安顺矿工业以太网自动化控制系统技术规格书20130906.doc

安顺煤矿工业以太环网安顺煤矿工业以太环网 技技 术术 规规 格格 书书 贵州永润煤业有限公司安顺煤矿 2013 年 7 月 目 录 1 方案概述 1 1 1 设计思路设计思路 1 1 2 主要依据主要依据 1 1 3 设计原则设计原则 2 1 4 实施意义实施意义 3 2 系统的组成要素 4 3 系统设计指导思想 4 3 1 三层体系构架三层体系构架 4 3 2 系统设计特点系统设计特点 5 4 网络平台设计 7 4 1 网络建设需求分析网络建设需求分析 7 4 2 网络设计方案网络设计方案 7 4 3 1000 M 工业以太网的设计工业以太网的设计 9 4 4 管控地面以太网的设计管控地面以太网的设计 9 5 煤矿信息化建设功能设计 12 5 1 操作平台软件的选择操作平台软件的选择 12 5 2 软件结构软件结构 12 5 3 信息化平台功能和指标信息化平台功能和指标 13 6 生产子系统接入 14 6 1 电力调度子系统电力调度子系统 15 6 2 系统功能系统功能 15 6 3 显示功能显示功能 15 6 4 压风机子系统接入压风机子系统接入 16 6 5 通风机子系统接入通风机子系统接入 17 6 6 人员定位系统人员定位系统 19 6 7 工业监视系统工业监视系统 19 6 8 井下供配电系统接入井下供配电系统接入 19 6 9 井下主排水系统接入井下主排水系统接入 20 6 10 井下皮带运输系统井下皮带运输系统 22 6 11 瓦斯监控系统瓦斯监控系统 22 7 项目培训 22 7 1 培训要求培训要求 22 7 2 培训对象培训对象 23 7 3 培训方式培训方式 23 7 4 培训内容培训内容 23 8 设备选型 24 1 1 方案概述 1 1 设计思路 安顺煤矿企业信息化工程是指利用计算机技术 网络传输技术 信息管理技 术和过程自动化控制技术等一系列现代化手段 通过对信息资源的广泛利用和深 度开发 不断提高企业的生产 经营 管理 决策的效率和水平 从而提高本企 业经济效益和企业核心竞争力 通过本次工程建设 对安顺煤矿实现高产高效 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自动化 智能化和网络化 支 撑实现的核心技术为 分布式过程控制 网络化的通讯 集中式数据管理 模块 化的组态编程 用全局的观念 按照系统集成的概念来实现全矿井生产过程管理的综合信息 化 用多种现代化信息与自动化技术 建立全矿井监测 控制 管理一体化的 基于网络的大型开放式分布控制系统 形成全矿井生产各环节的过程控制自动化 生产综合调度指挥集中化和业务运转信息传输网络化 以保证对全矿井安全状况 和生产过程的实时监测 监视 控制和调度管理 使全矿井高效的集约化生产 1 2 主要依据 煤矿安全规程 2012年版 煤炭工业矿井设计规范 GB 50215 94 计算机软件开发规范 GB8566 计算机软件产品开发文件编制指南 GB8567 88 爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备要求 GB 3836 4 2010 爆炸性环境用防爆电气设备通用要求 GB 3836 1 2010 煤矿通信 检测 控制用电工电子产品通用技术要求 MT 209 90 通用用电设备配电设计规范 GB50055 93 矿山电力设计规范 GB50070 94 2 1 3 设计原则 本着 投资保护 开放性 扩展性及安全性 的原则 加强在网络通信及系统 中的安全管理 技术和产品的全面落实 建设一个高效 可靠 安全的网络通信 及应用系统 煤矿综合信息化网络平台建设主要遵循以下设计原则 系统的实用性和集成性 系统的软硬件设计和集成 均应以适用为第一宗旨 在系统充分适应应用需 求的基础上进而再来考虑其他的性能 煤矿网络系统所包含的内容很多 系统设 计时必须能将各种先进的软硬件设备有效地集成在一起 使系统的各个组成部分 能充分发挥作用 协调一致地进行高效工作 因此 在设计上应保证网络的处理 能力和带宽越大越好 标准性和开放性 支持标准性和开放性的系统 支持与其他开放型系统一起协同工作 在网络 中采用的硬件设备及软件产品应支持国际工业标准或事实上的标准 以便能和不 同厂家的开放型产品在同一网络中同时共存 通信中应采用标准的通信协议以使 不同的操作系统与不同的网络系统及不同的网络之间顺利进行通讯 先进性和安全性 系统所有的组成要素均应充分地考虑其先进性 要求采用的系统结构应当是 开放的 能确保网络技术和网络产品几年内扩展升级的需求 网络的安全至关重要 必须保证系统的安全 网络的安全至关重要 必须保证系统的安全 安全措施应包括 防病毒 防安全措施应包括 防病毒 防 黑客 防止非法或越权访问 传输加密 安全策略控制等 采用先进的防火墙技黑客 防止非法或越权访问 传输加密 安全策略控制等 采用先进的防火墙技 术以及网络管理技术保证系统的安全 术以及网络管理技术保证系统的安全 成熟性和高可靠性 作为信息系统基础的网络结构和网络设备的配置及带宽应能充分地满足网络 通信的需要 网络硬件体系结构应在实际应用中能经过较长时间的考验 在运行 速度和性能上都应是稳定可靠的 拥有完善的 实用的解决方案 并得到较多的 第三方开发商和用户在全球范围的广泛支持和使用 同时 应从长远的技术发展 来选择具有很好前景的 较为先进的技术和产品 以适应系统未来的发展需要 可靠性也是衡量一个计算机应用系统的重要标准之一 在确保系统网络环境 中单独设备稳定 可靠运行的前提下 还需要考虑网络整体的容错能力 安全性 3 及稳定性 使系统出现问题和故障时能迅速地修复 因此要采取一定的预防措施 如对关键应用和主干设备考虑有适当的冗余 应急处理信息系统能够全天候工作 达到每周 7x24 小时工作的要求 可维护性和可管理性 整个信息网络系统中的互连设备 应是使用方便 操作简单易学 并便于维 护和管理 对复杂和庞大的网络 要求有强有力的网络管理手段 以便合理的管 理网络资源 监视网络状态及控制网络的运行 因此 所选的网络设备应支持 SNMP RMON SMON 等协议 管理员通过网管工作站就能方便地进行网络管 理 维护以及修复 在设计和实现计算机应用系统时 必须充分考虑整个系统的便于维护性 以 使系统在万一发生故障时能提供有效手段及时进行恢复 尽量减少损失 可扩充性和兼容性 网络的拓扑结构应具有可扩展性即网络联结必须在系统结构 系统容量与处 理能力 物理联接 产品支持等方面具有扩充与升级换代的可能 采用的产品要 遵循通用的工业标准 以便不同类型的设备能方便灵活地联接入网并满足系统规 模扩充的要求 1 4 实施意义 实施综合信息化平台改造后 通过计算机互联网技术 采用宽带传输技术将 安顺煤矿两个环网 井下一个 地面一个 与地面局域网相连 可以实现全矿井 的各种监测 监控运行数据的动态采集 集各种安全生产运行参数 语音通讯为 一体 并融合办公自动化信息 形成服务于安全生产 经营决策的一个综合信息 化系统 具体体现在以下几个方面 消除信息消除信息 孤岛孤岛 实现信息共享 实现信息共享 在安顺煤矿内部 借助于企业局域 网将原有的各个管理子系统 控制自动化子系统和信息子系统通过网络 技术和信息技术进行整合 达到信息共享 提高矿井安全生产管理水平提高矿井安全生产管理水平 必须结合本矿的实际 高起点高定位开发 适合安顺煤矿的信息系统 综合信息化改造应在原有多系统的基础之上 运用计算机 网络 信息 工控等技术实现信息的综合集成 达到各级 4 管理人员适时监测安全 生产经营等各个方面的信息数据变化 及时掌 握生产环节的实际情况 并采取相应的措施 提升矿井综合形象提升矿井综合形象 企业网络是企业信息交流的神经 而企业的调度生 产指挥中心是企业的窗口 本次信息化改造的重点是调度指挥中心 同 时它又是安全生产状态信息的集中点 因此 应用先进成熟的技术 同 时也应保证系统的先进性 必须坚持高起点 高要求 高标准 力求符 合信息技术的发展方向 建设一个高标准现代化的安全生产指挥中心 提升企业的总体实力 向外界充分展示煤矿的形象 2 系统的组成要素系统的组成要素 本次工程建设主要包括 井下地面环网建设 建立一个合理 符合安顺煤矿技术要求的工业以太环网 建成后要能满足工业自动化的现在和将来的拓展需要 综合布线 从全局考虑 布线要符合规范 要有备用线缆 机房网络改造 要改变老是组网模式 把环网融合在现的局域网 使网络更 加安全可靠及实用 3 系统设计系统设计指导思想指导思想 3 1 三层体系构架 在本矿综合信息化网络平台设计中 根据 管控一体化 的思想 采用三层网 络结构 并结合自动化 信息 计算机 网络 通讯的新理论和新技术 利用世 界先进的自动化产品 网络产品和工业控制软件 数据库软件 使矿井在 采 掘 运 风 水 电 瓦斯 等生产环节全面实现信息化 并将煤炭生产 管理 的各个环节 统一在一个网络平台上 形成统一 完整的有机整体 矿山综合自动化的三层结构模型 以煤炭生产各个环节的过程监测及自动化 控制产生的信息作为信息源 通过工业以太网方式自动导入到全集成自动化监测 监控平台 利用网络将现场控制 监测层的各个子系统 工业电视系统 调度通讯系统 矿井环境与生产监控系统有机地汇接在一起 进行加工处理 形成集数据 图像 5 语音为一体的全矿井安全 生产指挥调度监视监控系统 利用统一的数据中心 将生产现场的各种信息源及信息在数据库中集成化整 合 支撑各个管理层面对生产业务数据的不同需求 为经营管理决策提供数据依 据 形成企业的专家分析系统及决策支持系统 以目前工业控制网络的成熟技术 在煤矿建立一个统一 开放的网络平台 实现在统一的网络平台上对全矿井的生产安全信息进行监测 井上 下设备实现 集中控制 做到一个矿井的安全 生产 管理等环节数字 控制 语音 视频等 信息三网合一 3 2 系统设计特点 采用以太环网结构采用以太环网结构 方案设计中 系统骨干网采用环形网络结构 以 1000M 工业以太网作为综合 信息化的光纤主干环形网络的带宽 各个监控自动化子系统通过 100M 工业交换 机接入主干网络 该方案可以解决就地控制存在的事故隐患 减少各设备之间相 互脱节 无法充分发挥效率的缺点 系统由地面调度指挥控制中心 现场过程控 制分站 网络信息传输介质 网络通信接口设备等组成 以实现先进的 统一的 自动化控制网络平台 使整个系统配置合理 信息共享 安全可靠 提高指挥效 率和生产率 采用冗余技术采用冗余技术 方案设计中采用光纤环网冗余技术 井下和地面上要求高可靠性的自动化控 制系统也通过环网接入到综合信息化系统 可以大大提高矿井自动化系统的可靠 性 在物理上和逻辑上兼顾到传输信道 管控服务器 调度主机 供电电源的冗 余 并且确保传输通路 数据服务 监控工作站 供电电源的安全可靠 交换机 采用工业级环网以太网交换机 异构系统的异构系统的信息交换信息交换 针对各子系统中可能存在的非标准数据接口 方案设计中应分别在网络级和 现场总线级提供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 以 6 实现最大限度的信息共享 多层体系结构多层体系结构 设计中采用 B S 模式 设计三层网络体系结构 便于及时 准确地采集各个 子系统的工况 生产和安全参数 方便管理层实时查询 分析和决策 应用系统应采用具有先进技术理念的多层架构 遵循统一数据出口和统一数 据入口的原则 通过统一的一站式服务门户对外给用户提供闭环式服务和共享机 制 对内整合各业务应用系统 通过对上层应用服务的请求 调度下层业务逻辑 及其相关业务系统的资源 完成以事件为驱动的工作流和数据流的运行 采用采用 MES 技术技术 按照 管控一体化 的要求 在经营管理系统和自动化控制系统之间建立处理 联系 实现企业管理信息系统与工业控制现场的无缝连接 实时信息数据集成实时信息数据集成 以信息集成平台为核心 将实时数据流在企业统一信息平台上集成起来 同 时 针对统一信息平台开发各种综合应用 形成集成化 网络化应用 各种图形 图像 报表信息都可以通过 Web 的方式在任何一台终端统一浏览 统一界面 统一的数据仓库统一的数据仓库 在集中式的数据管理中 数据一旦被输入 在整个系统中都可以使用 提高 工程效率 降低工程的实施难度 模块化的组态编程模块化的组态编程 实现从设计 编程 硬件组态 测试到操作诊断和远程维护的全过程组态应 用 所有的部件都可以有一个软件进行组态 采用统一化的用户图形界面和面向 对象的设计 使用起来轻松自如 采用模块化的设计 使现场操作人员根据需要 进行选择 采用统一的数据库 保证符号和变量在项目中的一致性 便于维护和 7 提高效率 该方案可有效的降低用户用于培训的费用 安全性安全性 考虑到系统和数据的安全性 系统使用时应具有较强的身份认证 授权 加 密等机制 提供完善 全面的事件日志 数据备份和病毒防护功能 4 网络平台设计网络平台设计 4 1 网络建设需求分析 根据煤矿综合信息化网络平台的技术需要 实现整个系统的高度集成和信息 高度共享的目标 因此 首先对整个煤矿信息化传输平台进行建设 其建设目标 是将整个矿井的主要生产单位地点构建到一个网络平台上 同时从硬件上将现有 系统现有系统接入 并对将来新建系统做预留接口设计 4 2 网络设计方案 根据煤矿综合信息化网络平台建设的要求 以及现有自动化子系统的布置情 况 本次设计中包括两个主干千兆网络 调度指挥控制中心以太网 调度指挥控制中心以太网 1000M 工业工业 以太环网以太环网 两个网络与煤矿企业网和外网进行有限制的信息互联 中间加装防火 墙进行隔离 网络基本情况如下 1000M 工业以太环网 该网络是煤矿全矿控制系统骨干网 骨干网通过 工业级千兆交换机为全矿地面各个子系统提供方便灵活的 100M 工业以太 网接口 网络采用环型结构 以保证系统的高可靠性 如果在使用过程 中存在光纤网络某点断开 网络也能照常工作 而且系统能及时诊断出 故障点以便维修 调度指挥控制中心以太网 可以以两台互为冗余的网关型交换机为核心 构成 设计互为冗余的 I O 服务器组和数据服务器组 考虑到使用过程中 的日常维护 应设立相应的操作员站和工程师站 工程师站负责全部控 制系统的组态和维护 各个操作员站实现对全矿各生产子系统的过程控 8 制 控制信息由服务器经工业以太网上相应节点发送到被控子系统 服 务器组采集全矿生产 安全等全部信息 根据现场实际情况 确定网络结构方案 设计网络拓扑图设计网络拓扑图 方案具有传输速度高 低耗 易于安装和兼容性好等功能 实现快速连接及 连接恢复 恢复时间 50ms 采用多个冗余环 保证系统运行的安全性和可 靠性 生产子系统网络 将地面及井下的各生产子系统按照其物理分别情况分 别建立百兆的环形网络 按照煤矿实际情况 划分为地面千兆环网和井 下千兆环网各形成一个环形网络 具体布置为 地面变瓦斯抽放站子系 统网络 风机房子系统网络 绞车房主井皮带机操作室子系统网络 井 下主泵房子系统网络和中央变电所子系统网络 皮带控制子系统网络和 瓦斯监控 人员定位 通讯等子系统网络 其中皮带集控子系统网络和 瓦斯监控子系统网络根据主要轨道巷分布以及扩展 有效的协调各子系 统运行于最佳状态 按照计划将各种不同类别信息例如数据 图像 声 音通过 VLAN 虚拟网段的划分进行管理 不同类别的信息将各自传送至 9 指定的端口逻辑组 增强千兆环网的安全性和高效可靠传输 不同分段 的信息通过网络传输最终汇总至地面集控中心 从而实现了三网合一 资源共享的功能 4 3 1000 M 工业以太网的设计 4 3 1 网络设计网络设计 设计共放置 8 台千兆环网交换机 其中地面 2 台核心环网交换机 地面集控 中心 形成冗余 地面集控分站放置 3 台千兆环网交换机 井下放置 3 台矿用隔 爆千兆环网交换机 交换机数量和布局的选择 充分考虑煤矿现有子系统的环网接入 选择子 系统比较集中的位置 同时考虑到未来矿上的发展需求 为这些子系统预留了接 口 保证投资的经济性和实用性 3 3 2 网络拓扑结构网络拓扑结构选择选择 双环冗余型结构 安全性高 因此 性能 可靠性都比较好 稳定可靠的双 环环型结构作为工业以太环网是必然的 技术成熟 考虑到实际的建设需求 本 设计中采用双环网结构 4 3 3 带宽选择带宽选择 千兆位以太网可以提供 1Gbps 的通信带宽 采用和 100M 以太网同样的 CSMA CD 协议 帧格式和帧长 其工作原理和相应的标准基本一样 因 100M 工业以太环网只能在传输 10 路以下的信号是合适的 而超过 10 路就不 是非常理想 从价格上考虑 千兆以太环网交换机比百兆环网交换机的价钱高不 了太多 因此 针对煤矿交换机数目情况下 采用千兆网是具有较高的性价比 4 4 管控地面以太网的设计 调度指挥控制中心以太网网络示意图上图所示 10 调度指挥控制中心由两台核心交换机 I O 服务器 IPS 入侵防御系统 负载 均衡器 VPN 流量控制器 两台数据服务器及磁盘阵列 一台防火墙及一台 WEB 服务器及若干台操作员站和工程师站 可以实际需要进行配置 组成 网关交换机 两台互为冗余 选用千兆智能交换机 是工业以太环网与 指挥控制中心网络的接口 同时又是调度指挥控制中心的网络中心 I O 服务器 负责各接入子系统的数据采集与指令的下发 两台服务器互 为热备冗余 内部安装 ifix 节点服务器 配置高性能实时数据库 数据服务器 由两台服务器和一台高容量的磁盘阵列组成 也是热备冗 余设计 各类历史数据可任意高容量存储 满足煤矿对历史数据长时间 保存的需求 WEB 数据服务器及防火墙 web 服务器是信息对外发布的载体 硬件防 火墙保证了内部网络的安全性 既能实现外部网络对内网的信息获取 又能防范内网遭受外网非法用户的破坏 IPS 入侵防御系统 在防火墙后面部署入侵防御系统 实现对网络入侵 和病毒流量的实时监控 可以针对一个入侵行为中的各种技术手段进行 统一的检测和防护 如应用扫描 漏洞利用 Web 入侵 非法访问 蠕 虫病毒 带宽滥用 恶意代码等进行安全防护 操作员站 操作员站分别完成各子系统的监测监控 原则上每一台操作 员站均可以调用 监控全矿所有被控系统 同时为每一台操作员站设置 其监测与控制工作权限 以提高系统的可靠性 负载均衡器 用户同时可以通过移动和联通两条链路访问互联网资源 并且可以通过用户访问的目的资源进行自动匹配 不会出现跨运营商访 问导致的访问缓慢等问题 应用交付控制器可以实时检测两条链路的利 用率情况 自动分配用户的访问流量 同时还可以监控两条链路的健康 情况 一旦链路出现故障时会将所有访问流量切换到正常链路 故障恢 复后流量会自动切换回来 保障业务流量的永续性 工程师站 工程师站负责全部控制系统的组态和维护 工程师站由经过 专门培训过的工程师操作 11 4 4 1 网络管理软件网络管理软件 统一网管软件对所有设备及其他厂商进行实时监控功能 针对交换机具的 温度 链路状态 数据流量等监控并设有告警信息功能 方便维护人员及时了解 设备运行状态 网管软件必须有网络拓扑显示功能以便于维护人员进一步管理和 监控交换机状态 1 自动发现网络中设备并在拓扑中显示出来 根据设备 链路状态显示为不同 的颜色 管理员一目了然 如图所示 2 具有故障检测功能和故障告警功能 能够发现网络中的常见问题 并支持对 全网设备的告警信息和运行信息进行实时监控和统一浏览 如图所示 3 告警确认功能 4 设备性能监控功能 设备流量 接口流量等信息 如图所示 12 5 备实时温度监控 管理软件能实时监控设备的 CPU 主板等主要部件温度 且有实时告 警机制 6 丰富完善的告警机制 可根据故障级别不同定义不同的告警机制 告警信息可通过多种 手段如声音 短信 邮件等方式及时通告管理人员 做到管理人员随时随地了解设备的运行 状态 7 集中网管除了可管理全系列产品外还可以管理主流厂商的网络设备 实现了全网设备的 真正统一全面管理 通过统一网络管理平台可以将本次部署的网络安全设备以拓扑图方式显示在大屏上 出 现故障可以及时排查 减小网络维护的工作量 5 煤矿信息化建设功能设计煤矿信息化建设功能设计 5 1 操作平台软件的选择 1 服务器上操作系统的选择 考虑到操作系统的实用性和易使用性 服务器上准备采用微软公司推出的最 新的专门用于服务器上的 Windows 2008 操作系统 5 2 软件结构 整个系统具有如下特点 以具有双机热备的组态软件为核心 以 OPC 为主要通讯接口 13 以 WEB 网页为信息发布的主要模式 5 3 信息化平台功能和指标 整个综合信息化平台将实现如下功能和指标 冗余功能 冗余包含两个方面 服务器端和客户端 对于服务器端 两台服务器处于热 备状态 一台工作 一台备份 当任何一台服务器失败的时候 另一台服务器能 自动快速的切入工作状态 对于客户端 当其中一台计算机出现故障时 可自动 切换到另一台计算机 以防止数据丢失或控制失控 系统容量 系统输入 输出点位采用无限点软件 可采集无限个监控点 巡检周期符合行 业规定 显示功能 能显示各种实时数据 并实现当被测参数超限 保护动作及设备运行状态改 变后发出语音 文字告警提示 控制功能 具有远程启动 停止 复位和测试功能 并具有可进行地面远程编程 故障 保护 屏蔽及控制方式转换等功能 报警功能 能够对出现的异常情况进行实时的颜色 文字或声音报警 故障自诊断功能 可准确判断故障类型 位置并能进行图像和语音提示以及打印输出 打印功能 能实时或按时间段打印相关设备的运行参数和运行状态 数据统计 汇总 对数据进行综合处理 多种输出方式并能打印输出 网络功能 与其它集控系统集成 利于有关领导及有关部门随时掌握井上 井下各系统 工作情况 14 5 45 4 安顺煤矿工业以太环网核心技术规格安顺煤矿工业以太环网核心技术规格 1 环网交换机要有能满足现状和将来 5 10 年的拓展光口和电口 2 2 此次工业以太环网建设工程包括 地面 井下环网建设 综合布线 机柜及 网络设备合理摆放设置 改变老的组网模式 根据实际需求改变现在的网络架构 3 3 当设备与工业以太网交换机的距离在 100 米之内时 通过阻燃双绞线接入到 环网中 4 4 当设备与工业以太网交换机的距离超过 100 米 监控分站 人员定位基站及 电器设备的自动控制信号考虑用 485 级联方式传入环网交换机 环网交换机采用 矿用隔爆兼本安不间断电源 该电源供电时间应在 4 小时以上 5 5 每个节点环网交换机应接入的系统设备请参阅参阅 CADCAD 图 图 6 6 环网建设要使老设备得到合理的利用 发挥外网流控 防火墙的最大作用 组配外网管理服务器 使得外网进入矿内网先经网络管理服务器查杀毒后才能流 入内网 7 7 做到网络合理管理 通过流控 防火墙 VPN 合理分配 IP 和每个 IP 客户机的 流量 可以根据具体的 IP 客户机级别不同分配流量大小 可以根据软件路径的 需求情况选择专用通道路径 比如安顺矿的视频会议 内部市场化 瓦斯监控等 系统通向上级公司需要走 VPN 提供的专用通道 8 8 路径切换 安顺煤矿有两个外部网络 连通 50 兆 移动 10 兆 两条网要能 在其中一条断线的情况下可以通过三层交换自动切换 使整个网络能正常的使用 9 9 网络维修方便 故障底 故障点明确 可以在网络管理组态上发现故障点 网络建设玩后 必须培训矿的管理技术人员 经培训合格 并能完全掌握后才交 付验收和使用 6 生产子系统接入生产子系统接入 按照煤矿信息化建设总体规划及分布实施计划 煤矿安全生产的所有子系统 均接入到网络平台中 对设备的工况进行实时监测 所有设备本身完成自动化之 后 可在上位机 调度指挥中心 实行远程监控 建设子系统包括 15 1 地面系统 地面系统 5 套 套 电力调度子系统 仅做 j 监测 不做控制 压风机子系统 通风机子系统 本次预留接口 瓦斯抽放子系统 皮带机 提升运输子系统 地面部分和井下部分合为一套 2 井下系统 井下系统 6 套 套 井下主排水系统 井下供电系统 本次只做中变 采变预留 井下运输胶带机集中控制系统 地面和井下皮带机合为一套 瓦斯监测子系统 人员定位子系统 调度通讯系统 6 1 电力调度子系统 电力调度包括 井下中央变电所和采区变电所 地面 35KV 变电所 5 1 2 网络接入 井下中央变电所站控主单元负责数据采集 处理 通信等 提供各种硬件通 信接口 用于采集 处理变电所内所有保护 测控装置 各种智能设备的实时数 据 信息 形成各种数据 信息转发表 向当地后台系统 远方调度 集控中心 发送 在集控中心完成监测 控制等功能 地面 35KV 变电所高压部分已经实现计算机的就地集中控制 因此 在网络 化集成中只需通过软件接入即可实现高压部分的信息化管理功能 通过 OPC 方 式 与以太网直接接入 完成对地面 35KV 变电所的实时监测功能 6 2 系统功能 实现终端显示实时数据及自动绘制历史曲线图表 有利于生产指挥人员准确 及时地掌握第一手资料 正确指挥生产 及时地排除故障 消除事故隐患 16 6 3 显示功能 1 工况图 动态显示 35kV 变电所和井下中央变电所和采区变电所运行的工况 以及所 涉及的电压 电流 功率因数 有功功率 无功功率等模拟参数数值的变化 2 故障及保护显示 实时显示变电所中各种保护传感器的工作状态 显示跳闸 过载 短路等故 障类型 以及查看各分站之间通信是否正常 3 历史显示 对变电所中所涉及的电压 电流 功率因数等参数进行历史查看显示 以用 来分析产生故障的原因 5 1 3 4 报表功能 对不同时间内的电压 电流 功率因数进行数据分析统计 系统能够保存所 有原始历史数据 并以报表的形式产生 根据实际需要打印出来进行故障分析 6 4 压风机子系统接入 6 4 1 系统概述系统概述 压风机房安装三台螺杆式压缩机 系统采用由 PLC 组成的二级分布式计算机 集散式控制系统 对压风机运行的过程进行检测 显示 控制 保护 报警和管 理 6 4 2 网络接入网络接入 考虑网络透明性 在总线上直接增加一块 IE PB Link 网络转换模块 将转换 为以太网 通过双绞线接入一增设的小型交换机上 此小型交换机通过光纤就近 接入主环网交换机 17 6 4 3 系统功能系统功能 1 故障自诊断功能 可准确判断故障类型 位置并能进行图像和语音提示以及打印输出 系统还 设有 报警测试 功能 方便操作人员进行报警回路测试 2 扩展功能 选择的计算机和系统软件留有备用容量和接口 可以很方便地进行扩展 分 布式系统结构具有良好的扩展性 3 打印功能 能实时或按时间段打印压风机相关设备的运行参数 如运行时间 电机电流 等 和运行状态 如故障类型 4 控制功能 具有远程启动 停止 复位和测试功能 并可进行地面远程编程 修改等功 能控制 提供多种连锁 杜绝误操作 5 数据统计报表功能 对数据进行综合处理 提供多种报表类型 实时 班 日 月 任意时间段 满足报表统计 曲线图 柱状图显示并能打印输出 6 显示功能 采集并显示各台压风机运行的工艺参数 电气参数 电气设备运行的状况 提供重要参数的趋势曲线 便于运行状态及故障分析 6 5 通风机子系统接入 本次只考虑预留接口 6 6 人员定位系统 该系统已使用多年 为山东蓝动公司系统 通过 485 线通过协议转换器转换 成 IP 地址码就近接入环网交换机 具体的协议程序由瓦斯监控厂家编写提供 于 调度指挥中心通过 OPC 方式获取数据 6 7 工业监视系统 因视频带宽比较大 容易造成网络阻塞 故本次只留接口 特殊部分通过环因视频带宽比较大 容易造成网络阻塞 故本次只留接口 特殊部分通过环 18 网系统网系统 OPC 方式传入调度室 大部分视频不考虑接入环网 方式传入调度室 大部分视频不考虑接入环网 6 8 井下供配电系统接入 6 8 1 系统概述系统概述 供配电系统由井下中央变电所监控系统和采区变电所监控系统两大部分 高 压防爆装置和低压防爆开关设置 6 8 2 网络接入网络接入 通过 RS485 与变电所综合保护测控装置完成通讯 采集变电所的各种数据以 及完成变电所的控制 接入实现方式采用管控服务器通过以太环网与 PLC 的以太网接口相连 即主 控站接入置于变电所的环网交换机从而进入井下光纤环网 实现与地面控制中心 的通讯 从而实现自动化功能 而该 PLC 的 OPC Server 安装在管控服务器中 6 8 3 系统功能系统功能 在地面控制中心可以实现的具体功能如下 6 8 3 1 显示功能显示功能 工况图 动态显示各变电所运行的工况 以及所涉及的电压 电流 功率因数 有功 功率 无功功率等模拟参数数值的变化 故障及保护显示 实时显示变电所中各种保护传感器的工作状态 显示跳闸 过载 短路等故 障类型 以及查看各分站之间通信是否正常 历史显示 对各个变电所中所涉及的电压 电流 功率因数等参数进行历史查看显示 19 以用来分析产生故障的原因 6 8 3 2 控制功能控制功能 根据实际需要进行分合闸 以保证安全无故障产生 6 8 3 3 保护功能保护功能 对过载 短路等故障设置保护 6 8 3 4 报表功能报表功能 对不同时间内的电压 电流 功率因数进行数据分析统计 系统能够保存所 有原始历史数据 并以报表的形式产生 根据实际需要打印出来进行故障分析 6 9 井下主排水系统接入 6 9 1 系统系统概述概述 煤矿主排水泵房自动控制系统 6 9 2 网络接入网络接入 由于本矿主排水泵房和中央变电所位置相邻 监控系统设计时综合考虑 井 下主排水泵房监控 PLC 与井下中央变电所的 PLC 合用 采用西门子 PLC 对水 泵的数据进行采集 在操作屏上显示各台水泵的状态参数并对各水泵进行集中控 制 接入实现方式采用管控服务器通过以太环网与 PLC 的以太网接口相连 即主 控站接入置于中央变电所的交换机从而进入井下光纤环网 实现与地面控制中心 的通讯 从而实现自动化功能 而该 PLC 的 OPC Server 安装在管控服务器中 20 6 9 3 系统功能系统功能 参数采集功能 自动采集 显示水仓水位及水泵的各种运行参数 主排水管 路流量 水泵排水压力 电流 电压 开停状态 有功功率 无功功率 有 功电量 无功电量 功率因数 轴温等 多模式控制功能 具有远程控制 就地自动 就地手动 检修控制等多种工 作方式 远程控制是地面控制中心通过网络远程操作控制水泵 可设定和修 改水泵的运行条件 控制程序 可远程实施集中控制和自动控制 就地自动 方式则根据水仓水位情况自动控制水泵 电动闸阀以及电磁阀等设备运行 就地手动控制 通过现场排水控制装置 人工控制水泵 电动闸阀以及电磁 阀等设备 故障响应功能 故障时能及时发出报警信号 并根据故障类型自动停泵 水位控制功能 根据所监测的水位信号 可设定出低水位 高水位和上限水 位信号 低水位时停泵 每台水泵可设置 远控自动运行 就地自动运行 就地手动运行 检修 等工作方式 具有保护功能 操作保护 电气保护 工况保护 设备保护等 具有人机对话功能 便于系统生成 参数修改 功能调用 数据显示及数据 记录以及故障报警功能 系统采用工业以太网进行数据传输 接口兼容 界面友好 易于使用 地面 监控中心实时显示水位 流量 压力 电压 电流等参数 所需设备详见设备列表 6 10 井下皮带运输系统 现有的井下胶带机运输系统具有就地控制功能 尚未实现远程控制 因此 若实现其地面远程控制需对其进行全面改造 形成后的子系统具有以下功能 系统具有远程控制 就地手动 检修控制等工作方式 具有优先互锁控制 21 系统在自动状态下根据物料的情况 起 停皮带 地面监控中心可显示各皮带 给煤机的起停状态 电源指示 各皮带机跑偏 闭锁 纵向撕裂 超温 打滑 烟雾 堆煤 洒水 煤干湿等信号 配置扩音电话和语言报警器 方便皮带沿线维修人员联系和通过沿线语言报 警点查找故障点 系统采用工业以太网进行数据传输 实时数据显示 具有人机对话功能 接 口兼容 界面友好 易于使用 以便于系统生成 参数修改 功能调用 所需设备详见设备列表 6 11 瓦斯监控系统 本系统已使用多年 为自成一体的完善子系统 为重庆煤科院 KJ90 设备 通过 485 线通过协议转换器转换成 IP 地址码就近接入环网交换机 具体的协议 程序由瓦斯监控厂家编写提供 于调度指挥中心通过 OPC 方式获取数据 7 项目培训 项目培训 7 1 培训要求 投标方应免费对招标方的技术人员进行项目建设相关技术内容的全面培训 培训工作应按工作内容和性质分阶段有组织的进行 培训应安排有经验的专业工 程师授课 并提供培训材料 每个培训人员均应人手一套 投标方在应标书中应提供一份建议性的详细的培训计划 在计划中说明对被 培训者的资格要求 培训科目 课时的建议等 具体培训时间在双方第一次技术联络会后确定 要求培训可以分期分批进行 7 2 培训对象 本项目培训对象主要为安顺煤矿相关技术人员 7 3 培训方式 培训采用现场培训方式进行 中投标方应对招标方技术员进行运行操作及日 22 常维护的培训 使招标方技术人员明确项目设计与实施的思路 方案 技术路线 系统常见技术故障解决方法等 现场培训应满足日常运行操作及维护的要求 7 4 培训内容 包括但不限于以下内容 1 中标方所提交的相关项目成果 2 项目中所涉及设备的基本知识 参数及策略配置 管理维护方法等 23 8 设备选型 设备选型 为本矿的长远利益和将来的拓展需要和系统的合理管理 尽量结合本矿技术为本矿的长远利益和将来的拓展需要和系统的合理管理 尽量结合本矿技术 人员和领导的意见选择设备人员和领导的意见选择设备 1 工业以太网交换机 井上 井下共 6 台 技术指标要求 带 号指标必须满足 安装方式机架 电源双直 交流 工作温度 40 85 C 外壳防护等 级 IP40 MAC 表项 32K VLAN 表项 4K L2 组播表项 1K ACL 规则 2K 最大帧长度 13K 扩展槽位 3 业务接口4 个 GE SFP 扩展接口 8 端口百兆以太网电接口模块 RJ45 6 端口百兆以太网光接口模块 SC 多模 8 端口百兆以太网光接口模块 SFP 本次配置要 求 4 个千兆 SFP 光接口 8 个百兆电接口 8 个百兆 SFP 光接口 3 个千兆 SFP 单模光模块 4 个百兆 SFP 光模块 二层特性 RSTP STP IEEE 802 1w D MSTP IEEE 802 1Q VLAN GVRP 端口管理 包括 Port trunk 端口 基本功能 LACP 端口镜像 QoSQoS 拥塞管理 端口速率限制 组播IGMP Snooping 功能特性 安全广播风暴抑制 Static Port Access Control ACL 24 管理 Precise real time clock IEEE 1588 PTP SNMP 实时温度检测和告警 系统日志 操作日志 设备管理 软件版本管理 接口管理 Web 管理 命令行管理 MIB 网管要求为方便网络管理 以太网工业交换机与核心交换机统一品牌 可靠性支持快速环网保护协议 资质要求 具有工信部 电信设备进网许可证 具有国家电网 A 类认证检测报告 具有 CE 认证证书 具有 FCC part15 B 证书 2 核心交换机 2 台 技术指标要求 带 号指标必须满足 硬件架构及性能要求 多核处理器 FPGA 分布式架构 业务槽位 10 主控槽位 2 6Tbps 4500Mpps 端口类型万兆端口 千兆光口 千兆电口 设备端 口支持能 力 接口板卡类型要求 支持防火墙业务板 IPS 业务板 审计及流控业务板 负 载均衡业务板 48GE 光接口板 48GE 电接口板 4 10GE 接口板 8 10GE 接口板 32 10GE 接口板 4 10G POS 接口板 8 2 5G POS 接口板 本次配置要求 冗余电源 单引擎 2 个万兆光接口 12 个千兆光 接口 12 个千兆电接口 2 个万兆多模光模块 6 个 千兆单模光模块 IPv4 协议 硬件支持分布式 IPv4 线速处理 其中路由协议必须 支持 RIP OSPF V2 IS IS 和 BGP 组播协议必须支 持 IGMP V1 V2 V3 Snooping PIM SM PIM DM PIM SSM 和 IGMP Filter 基本功能 访问控制 每板支持 8k ACL 支持 Ingress Egress CAR 粒度 8Kbps 25 安全认证机 制 支持 Web 认证 支持 MAC 认证 支持 AAA Radius 支持 SSHv1 5 SSHv2 级联功能支持多块业务板卡级联 支持多台设备进行级联 VLAN 支持动态划分 VLAN 支持静态 VLAN 和 802 1Q VLAN Trunk VLAN 数 4K 端口聚合 支持跨模块的端口聚合 可负载分担的聚合组数不 小于 128 组 端口镜像 支持多个物理端口的流量镜像到一个端口 支持跨 单板的端口镜像 支持跨设备的端口镜像 支持流 镜像到端口 支持 DoS DDoS 攻击防护 安全功能支持基本攻击防护 MACIP 绑定 ARP 攻击防护等 安全功能 支持策略路由 静态路由 RIP OSPF IGMP PIM 等路由协议 支持 vlan access vlan trunk vlan 三层 vlan 子接口 等 VLAN 功能 支持 ACL 功能 二三层转发 支持 GVRP STP MSTP RSTP FRRP PTP 等 链路层协议 支持关键数据的统计 报表功能 日志和报表 支持关键 重要事件日志功能 可靠性要求冗余电源 所有板卡支持热插拔 VRRP 支持 VSM 虚拟化技术 部署模式在线部署 旁路部署 系统管理 支持中文管理界面 支持 FTP TFTP Xmodem 支持 WEB 管理接口 支持 SNMP v1 v2 v3 支持 RMON 支持 NTP 时钟 支持电源智能管理 支持设备在线状态监测机制 实现对包括主控引擎 背板 芯片和 存储等关键元器件进行检测 网管要求为方便网络管理 核心交换机支持统一网管平台管理 资质要求 具备公安部 计算机信息系统安全专用产品销售许可证 具有工信部 电信设备进网许可证 3 应用交付控制器 1 台 技术指标要求 带 号指标必须满足 体系架构分布式硬件架构 非 X86 工控机架构 电源配置双交流电源 实配硬件冗余 26 产品高度1U 功耗 150W 扩展槽位1 个 端口要 求 要求配置 2 个千兆光接口 6 个 10 100 1000 M 以太网电口 本次 配置 产品性 能 设备吞吐量 1 2Gbps 最大并发连接数 150 万 四层每秒新建连接数 8 万 七层每秒新建连接数 16 万 可靠性要求 N M 虚拟化 静默双机 双机热备 VRRP 多主等多种模 式 满足不同级别的可靠性需求 支持智能 DNS 和 GSLB 广域网负载均衡 支持基于 IP 地址归属地的链路负载均衡 能根据流量智能 选择运营商链路出口 支持链路动态智能调整 能根据链路的负载 丢包率 延 时等动态智能调整链路出口 支持 ARP ICMP TCP HTTP DNS 基于服务 基于 内容 自定义四七层等链路健康检查算法 链路负载均衡 支持轮询 加权轮询 最小连接 加权最小连接 源地址 散列 源地址源端口散列 目的地址散列 最短预期延时 最小队列 随机 加权随机 数据应用类型 就近性 带 宽算法等链路调度算法 IPV6 支持 IPV4 IPV6 双协议栈 基于应用智能路 由 支持基于应用协议的智能选路 应用协议超过 2500 种 提 供截图 可编程脚本语 言 提供灵活的编程语言 可自定义应用业务的控制方法 支 持负载均衡 NAT 路由转发 会话保持等功能的可编程 控制 支持源 NAT 目的 NAT 一对一 NAT NAT 地址池等 NAT 功能 支持包过滤功能 支持 FTP TFTP ORACLE MMS SIP H323 RTP RTCP R TSP DNS PPTP RPC netbios 等应用层网关功能 支持 DoS DDoS 攻击防护 防火墙功能 支持基本攻击防护 MACIP 绑定 ARP 攻击防护等安全功 能 支持策略路由 静态路由 RIP OSPF IGMP PIM 等路 由协议 二三层转发 支持 vlan access vlan trunk vlan 三层 vlan 子接口等 VLAN 功能 27 支持 ACL 功能 支持 GVRP STP MSTP RSTP FRRP PTP 等链路层 协议 支持关键数据的统计 报表功能 日志和报表 支持关键 重要事件日志功能 部署模式支持对称部署 单臂部署 双侧防火墙网关 网管要求为方便网络管理 应用交付控制器支持统一网管平台管理 资质要求具有工信部 电信设备进网许可证 4 入侵防御系统 1 台 技术指标要求 带 号指标必须满足 设备配置要求 1U 高度设备 IPS 必须采用多核处理器硬件架构 4 个千兆电口 2 个千兆光口 管理接口 千兆电口 2 个 扩展槽数量 1 个 配置双交流电源 产品性能 最大并发连接数 100 万 每秒新建连接数 5 万 吞吐量 800Mbps 时延 100 微秒 攻击特征库数量 4800 病毒特征库数量 30000 集成第三方专业防病毒厂商的专业病毒库 在网站 有相关声明 能提供与防病毒厂商的合作证明 支持深入七层的分析检测技术 能检测防范的攻击类 型包括 蠕虫 病毒 木马 后门 DoS DDoS 攻击 探测 扫描 间谍软件 网络钓鱼 利用漏洞的攻击 SQL 注入攻击 缓冲区溢出攻击 协议异常 IDS IPS 逃逸攻击等 可以识别迅雷 BT eDonkey eMule Kugoo 下载协 议 多进程下载协议 网络快车 网络蚂蚁 腾讯 超级旋风下载协议 脱兔 TuoTu 下载协议 Vagaa 哇 嘎 画 时代 Gnutella DC 等 P