煤矿综合自动化平台系统

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煤矿综合自动化平台系统

系统概述

根据现代化矿井的实际需要，为进一步提升矿井现代化装备及管理水平，增强矿井科技创新能力，沈阳研究院结合现代矿井实际，适时研制开发了适合我国国情的基于矿井工业以太环网+现场总线技术的KJ333全矿井综合自动化系统。该系统能将矿井各类监控子系统集成到综合自动化控制网络平台中，与企业信息管理系统实现无缝联接。将生产、安全、管理等方面的信息有机地整合到一起，进行分析处理、统计、优化、发布，从而实现矿井“管、控、监”一体化及减员增效的目标。

系统组成：

系统主要由地面调度中心大屏幕、控制器、各类监控主机、数据服务器、核心交换机、防火墙、接入网关、自动化平台软件、防爆工业以太网交换机、本安型工业以太网交换机、井下各种监控分站、井下光缆配线器、光缆接线分线器、传输光缆及通讯线等组成。

系统特点：

1）产品全部采用工业级产品，采用多种硬件、软件安全措施，确保了整个自动化系统长期连续可靠地运行。2）主干网采用单模光纤，传输速率100 M / 1000 M。传输介质支持光纤多模、单模、超五类双绞线和普通通讯线，满足煤矿井巷安装特点，铺设方便灵活。

3）工作时整个网络成链状结构，环网冗余，可快速建立连接及连接恢复，恢复时间<300 ms。

4）采用三层体系结构，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。5）采用开放式的TCP/IP协议，提供了多种符合国际主流标准的支持COM/DCOM组件、NETDDE、ActiveX 控件、OPC、VBA、ODBC、FTTP等技术，兼容能力强，并支持CAN/RS485总线等多种信号接入及转换，可方便接入矿井各种监控子系统。

6）软件采用B/S结构，基于IE浏览，便于特殊功能的开发和第三方软件的集成，客户端零配置。

7）具有强大的网管功能，如：VLAN划分、IP地址设置、优先级控制、电源管理及端口状态监视、流量控制等。

8）系统节点容量大大增加，克服了现有煤矿监控系统所支持的节点最大容量的限制。

9）较强的信息集成能力，通过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，可有效的整合国内现有各子系统。

10）强大的数据综合及后台处理功能支撑，为整个矿山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。

系统功能

综合自动化功能

l 高效可靠的计算机网络平台

用于传输和管理矿山安全生产的多源异质的海量信息系统，能实时采集存储生产过程的重要信息，以实现设备的数据管理和分析，提供毫秒级的数据采集检测速度，采用高效的数据压缩算法可以大大节约存储空间。

l 综合自动化控制

可靠的工业自动化控制系统，可对相应控制系统发送控制命令，主要包括采掘、运输、提升、供排水、压风、注浆、通风防尘等自动化系统。集中控制煤矿生产设备，实现对采煤机、破碎机、刮板输送机、转载机、可伸缩式皮带机的顺序启停控制，能实现手动、就地集控的切换。能实现对各电机包括电流、电压、温度、绝缘等的监测（根据实际情况安装）。能实现采煤机运行、停止状态的监测。在具备条件的情况下可完全实现无人值守。

l 供电系统可视化实时监控

能实现变电所主变运行方式及各参数的监测，能实现变电所各高压开关柜运行、停止状态的监测，能实现各种矿井用电量、电气参数及故障情况的报表生成、存储、打印及显示。能实现变电所视频监视，系统模拟现场设备实际情况，实时、动态显示现场设备的真实运行状态。

l 集中显示功能

从全矿整体的角度浏览矿井运输，提升，通风，人员分布，供电情况的总体展示，能建立矿井的三维模型，将井下人员的定位实时信息以三维动态可视的方式进行显示和记录

便于总调度人员使用。

l 事件记录

系统对所有涉及系统配置的操作，对子系统实施控制的操作及一些重要的操作，系统可自动进行完整的记录，为系统的事故调查及重演提供重要的信息。

l 变化趋势追踪

可以调用历史数据，整体显示数据变化趋势，分析问题原因及预测事件发展。

l 实时报警显示

系统自动按时间或者时间段统计查询报警个数，并按类别，等级等条件查询打印，还可以定制短信报警，将可能出现的原因发送给责任人并提示报警信息，给出可能出现问题的原因。

生产、安全辅助管理功能

l 综合信息管理功能

三维时空地理信息系统平台，用于管理地面和地下的气象、交通、水文、地形、地质、采掘工程、危险源、生产设施和生产进度等内容的静态和动态模型和数据，实现各种拓扑分析、网络分析、综合查询和专题统计

l 辅助决策功能

用于矿山勘察、规划、设计、生产、安全、管理、经营和生产过程监控的决策智能化，主要包括地质保障系统、协同设计系统、生产技术管理系统、安全管理系统、调度管理系统等

l 灾害预防及管理功能

通过对矿井瓦斯监测的历史数据及实时数据值进行分析处理，根据相关理论及数学模型，实时判断采掘工作面的突出危险性，瓦斯爆炸危险性和瓦斯灾变动态演变。根据煤矿井下水源分布位置及采空区分布状况，通过监测环境变化及指标气体的变化，动态分析井下水灾及采空区自燃发火的可能性。实现实时预警，预测灾害动态波及范围，灾害发展趋势及范围，规划避灾路线等。

l 产能管理功能

通过煤流系统实现从综采到最后装车计量的所有涉及的系统的控制，并利用在煤流系统中各节点煤仓作为控制依据，实现产量、库存及售出情况的实时监测，为生产管理决策提供依据。

系统接入方式和接入能力

接入方式

对于各监控子系统如何进入工业以太环网+现场总线并集成到KJ333全矿井综合自动化系统软件平台，其集成介入的方式将视各监控子系统的具体情况，通常可采取如下三种方式进行连接：

l 已具有工业以太环网通讯模式的子系统设备，以其监控分站，主控制器就近直接接入环网平台；

l 对于通讯为Profibus,ControlNet,DeviceNet,CC-LINK,RS-485,RS-232、CAN等总线的异构监控子系统，则通过对应总线端口或网关转换器就近接入环网平台；

l 对于在地面已早期建成，具有上位机的成套监控子系统，则采用工业以太环网通讯模式就近直接接入环网平台，以SQL，OPC等方式实现信息集成。

系统接入能力

KJ333全矿井综合自动化系统可以集成与接入的子系统有：

矿井安全监控系统井下排水自动控制系统通风机在线监控系统

瓦斯抽放监控系统防灭火监控系统矿井人员定位考勤管理系统

束管监测系统采煤工作面自动化系统矿井胶带输送机监控系统

矿井提升监控系统选煤厂监控系统锅炉房监控系统

矿井水处理监控系统压风机监控系统矿井电力监控系统

工业电视监控系统调度大屏幕显示系统煤矿产量调运系统

矿井移动通讯系统井下机车调度系统矿井调度电话系统

煤矿井下防尘控制系统矿井无绳机车监控系统矿井架空乘人监控系统

矿井设备管理系统矿井空调集控系统矿井瓦斯预警系统