数字化矿山建设

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和领导办公室的层层联网及信息共享。
• 监控人员能够瞬间了解安全及生产运行情况,根
据趋势图表,调整运行管理、准确预警分析,及 时设备维护,以降低运行管理成本,减少下井作 业人员,实现矿井安全生产、高产高效。
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煤矿井下供电监测监控技术
煤矿供电涉及煤矿生产的方方面面,煤矿供电可靠性,对煤 矿安全生产有着直接的影响,是应该特别重视的一个重要环节。 据统计煤矿井下瓦斯积聚百分之八十是由于无计划停风造成 的,而无计划停风百分之九十是因为无计划停电造成的。井下电 网的供电可靠性,已成为与井下安全生产密切相关的主导因素。 国家发改委为更好地贯彻落实国务院第81次常务会议精神, 组织编写了《煤矿瓦斯治理经验五十条》,其中第44条要求“矿 井供电设备实现无油化,并做到实时监测监控”,煤矿电网监测 监控系统必将成为矿井电网建设的重点。
安全生产 调度指挥 系统
子系统接入
生产监测 监控系统
主煤流集控系统 主通风机监测系统 选煤厂监测监控系统 井下主排水监测监控系统 。。。
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工业电视系统
监控中心
电视墙
网络数字矩阵
NVR一体化网络 视频管理服务器
项目部监控中心
IE客户端
视频监控工作站
系统管理工作站
局域网 防爆网络摄像机 网络球机 防爆网络摄像机 井下专用交换机 „ 网络球机 井上监控前端 交换机
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数字化矿山概念
采用现代信息技术、数据库 技术、传感器技术、网络技术和 过程智能化控制技术等,对矿山 安全、生产、经营与管理的各个 环节进行网络化、集成化、模型 化、数字化、可视化和科学化管 理。
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数字化矿山基本特征
以高速工业以
数字化平台
太网为“网 路”
以矿业数据和 模型为“货 物”
以数字化控制
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千兆工业以太环网
以太网是指遵循IEEE802.3标准,可 以在光缆和双绞线上传输的网络。 工业以太网,是指技术上与商用以 太网(即IEEE802.3标准)兼容,但在产 品设计时,在材质的选用、产品的强度、 适用性以及实时性、可互操作性、可靠 性、抗干扰性和本质安全等方面能满足 工业现场的需要。
PDP
等离子管 较好 高 约160度 较好 好 一般
DLP
电子微镜 好 较高 约160度 好 好 好(拼缝小于 1mm)
显像技术 亮度 对比度 水平可视角度 显示效果 图像清晰度 拼接效果
连续工作寿命
1万小时
5000小时
7000小时
8000小时
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生产调度通讯系统
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生产调度通讯系统
• 地面不需要安装程控交换机,不需要敷设通信电缆; • 基于IP,以太网到哪里,网络电话交换机就可以到哪里, 设备自带光口和以太网口,可以自由选择通过光纤直接连 入光纤网络,也可通过网线接入工业以太网络; • 网络电话交换机为分布式安装,无数量限制,系统容量不 限,扩容方便快捷; • 本安模拟电话机可直接就近接入网络电话交换机; • 可以实现办公电话系统与井下网络电话系统互通; • 网络电话交换机产生铃流和进行语音驱动,音质更清晰, 通信距离更远; • 网络电话交换机内置不间断电源,电话系统不受井下停电 的影响; • 可作为IP电话调度系统的终端,实现生产调度功能。
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打印机
安全生 产监测
运输 监控
提升 压风 监控 系统
主扇 风机
排水 监控
人员 定位
供电 监控
锅炉 监控
地面 煤流
矿井 供水
备份/漏洞扫 描服务器
大屏系统
视频服务器 Web服务器 视频解码器 信息管理网
防火墙
路由器
集团公司 网闸
中央归档冗余服务器
数据库服务器
工程师站
SCALANCE X 414
SCALANCE X 414
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无线通讯系统
Wi-Fi是一种短程无线传输技术,能 够在数百米范围内支持互联网接入的无 线电信号。执行IEEE 802.11a/b/g高速无 线网络通信标准。 Wi-Fi新一代移动通信技术,具有高 带宽、强抗干扰、小型灵活等技术优势, 能有效解决目前井下无线通信功能单一、 抗干扰性差、容量小、技术水平落后等 问题。
数据集中控制 数据独立 数据共享 减少数据冗余 数据结构化 统一的数据保护功能
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数据库应用—实时数据库
实时数据库系统是开发实时控制系统、 数据采集系统、CIMS系统等的支撑软件。 使用实时数据库系统进行控制系统监控, 系统先进控制和优化控制,并为企业的生 产管理和调度、数据分析、决策支持及远 程在线浏览提供实时数据服务和多种数据 管理功能。
方法之一。
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十七大提出 “信息化与工业化融合, 促进工业由大变强,振兴装备制造业,淘 汰落后生产能力”的指导方针,要求大力 开展信息技术的应用,提高信息技术在传 统产业领域应用的广度和深度,用信息化 提升传统产业水平,实现企业体制创新、 技术创新和管理创新,提高管理效率,提 高企业综合竞争力。
主排水泵监测监控
千兆交换机
2500米
千兆交换机
四采上部变电所
一采区 变电所
千兆交换机
变电所 监测监控
千兆光纤工业 以太环网
600米
650米 三采区 变电所 变电所 监测监控
四采皮带 集控系统
图列说明
千兆交换机
中央变电所(新) 1000M工业光纤环网 600米 二部机头变电所监测监控 100M工业单模光纤 工业以太网电缆
煤矿自动化、信息化系统建设
系统建设内容
千兆工业以太网 综合自动化系统 平台 支撑软件平台 安全生产调度指 挥系统 生产监测监控子 系统
系统构架
综合自动化、信息化系统平台,采用现代 信息技术、计算机技术、通讯技术、自动控制 技术,由监控系统(如:安全生产监控系统) 、生产经营管理、管理决策、办公自动化、数 据安全等分结构组成。使用数字化、集成化、
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生产监测监控系统
应用电力拖动技术、供电技术、传感技 术、计算机技术、通信技术、网络传输及应 用技术,对煤矿生产各系统的资源和信息进 行集成、控制和管理,实现内外资源、信息 共享和有效利用,实现测、管、控一体化。
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生产监测监控系统结构示意
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集成化的三层网络结构
★ ★ 设备层:就地采集、保护、执行层 控制层:集中控制层
千兆交换机
800米 800米 三采区中 部变电所 矿井供水上加压 泵房监测监控 320米 三采胶带机变 电所监测监控 1500米
千兆交换机
自动化系统 XXXX 交换机安装地点 数据光端机
南翼皮带 集控系统
千兆交换机
南一采区变电所
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煤矿自动化、信息化 系统建设
综 合 自 动 化 系 统 平 台
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数据库应用—关系数据库
关系数据库,是建立在关系数据库模型 基础上的数据库,借助于集合代数等概念和方法 来处理数据库中的数据。 关系数据库的需求前提 • 对数据库高并发读写的需求
• 对海量数据的高效率存储和访问 的需求
• 对数据库的高可扩展性和高可用 性的需求
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数据库应用—关系数据库
关系数据库系统的主要特点
第二部分:与安全生产紧密相关,具备实施条 件的子系统,运用成熟的系统技术,按照综 合自动化平台的整体要求,建设各监测监控 子系统。
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煤矿自动化、信息化 系统建设
通过系统建设,最终达到的建设目标:
多网共管
满足视频、音频、数 据信号的同网传输 对矿井内各子系统发 布控制命令(工业数 据);上连集团公司 广域网,建立一个统 一的、开放的信息化 集控平台。
网络化、自动化的生产和管理设备,将企业管
理信息系统和集散型测控系统进行一体化集成 设计,实现企业生产、经营、管理的高度自动
化。综合自动化平台可以实现对各个子系统的
显示、控制、报警、归档、分析、决策。
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煤矿自动化、信息化 系统建设
数字化系统平台构建要解决的几个问题: 网络平台; 通讯接口与协议; 数据管理; 网络安全等。
实现井上下主要生产环节的“减人增安、减人增效”
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数字化矿山建设的必要性
★ 煤矿安全生产的需要。 ★ 煤矿高产高效的需要。
★ 煤矿快速持续发展的需要。
★ 煤矿企业综合实力提高的需要。 ★ 煤矿信息化、自动化的具体体现。
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煤矿自动化、信息化 系统建设内容
统一网络平台 统一数据平台 统一系统支撑平台 统一应用平台
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组态软件
组态软件特点
(1)延续性和可扩充性。
(2)易用性(易学易用)
(3)通用性
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系统安全
网络冗余 网闸 防火墙 路由器 防病毒软件 权限设置 VLAN划分子网
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煤矿自动化、信息化 系统建设
子系统接入平台
第一部分:已经形成或部分形成的子系统,需 要经过完善其功能,改造其通讯方式,以最 为合理的技术形式就近接入综合自动化平台。
软件资源丰富性原则
易操作性原则 互联性和可扩展性原则 经济性原则
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煤矿自动化、信息化 系统建设
系统功能
矿井综合自动化、信息化系统由网络传输 平台和集成软件组成,集控中心服务器与井下 子系统通过标准的数据交换方式(如OPC等) 进行数据通信与采集,并对数据进行有效综合 集成,将实时、历史及综合的数据形成生产调 度信息,分析后为管理层提供决策依据,专业 操作人员根据相关信息对各系统进行操控,从 而实现监、管、控一体化。
平台为“调 度”
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数字化矿山的意义及作用
建设统一的数字化监测监控集成平台,将矿井的各监 测监控子系统集成、汇聚到平台上,从而为信息化矿 井建设奠定坚实的技术基础 使矿井规划管理具有更高的效率、更丰富的表现手法、 更多的信息量、更高的分析能力和准确性,从而提高 矿山生产和管理的时效性、有效性、资源优化配置水 平、综合实力,促进煤矿的可持续发展
数字化矿山建设 与安全生产自动化控制
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随着煤矿安全生产问题越来越受到国家和社会各 界的高度重视,如何确保煤矿的安全生产,是各级领 导和全体员工关心的首要问题。全国各个煤炭生产企 业为了改善煤矿安全生产条件都在大规模地更新和提 高煤矿的技术装备水平。其中数字化矿山建设,实现
煤矿信息化、自动化是提高煤矿安全生产的最主要的
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煤矿自动化、信息化系统建设
系统目标
建成设备稳定,传输可 靠,系统安全,多网合一, 达到监、管、控一体化及减 员增效的目的,建成本质安 全型的数字化矿井。
系统原则
实时性原则
可靠性原则 开放性原则 实用性原则 Hale Waihona Puke Baidu进性原则
系统建成后,使各子系统 数据在异构条件下可进行有 效集成和有机整合,实现相 关联业务数据的综合分析及 生产状态的实时评估。
管控一体化
实现系统的高度集成(自动化、管 理信息、视频) 提高管理信息系统数据的准确性和 实时性 提高煤矿的安全生产管理水平,整 体提升煤矿的自动化水平 形成集成调度和远程监测监控的作 业体系 生产监控数据与管理信息的整合, 打通管控之间的狭缝
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煤矿自动化、信息化系统建设
工业电视系统 大屏综合显示系统 生产调度通讯系统 无线通讯系统 人员定位系统 矿井应急广播系统 安全生产监测系统 主、副井提升监测系统
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组态软件
组态软件是指一些数据采集与过程 控制的专用软件,它们是在自动控制系 统监控层一级的软件平台和开发环境, 使用灵活的组态方式,为用户提供快速 构建工业自动控制系统监控功能的、通 用层次的软件工具。 组态软件能支持各种工控设备和常见 的通信协议,并且提供分布式数据管理 和网络功能。
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组 态 软 件
500米 500米
1300米
700米 900米 矿井水澄清系统
北翼皮带 集控系统
北翼采区变电所
千兆交换机
中央变电所 变电所 监测监控 轨道运输信 集闭系统
千兆交换机
800米 大巷胶带机变电所监测监控 350米 矿井供水加压泵房监测监控
1000米 二采区 变电所 变电所 监测监控 变电所 监测监控 1600米

信息层:远程控制、调度指挥层
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集成化的三层网络结构
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生产监测监控系统基本功能
• 运用现代控制技术及网络技术,选用先进的工业
控制产品,构建起集成的全方位网络体系。
• 系统实现了数据采集离散化,设备控制分布式、
智能化,调度操作集中化,生产管理信息化。
• 实现了从设备运行第一线、调度中心、管理科室
防爆网络摄像机 井下监控前端
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大屏综合显示系统
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大屏综合显示系统
当前显示技术主 要有: 阴极管(CRT) 技术、 液晶(LCD) 技术、 等离子电视 (PDP) 数字光处理 (DLP,俗称: 背投)
显示技术 CRT
显像管 一般 一般 约160度 一般 一般 差
LCD
液晶板 一般 低 小于160度 动态图像 显示不好 好 较好
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煤矿自动化、信息化系统建设
调度集成平台功能
监控功能 打印功能 实时管理界面功能 报表曲线功能 历史事件记录功能 实时报警功能 事故追忆功能 控制功能 故障自诊断功能
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千兆工业以太环网
以太网是目前最为广泛的计算机网络技术,其 具有成本低廉、通讯速率高、软硬件资源丰富、 可持续发展潜力大、应用支持技术成熟等优点 工业以太网运用了实时通信技术、总线供电技 术、远距离传输技术、 网络安全技术、可靠性 技术等,适应了工业现场设备间通信具有实时 性强、数据信息短、周期性较强等特点和要求
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