智慧矿山物联网解决方案

智慧矿山物联网智能化解决方案目录智慧矿山 (1)物联网智能化 (1)解 (1)决 (1)方 (1)案 (1)目录 (2)第一章、物联网自动化系统概述 (5)一、煤矿信息化系统发展方向 (5)二、建设必要性和意义 (6)三、矿井综合自动化系统设计目标 (8)四、矿井综合自动化设计最终的效果 (9)五、建设综合自动化系统的原则和依据 (11)六、系统运行环境 (14)第二章物联网自动化系统 (16)一、建设总体思想 (16)二、建设内容 (16)四、总体设计 (18)1、工程范围 (18)2、物联网自动化系统结构 (19)3、物联网自动化系统特点 (21)4、综合自动化系统软件 (24)5、数据采集设计 (36)6、数据服务器设计 (39)7、存储阵列设计 (43)8、操作系统选择 (46)9、安全认证 (49)五、综合自动化软件展示 (51)第三章综合自动化系统网络平台 (61)一、网络平台概述 (61)1、网络拓扑结构 (61)2、光缆敷设 (63)3、网络带宽 (67)4、IP地址规划 (67)二、信息管理网络平台 (68)1、网络结构选型 (68)2、交换机品牌选型 (70)3、网络设备选型 (70)4、网络安全设计 (79)5、网络管理设计 (90)三、井下工业以太网 (92)1、安全性要求 (92)2、井下矿用交换机 (98)第四章工业电视系统 (139)一、系统概述 (139)二、设计方案 (140)三、系统功能 (142)四、系统特点 (143)五、产品介绍 (144)第五章煤矿井下无线通讯定位系统 (148)第六章井下扩播电话系统 (177)一、系统简介 (177)二、系统重要性 (178)三、系统设计方案 (179)1、基于环网接入的矿井语音扩播系统 (179)2、系统组成 (180)3、系统说明 (181)四、系统特点 (182)五、系统功能介绍 (183)1、紧急广播 (183)2、应急预案救援 (184)3、定时广播 (184)4、自动播放功能 (184)5、分区广播 (185)6、任意广播 (185)7、系统工作状态检测功能 (185)8、数字录音 (185)9后备电源功能 (185)10、扩音机抗噪音功能 (186)六、系统设备介绍 (186)1、KTK127型矿用本安型扩播电话 (186)2、KXY660型矿用隔爆兼本安型音箱 (189)3、KGD18Z矿用断电仪主机（给扩播电话供电用） (191)第一章、物联网自动化系统概述一、煤矿信息化系统发展方向随着全球信息化的发展,信息化建设在煤矿安全领域中的作用也越来越受到重视,即已经认识到了信息化对企业发展的重要性。

但是在实际应用中,煤矿企业比较重视硬件的投入,而对于软件的投入比较轻视,即内部信息资源的开发比较轻视,在思想意识上,虽然各单位都意识到了办公自动化的重要性,但是在实际应用中还只是用计算机进行排版和打印之类的最基础的事情,对于信息化的概念、信息处理等是非常模糊的,造成资源的极大浪费。

随着我国煤炭事业的发展，高产、高效煤矿对生产过程监控、全矿井生产安全环境监测、生产过程信息综合利用等方面的网络化、自动化和智能化提出了更高的要求，矿井综合自动化系统因然而生。

矿井综合自动化系统（简称MSS系统-Mine pit synthesis automated system）属于生产过程自动化范畴，实现煤矿管理信息系统与各种分散控制系统之间数据交换的桥梁。

矿井综合自动化系统利用计算机技术为矿山企业实现综合信息网络化、过程控制自动化、安全管理信息化、生产集约高效化，使得信息与业务之间完全融合、信息共享，将是数字化矿山发展的更高追求，最终建设目的是实现矿山资源与开发环境数字化、技术设备智能化、生产过程控制可视化、信息传输网络化、生产管理和决策科学化。

以计算机及其网络技术为手段，把矿山的所有空间和有用属性数据实现数字化存储、传输、表达和深加工，并应用于各个生产环节的管理和决策之中，以实现矿山生产的系统优化，达到提高资源的综合利用率、降低生产成本、实现利润最大化的目的。

高效快速的推进矿山网络化、数字化、信息化、综合自动化在煤矿企业的整体应用。

矿井综合自动化系统实现了全矿范围内的管控一体化，为实现全矿整体效益的提高、信息技术的提升和稳定、经济运行的根本目的打下坚实基础。

随着现代煤矿采掘工业中计算机自动化技术的广泛应用，以及无人化、少人化、自动化煤矿采掘概念的逐步推广，煤矿采掘安全作业的需要，拥有实时、高效、可靠，高度集成化、智能化的一体化综合自动化系统越来越成为现代煤矿采掘监控调度中心进行生产及安全管理的重要工具。

二、建设必要性和意义煤矿所带来的经济是我国国民经济中占有非常重要的地位。

而煤炭工作又是非一般的工作,具有一定的危险性,然而其信息化建设显得尤为重要。

MSS系统的引入，是通过先进的技术将各生产系统及相关辅助系统和公用系统等联成一体的通讯网络，组成管控一体化的实时监控信息系统。

从厂级管理的高度对各机器实现参数监测、设备检测、故障诊断及性能计算和耗差分析等指导矿井运行，有效地提高矿井各子系统运行的安全性、经济性和可靠性。

延长设备使用寿命，减少重大事故的发生，及由此带来巨大的经济效益，从根本上保证了矿井的安全运行及经济利益。

建立矿井综合自动化系统的主要表现如下：1．监视、指导各子系统的运行安全是煤矿生产的重要前提，当矿井在一定的负荷下运行时，各系统参数存在着与负荷及其他运行条件对应的理想值，通常称之为目标值。

这些目标值是根据设计、运行、实验等技术参数确定的，矿井在运行过程中，如果这些参数偏离了目标值，就会造成经济损失。

因此MSS系统应具有矿井各子系统的运行参数，在其发生偏离时，及时警告并对偏离进行分析计算，得出调整的操作方式，以指导矿井的运行优化。

2.降低企业的人力、物力消耗MSS系统应根据矿井运行情况适时调整人力和辅助生产材料调度建议，对矿井各子系统协调运转进行有机的调整、及时优化系统运行条件，减少损耗，降低矿井运行的成本，从整体和全局观点出发，降低煤矿企业的生产成本。

采用新技术设备，培养“多面手”检修工人，实现矿井局部的无人值守；对运行设备的在线监测，综合考虑设备的检修周期，有记录、提醒对设备的检修并进行设备的备品备件管理，对待运行主设备配套辅助设备部分的节电管理。

科学的分配人力、物力,均衡设备运行时间，以获取煤矿企业产生最大的经济效益。

3.管控一体化随着中国国家煤矿体制改革的深入发展，企业的生产成本已经成为煤矿系统顺应经济改革的必然发展趋势。

由于煤炭市场的出现，使煤矿生产调度、运行方式、决策管理、计划和财务各部门围绕煤矿企业最大利益目标而工作，就必须加快企业信息化建设，高度重视整合企业的软、硬件资源，生产过程实时信息资源。

综合考虑管理信息系统和生产过程控制系统的整合，加快MSS系统的应用及IT技术的提升，以实现全矿范围内的管控一体化提供了坚实基础。

4.实现矿井各子系统和谐运行根据矿井总调所下达的全矿产煤量总指标，在现有的采煤环境下，对各采掘机、采掘队出力实施不同的负荷分配方式，各生产运转系统的所需时间有效分配每天运转时间、检修时间、紧急情况调用时间。

因此，MSS系统应进行科学合理的负荷分配，在满足矿井产煤量时，以大偏差优先，小偏差优化为原则，同时，根据各子系统负荷响应性能，尽可能各子系统负荷优化操作条件，以获取矿井整体的和谐运行。

三、矿井综合自动化系统设计目标1．在设计中采用先进的自动化、通讯、计算机网络、软件编程技术对矿井上下的自动化系统进行系统集成，实现在矿调度监控中心对各自动化系统的“管控一体化”。

使整个系统达到国内、国际先进水平，保证10年不落后。

2．在网络平台的设计中采用多种网络技术保证数据传输的实时性、可靠性、安全性，使网络具有较强的适应性和开放性。

3．采用的通用软件开发方式、编程语言、标准的接口技术，为用户提供运行稳定、操作方便、界面友好的应用软件，应用软件具有较高的开放性，较强的组态性。

4. 针对不同的网络隐患采用采用不同的安全防范技术对网络进行设计。

5. 利用综合自动化的信息平台建立防灾指挥决策系统，以提高矿井防灾救灾的响应速度，降低人员伤害及财产损失。

6.设备选型既要先进又要考虑煤矿特殊的工作环境对设备的要求。

四、矿井综合自动化设计最终的效果我们将根据为矿井信息化服务的多年经验，有针性的对矿井综合自动化控制系统进行信息集中、控制分散，矿井综合自动化控制系统建设总效果是：在生产设备质量可靠、环境条件许可、生产机构和管理水平配套的情况下，逐步做到井下除采掘进头以外的所有电器设备均能在地面调度中心集中控制和监视，井下各系统的控制实现无人值守，进有巡检工进行巡视和维护；对地面各车间除副井绞车房、锅炉房和瓦斯抽放站外，均实现无人职守，设备的控制和监视均在调度中心进行，实现全矿的管控一体化。

➢网络系统建设效果：通过网络技术将各个部门的实时数据形成一个有效的整体。

使有权限用户在网上任一台计算机上浏览WEB信息，包括生产和管理的数据、图形、动画和图像信息。

有权限用户在网上任一台计算机上向监控子系统中的控制设备发送权限允许的控制操作，并得到与其对应的操作响应和反馈。

各专业调度工作站通过软件实施可以完成原子系统主机的操作和处理功能。

➢综合自动化平台建设效果：实现全矿井各个分散的控制单元全部联网，最终实现各分散的子系统高度集中到调度指挥中心，由调度指挥中心统一指挥调度室矿井各个控制层设备，为全矿井管理信息系统提供原始数据，最终实现矿井管控一体化综合控制。

通过全矿井综合自动化控制，有效地减少井下人员，提高设备的运转率，保障煤矿安全生产，降低设备损耗，提高矿井综合自动化控制，有效地减少井下人员，提高设备的运转率，保障煤矿安全生产，降低设备损耗，提高矿井综合经济效益。

➢管理信息系统建设效果：基于企业发展战略的目标、运用现代科学技术和先进的管理理念，建立健全先进、实用、安全、统一的矿井数字化信息工作安全生产管理平台系统，完善企业综合自动化基础建设，实现安全、生产、地测的三维可视化；安全监测、生产指挥调度的监测监控综合自动化，实现企业资源规划的一体化，管控一体化、市场营销网络化，企业管理办公自动化，并实现对企业生产经营决策的智能化支持。

➢信息通道建设效果：信息通道建立，可以全面考虑所有系统的传输冗余，使所有子系统成为一个有机的整体，统一使用光纤环网做信息传输通道，在系统建设成本方面，节约了整个系统的传输费用；在系统安全方面，使子系统设备区域化，大大提高了子系统安全性；在系统实时性方面，由于系统采用光纤以太网络，PLC子系统从总线通信发展到以太网通信，分站子系统从以前的单串口通信到多串口并发通信，从而大大的提高了系统的传输速率。