将报警信息发送到相关领导手机上。
（8）系统采用工业以太环网式传输方式，数据传输质量高，抗干扰能力强，符合欧洲工业标准，并实现了网络传输的硬件冗余。
（9）系统软件可在WIN2000和WINXP系统下运行，由于操作系统需要支持多项任务，因此在运行监控系统软件同时，还可以运行其它软件。
（10）系统操作简单，功能强大，并具有众多窗口和多种方法供用户对实时数据，运行状态，历史曲线趋势等进行查阅、浏览和打印输出。
（11）各监测子系统数据查询统计分析列表显示功能。显示内容包括地点、名称、单位、馈电状态、超限报警、传感器故障等。开关量显示内容包括地点、名称、开/停时刻、状态、工作时间、开停次数、传感器状态等。累计量显示内容包括地点、名称、单位等。并可分类显示。
（12）系统具有模拟量实时曲线和历史曲线显示功能。在同一坐标上用不同颜色显示曲线的最大值、最小值。在一屏上，同时显示6个模拟量曲线，并设时间标尺，可显示出对应时间标尺的模拟量。
（13）系统有简便的绘图工具。所有动态、静态图都可由一般操作人员绘制（绘图时不影响主机实时监测功能）。
（14）系统提供用户自行绘制模拟图平台，简单、易学，用户可以根据实地情况绘制全矿井和具体某些采区实况的实时模拟图，使矿井的全部实时信息一目了然地显示出来，并且具有丰富的动感显示方式；系统具有模拟量实时曲线和历史曲线显示功能。在同一坐标上用不同颜色显示曲线的最大值、最小值。在同一屏上，可同时显示6个模拟量曲线，并设时间标尺，可显示出对应时间标尺的模拟量。
（15）系统具有柱状图显示功能。能直观地反映开机率、开/停次数、传感器状态等，并设有时间标尺。
（16）方便用户自行生成各类表格，打印所要求的各类数据表格、图形及曲线。
（17）网络故障处理，当子系统出现通讯异常后，系统会提示报警，并实时进行存储。
（18）系统可配接显示屏（可分8屏），在显示屏中显示动、静态模拟图形、数据表格、历史曲线、分层显示采掘平面图、实时数据显示等。
（19）系统所有被检测的参数可连续存储保持一年，这些数据可随时用表格、曲线等形式显示出来，并可打印保存。
（20）系统可及时发现并解决煤矿存在的安全隐患，有效减少安全事故的发生。
四、子系统接入
（1）安全监控系统
安全监控系统提供的上位机以太网通讯卡接入就近交换机，将安全监控系统接入到安全信息化网络平台，软件接入方式集成商与矿方协商数据接入通讯协议，以便达到矿方应用要求，子系统厂商需全面配置完成子系统数据接入。
（2）人员定位管理系统
人员定位系统提供的上位机以太网通讯卡接入就近交换机，将人员定位系统接入到安全信息化网络平台，软件接入方式集成商与矿方协商数据接入通讯协议，以便达到矿方应用要求，子系统厂商需全面配置完成子系统数据接入。
全矿井安全信息化平台集成了原人员定位系统地面监控主站的功能，同时也实现了人员定位系统和报警联动系统的结合，在界面上实时显示各监控目标的位置，当发生特殊情况的时候，界面上发生报警，大屏幕上显示相关摄像头所监视到的图像，实现紧急联动。
子系统采集的所有人员入井时间、升井时间信息需实时在安全信息化显示界面上动态显示，显示界面与原子系统相同。
子系统可以提供画面用不同标识、模拟图形或颜色、数据，动态、实时显示井下各类人员状况和分布情况，并能动态显示井下人员的当班活动模拟轨迹；能实现地面调度指挥中心与井下管理人员、特殊作业人员信息互动。
在发生事故和出现紧急状况时，系统地面管控指挥中心能与应急预案联动，应能显示相应事故应急预案，显示避灾路线；能够快速查询井下灾前各时段全部人员位置和状态，准确掌握被困人员位置，为抢险指挥部输出人员搜救路线图和系统平面示意图。
如重点区域人员进入、重点区域人数超限等情况下，安全信息化系统平台可实现视频联动（需联动处必须安装网络摄像头）。
（3）压风机自动化控制系统
该压风机系统可以通过现场PLC提供的以太网接口接入就近交换机，然后将压风机系统接入到安全信息化网络平台，软件接入方式集成商与矿方协商数据接入通讯协议，以便达到矿方应用要求，子系统厂商需全面配置完成子系统数据接入。
根据子系统设备厂商提供的数据，可实现的功能：
安全信息化系统提供压风系统监控用标准界面，界面采用模拟画面，动态显示地面压风机和井下压风机、阀门等主要设备的运行工况。
安全信息化系统提供实现对设备运行参数的自动检测，如：空气压缩机电机定子及轴承温度检测，空气压缩机风压、风温检测，风量的检测等。
系统提供压风系统事故报警功能，满足就地无人职守运行。每条报警信息应记录，并根据要求生成报表。
实现每个主电机开停动作时刻记录，并根据要求生成报表；模拟量传感器、主电机电流等动态参数按合理的时间密度记录（风道环境参数由安全监测系统采集），并生成统计图。
（4）通风机自动化控制系统
该矿井通风监控系统可以通过现场PLC提供的以太网接口接入就近交换机，
然后将矿井通风监控系统接入到安全信息化网络平台，软件接入方式集成商与矿方协商数据接入通讯协议，以便达到矿方应用要求，子系统厂商需全面配置完成子系统数据接入。
安全信息化软件平台通过工业以太网与矿井通风监控系统交换数据，可实现以下功能：
安全信息化系统提供通风系统监控用标准界面，界面采用模拟画面，动态显示通风机房主要电气设备的运行工况。
系统提供通风系统事故报警功能，报警内容完全等同风机电控系统的报警信息，满足就地无人职守运行。每条报警信息应记录，并根据要求生成报表。
风机开关量传感器、每个主电机开停记录动作时刻，并根据要求生成报表；模拟量传感器、主电机电流等动态参数按合理的时间密度记录（风道环境参数由安全监测系统采集），并生成统计图。
如风速过小、风量过小、温度超限等情况下，安全信息化系统平台可实现视频联动（需联动处必须安装网络摄像头）。
（5）中央泵房自动化控制系统
井下主排水自动化系统PLC提供以太网通信接口模块，RJ45接口，就近接入井下环网交换机，OPC协议，实现安全信息化平台接入，实现无人值守。
安全信息化软件平台通过工业以太网与主排水自动化系统交换数据，可实现以下功能：
安全信息化软件平台提供井下排水系统监控用标准界面，界面采用模拟画面，动态显示主排水泵房主要电气设备的运行工况及排水管路压力、水仓水位等参数。
系统提供主排水系统事故报警功能，报警内容应完全等同水泵电控系统的报警信息，满足就地无人职守运行。每条报警信息应记录，并根据要求生成报表。
泵房开关量传感器、每个主电机开停记录动作时刻，并根据要求生成报表；模拟量传感器、主电机电流、管道压力、水仓水位等动态参数按合理的时间密度记录，并生成统计图。
如水位超限、温度超限、压力超限等情况下，安全信息化系统平台可实现视频联动（需联动处必须安装网络摄像头）。
（6）皮带自动化控制系统
主运输胶带输送机综合保护控制系统提供以太网RJ45通讯接口和RS485总线的接口形式，通过以太网RJ45接口，标准OPC协议，或RS485总线通过我们提供的赫斯曼协议转换器将RS485接口转换为以太网接口接入到安全信息化网络平台。
安全信息化软件平台通过工业以太网与主运输胶带输送机综合保护控制系统交换数据，可实现以下功能：
安全信息化提供主运输胶带输送机监控用标准界面，界面采用模拟画面，动态显示胶带输送机主要电气设备（主电机、减速机、张紧站、CST）的运行工况及输送机保护装置的参数。
系统提供输送机事故报警功能，报警内容应完全等同单机电控系统的报警信息，满足就地无人职守运行。每条报警信息应记录，并根据要求生成报表。
系统检测各输送机的轴承温度、胶带温度、带速、煤量及胶带机主电机电压、电流等参数，检测变频器、CST、张紧绞车运行状态及相关信号，并能够对现场各种环境参数进行采集监测。
实现对各胶带输送机启停及紧急闭锁、跑偏、打滑、纵撕、温度、烟雾、溜槽堵塞、电机故障等信号的显示、运算和报警功能。
输送机保护用开关量传感器、每个主电机开停记录动作时刻，并根据要求生成报表；模拟量传感器、主电机电流等动态参数按合理的时间密度记录，并生成统计图。
（7）变电所自动化控制系统
地面变电所、井下变电所的监控系统具有以太网接口和RS485通讯接口，我们将以太网接口直接接入就近交换机或提供协议转换器将RS485接口转换为以太网接口，将监控系统接入到安全信息化网络平台，软件接入方式集成商与矿方协商数据接入通讯协议，以便达到矿方应用要求，子系统厂商需全面配置完成子系统数据接入。
（8）视频监控系统
矿井视频监控系统配置有上位机，可以通过在该上位机上的以太网通讯卡，与附近的交换机进行物理上的网络连接。软件接入方式上通过视频设备厂商提供的视频访问接口进行二次开发。
全矿井安全信息化平台接收井上、井下视频信息，这些信息可作为报警联动系统的重要参考源。