综合自动化系统的设计与研究

综合自动化系统的设计与研究

煤矿综合自动化系统的建设逐渐进入了我国煤矿行业的行列之中，成为了焦点话题。本文结合淮南矿业集团潘北矿对生产矿井进行综合自动化系统的设计谈到了一些自己的想法。

标签：煤矿综合自动化系统结构

1 概述

煤矿综合自动化系统的建设逐渐进入了我国煤矿行业的行列之中，成为了焦点话题。煤矿综合自动化已经发展成为了我国煤矿实现信息化、现代化和科学化的前提和基础。这是因为矿山生产具有其特殊性。为了建设好潘北煤矿的综合自动化系统，我们进行了广泛的调研，了解更多与综合自动化相关的资料，并且要了解煤矿生产过程涉及到很多关系，比如人与设备的关系、人与工艺流程的关系以及与自然界的关系。显然，煤矿生产是一个比一般企业生产更为复杂的系统工程。只有对煤矿每一个环节了解清楚，并且保障好煤矿各系统的正常运行，这是保证煤矿正常、安全生产的关键所在。

2 综合自动化系统结构

2.1 中心网络中心网络设备部署在调度指挥中心及其设备机房，将：①汇聚来自子环网的数据和视频信息，建立与子环网之间的信息、指令通道。②为调度指挥中心的操作站、工程师站提供网络运行平台。③为调度指挥中心的其他设备和系统提供网络运行平台。④实现与信息管理网的互连，向潘北矿井及淮南矿业集团的管理层提供矿井生产、安全、电力调度的实时监控信息和历史查询数据。

⑤整个中心网络从主干、网络互连、服务器接入和人机终端接入均为千兆；。⑥实现集中的网络管理功能。⑦通过网络安全基础设施的建设，保证系统、设备、信息的安全。

2.2井上子环网构建井上单环单节点网络，环接副井、110k变电所、水处理站、选煤厂、锅炉房、主井、扇风机房等7个站点。井上子环网接入井上监测监控子系统数据和视频信号，将井上监测监控信息送入调度指挥中心，并接受中心网络下达的指令信号，反馈到井上各监测监控子系统和视频采集装置，实现集中监控功能。采用工业以太网技术和TCP/IP协议，建立单环单节点的工业以太环网，主干为1000M光纤网络，子系统、设备100M接入，各节点交换机根据就近各子系统、设备的接入特点，提供足够数量的光纤、双绞线接入端口。

2.3井下子环网构建井下数据/视频子网，单环单节点结构，根据井下工作面分布、矿井布局、监测监控设备系统的部署情况设立井下中央变电所、胶带机变电所、采区变电所等3个站点，每个节点部署一台节点交换机，此外，提供一台井下备用的环网节点交换机。

采用工业以太网技术和TCP/IP协议，建立单环单节点的工业以太环网，主干为1000M光纤网络，子系统、设备100M接入，各节点交换机根据就近各子系统、设备的接入特点，提供足够数量的光纤、双绞线接入端口。

2.4网络管理为中心网络、井上井下环网中的所有网络设备提供一个统一的网络管理平台。选择赫斯曼公司的Hivision网络管理软件。含Enterprise 版一套，Industrial 版一套：

HiVision 6.3 PC Based Enterprise：主要实现对赫斯曼MACH系列交换机的管理功能。HiVision 6.3 PC Based Industrial Line：主要实现对赫斯曼MICE系列交换机的管理功能。

3 综合自動化软件平台

综合自动化软件平台采用C/S架构，由服务端软件和操作站软件、工程师站软件构成。该平台采用集成架构构建，包括以下平台组件和模块：

3.1 集成架构平台：采用乙方自主开发的实时监控集成平台EnergyMCS，该平台采用构件化设计，基于平台开发，支持客户机/服务器部署架构。通过该平台集成由iFiX组态实现的HMI应用。

3.2 SCADA/HMI软件平台：基于GE iFix SCADA/HMI套件实现设备层数据的采集和指令传输、人机接口操作界面。包括：iFIX Professional SCADA Unlimited Server Chinese：部署在管控I/O服务器，承担全系统数据通信和核心SCADA工作，可以提供无限点过程数据库及无限客户端软件连接。

iFIX Plus SCADA Pak Unlimited Developer Chinese：iFIX的开发版，为iFIX 的人机界面开发平台，实现各类监控画面的组态。

iFIX iClient Runtime Chinese：iFix的客户端软件iClient的运行版，安装在操作站上，完成对不同子功能系统的监控操作。

部署结构如下：

①I/O服务器：

配置了两对冗余I/O服务器，每台服务器的软件部署相同：

安装1套iFIX Professional Scada Server；

服务器内安装OPC Client Driver或专用的驱动程序

②数据库服务器、应用服务器：数据库服务器和应用服务器通过共享存储（SAN）实现双机热备和冗余配置。每台服务器上均安装相同的数据库引擎，包

括关系数据库MS SQL SERVER和实时历史数据库Proficy Historian。对于MS SQL SERVER，同一时刻只有一台服务器的引擎运行，对于Proficy Historian，两台服务器分别处于主备状态。

针对综合自动化应用，安装的应用服务软件有：EnergyMCS服务端：为集中监控提供服务端功能，由乙方自主开发。.net 服务器框架：作为基础应用服务层。EnergyMCS是基于.net基础框架开发的。

3.3 操作员站：iFix的客户端软件iClient的运行版和组态画面。画面要预先开发好，一旦插KEY运行后操作员将不能在线修改，画面数据来自远程I/O SERVER中的iFIX过程数据库，读写操作系统。

3.4 工程师站：部署iFIX开发版，可以在线开发各类动态画面、植入第3方应用、编程，可以远程组态I/O SERVER中的iFIX过程数据库。

4 结语

通过淮南矿业集团潘北矿实施办公自动化技术应用之后，使矿井生产安全可靠，及时处理各种突发事故和自然灾害；实现全矿井的网络化、信息化、科学化。这必将为潘北煤矿企业建立良好的技术支持，从而带动煤矿企业管理的体系化和现代化。另外，发挥效益贵在适应性开发和应用，综合自动化技术在煤矿企业中的应用，为国内煤矿企业多元化快速发展提供了可靠的技术支撑，实现了远程管理和实时监测。综合自动化技术科学有效地支撑煤矿企业生产经营不断高效持续发展。

参考文献：

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[4]徐皑冬，王宏杨，杨志家.基于以太网的工业控制网络[J]，信息与控制，2000(2）.

[5]陈积明，王智，孙优贤.工业以太网的研究现状及展望[J]，化工自动化及仪表，2001.

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