大恒煤业信息化总体方案(上报).doc

大恒煤业信息化建设总体方案山西朔州大恒煤业有限公司2010年12月第一章 大恒煤业建设目标及建设原则1.1 建设目标 遵循“国际先进、国内领先”的总体目标和“整体规划、分步实施、重点突破”的总体建设原则，本项目将以与直接生产相关的自动化、数字化和集成管理，以及生产安全监控相关的建设和集成管理为重点，将大恒煤业建设为在生产管理中基本实现“生产过程自动化”、“安全监测数字化”、“企业管理信息化”、“信息管理集约化”的数字化矿井。项目建设成功对于郓城煤矿具有以下现实意义：A.提高矿井安全生产管理水平实现在调度指挥中心集中监测井上、井下生产安全信息，远程控制主运皮带、主扇风机、供电、井下泵房、选煤厂等各系统设备，实现无人值守，提高安全性。B.提高生产效率，建设知识型企业推进精细化管理，通过提高生产设备和辅助生产环节的自动化水平，提高生产效率，并减少现场操作人员。同时，将大量人员工作由现场操作逐步转变为对设备和系统的分析预防、维护管理等知识型工作，提高业主队伍的技术和管理水平及生产承包方维护、应用水平，使其更有能力、精力和手段推进精细化管理。C.消除信息“孤岛”， 实现数字矿山管控一体化，提高管理效率实现井上井下所有控制、监测子系统在一个统一的网络平台上运行，从而消除信息“孤岛”，达到最大程度的信息共享，提高管理效率。1.2 建设原则 先进性、成熟性使用先进、成熟、实用和具有良好发展前景的技术，既能满足当前的需求，又能适应未来的发展实用性，选用的设备应是经过实践检验的成熟产品。 可靠性综合自动化系统的可靠性是系统具有实用性的前提，确保能高效、稳定适应煤矿特殊环境的连续工作。 安全性综合自动化系统是基于网络体系的，其安全性将是系统建设的核心技术，而用户对网络安全的要求又相当高，因此安全性原则非常重要。监控系统中主要有以下几大安全问题：数据的私有性（保护监控系统的数据不被侵入者非法获取）；授权（防止非法侵入者在监控系统上发送错误信息）；访问控制（控制对网络资源的访问）。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。 实时准确性综合自动化系统的基本功能就是将被监控对象发生的事件在有限的时间内准确及时地反映上来，并根据系统控制程序实施合理控制。因此实时性与准确性的原则贯穿在系统设计的各个方面，设备和终端必须反应快速，充分配合实时性的需求。 互联性和可扩展性把各子系统有机结合起来，满足信息层结构中各层之间信息沟通，增加各子系统之间的互联性和可扩展性。充分考虑将来需求的成长空间，所提供的系统平台与技术将充分配合未来功能及扩充、升级项目的需求，以避免将来重复的投资。标准化、结构化、模块化的设计思想贯彻始终，奠定系统的开放性、可扩展性、可维护性、可靠性和经济性的基础。 易操作、维护先进且易于使用的图形人机界面功能，提供信息共享与交流、信息资源查询与检索等有效工具。系统应便于各种日常维护，能够方便地进行软件的重新配置、系统的自检与恢复、硬件备品备件的更换和软件系统的升级。 经济性既要保证系统设计的先进性，又要保证系统设计的经济性。在一定的资金资源下，提供最合理的方案，所有设备的选型配置和采购订货，坚持性价比最优的原则，同时兼顾供货商的资信度和维修服务能力。第二章 信息化网络平台2.1 信息化网络平台目的：在统一平台的核心思想指导下，建立起千兆高速、开放、安全、可靠的矿井公共网络传输平台和网络交换系统，建立网络基础服务系统，实现三网合一，支持Internet接入，并具备完善的网络安全体系和管理体系，以保证网络系统的安全可靠运行；内容：网络平台的建设包括管理网络、工业环网、服务器群组、安全系统、综合布线5个部分，涵盖这5个部分的硬件、软件及传输线缆等。信息传输服务：接入层设备应能提供方便的接入端口，无论从任何一点接入，都应方便地支持编程上传/下载、系统诊断和数据采集功能，且不需要复杂的编程或特殊的软硬件支持，同时不影响实时信息传输性能；网络模式及结构：要求以模块化、层次化为网络设计理念，采用以太网技术及成熟的千兆网络设备组成千兆主干网络，支持星型、树型、总线型和环形等多种拓扑结构，提供便利的接入条件和快速的线路保护功能。冗余：在物理上和逻辑上都要考虑到网络系统的冗余，确保网络系统的安全。当网络中某一子系统的通讯或元器件出现故障时，不能影响其它子系统的通信和整个网络的传输性能。业务：实现三网合一，支持Internet接入。网络管理及故障诊断： 配置调度中心网管工作站及移动管理终端，实现图形化展示网络拓扑、全流程的故障管理、主动的网络监视、批量的设备配置备份。配置可视化操作员站及工程师版网管软件，实现网络设备统一监控管理，支持SNMP协议，可实现远程实时在线故障诊断，当故障发生时，用户可在第一时间实现故障的诊断和定位。同时，可以将网络设备的状态信息通过OPC 方式传递到HMI/ SCADA 软件中，从而将网络监控与其他智能设备的监控集成一体。网络安全：应统筹制定网络安全策略，采用设备安全、网络安全、数据安全、联网安全等一系列软硬件安全措施，部署网络安全系统，保证综合监控及自动化网络与所有子系统的安全，保证综合监控及自动化网络与企业信息网络的安全隔离。2.2 管理网络2.2.1管理网络的建设目标：能够通过企业信息网络平台传输数据、语音、视频信息；实现企业OA办公自动化、ERP系统、统一上网业务；支持Internet接入、自动化网络接入。具有“可扩展、可运营、可管理，并可持续发展”的能力。管理网络布置在地面，采用星型结构，主干带宽1000M，接入层为100M接入，服务器与核心交换机以1000M接入。核心交换机采用双机冗余网来提高性能和控制风险。采用网闸实现与工业环网的连接。用于管理系统的服务器采用冗余连接至核心交换机，并通过光纤交换机接入磁盘阵列。安全系统设备通过1000M连接至核心交换机，对全网安全进行监测、控制和管理2.2.2网络平台功能 支持多种客户端如Web浏览器、移动设备和传统客户端，可运行在多种操作系统上，可访问多种不同的数据系统。 支持可伸缩的分布式事务处理，能够提供高级别的安全性、可靠性、可用性和数据完整性。 提供可扩展的运行环境，这一环境可用于基于组件的分布式解决方案的开发和部署。 可与企业数据库、事务处理系统和其他应用进行交互。 能够进行快速的业务集成，业务流程管理，符合现有成熟的应用集成规范。 网络要求以模块化、层次化为设计理念，采用三层、星型网络扑结构，网络核心使用千兆以太网交换机、双电源冗余，支持千兆骨干，百兆到桌面。 接入交换机采用光纤千兆双链路上行连接至核心交换机。第三章 综合自动化集成平台及子系统接入3.1 平台建设内容和架构综合自动化软件系统，是集数据通信、处理、采集、控制、协调、综合智能判断、图文显示为一体的综合数据应用软件系统，能在各种情况下准确、可靠、迅捷地做出反应，及时处理，协调各系统工作，达到实时、合理监控的目的。综合自动化平台具有“集中管理，分散控制；监控全面，使用方便”的特点，并要基于先进的平台软件技术开发，从技术，设计，开发，维护等各个方面保证系统的先进性，符合现代煤矿生产集中控制的软件系统，并基于网络平台运行，以网络操作系统Windows2003 Server为运行环境，以关系数据库（如MS SQL_Server、DB2、Oracle等）为数据库支撑。同时还可将安全生产相关数据存储在实时数据库及关系型数据库中，建设全矿统一的安全生产综合数据库，以实现对全矿安全生产历史状况的查询与分析。3.2系统架构系统采用B/S模式设计三层网络体系结构：浏览器、应用逻辑服务器、数据库服务器。下为软件系统体系结构示意图:客户端应 用程序+ Ado.Net客户浏览器应用程序服务器IIS+XML WebService+Ado.Net+业务规则数据库服务器SQLServer数据库XML/DATAAAAAA客户浏览器以WEB浏览器，如Internet Explore,Netscape等作为客户端应用的容器，属于表示层，包含了系统的显示逻辑。由它向WEB服务器提出请求服务，WEB服务器对用户身份进行验证后，与数据库服务器进行交互，通过HTTP协议把相关内容返回给客户端，客户浏览器把接收到的主页内容显示出来。系统结构：系统采用C/B/S（客户机/浏览器/服务器）混合结构，工作人员对现场设备的操作都在客户端上；服务器可分为人机界面服务器和数据服务器，并且服务器也可以分布设置。客户端通过系统网络访问服务器提供的画面及数据。 3.3 软件开发平台3.3.1 软件接口软件接口及标准的信息协议是软件整合能否实现的关键，对于各现场控制单元（子系统），接入组件支持业界普遍认同的一些标准接口接入。3.3.2 OPC接口OPC（OLE for Process Control）是被工控领域广泛遵循的一种标准，它规范了应用程序与现场设备或数据源之间数据存取的接口协议，它是基于微软的组件技术（COM/DCOM）设计，采用客户/服务器体系结构。它既可存取本地OPC服务器数据，又可存取分布在网上其它节点的OPC服务器，并且具有高效、安全的特点。它是目前存取现场数据最理想的方法。3.3.3 DDE/NetDDE接口NetDDE是基于网络的动态数据交换（DDE）技术，DDE由微软早期发布，解决应用程序之间数据的动态交换。也采用客户/服务器体系结构。它既可存取本地DDE服务器数据，又可存取分布在网上其它节点的DDE服务器，它比OPC在速度和安全性方面要逊色。但对一些动态刷新系统它仍不失为一种简单有效的方法。3.3.4 ODBC接口现场控制单元（子系统）可将一些对实时性要求不高（如统计等）信息周期性地通过数据接口写入指定的共享数据库（如MS Access、ORACLE或MS SQL等）的表中，综合自动化控制系统通过数据库接口获取相关信息。3.3.5 FTP传送现场控制单元（子系统）将实时数据周期性地写入指定的文件中，文件的结构符合统一的信息描述，子系统通过FTP上传至管控服务器设置好的FTP服务器。3.3.6标准、开放的接口协议采用标准、开放的接口协议，各系统互联基于以太网，采用标准、开放的协议如OPC、NetDDE、MPEG4等协议。3.3.7管控一体化综合自动化平台可实现安全、生产各环节参数的自动接入与汇总处理，并能实现智能化控制方案形成，对现场子系统进行调控。3.4 子系统接入3.4.1 生产子系统列表郓城煤矿围绕煤炭安全生产系统要求接入集成平台的子系统有： 矿井调度通讯系统 井下排水监控系统 井下供电监控系统（包括中央变电所、采区变电所） 地面压风机监控系统 地面主通风机监控系统 地面电力监控系统 矿井无线通讯系统 井下人员定位系统 矿井安全监控系统（ 矿井防灭火束管监测系统 选煤厂监控系统 矿井语音广播系统 工业电视系统 矿井水文监测监控系统 矿井矿压监测监控系统3.4.2 子系统接入方式过程控制网络与操作执行层（设备层）网络间的集成主要是实现网络间信息交换与信息共享。网络设备选型要充分考虑到各子系统自身网络所采用通信协议和通信模式的复杂性，具备提供开放的、标准的通信协议转换能力网关产品。根据目前设备、技术的情况和未来技术发展的方向，各子系统信息的集成主要采取三种方式：1、 对于PLC系统，子系统由控制器的以太网接口接入环网。2. 、对于带上位控制系统，子系统通过上位机的网口接入环网连接。3. 、对于总线接入的子系统，系统通过接口转换模块连接控制器接入环网。系统应能随着矿井建设进程做到整体规划分步实施，并能随着技术的发展方便升级，充分考虑系统平台和数据的安全性。根据矿区整体规划，集成商负责整个综合自动化系统建设的规划、设计、编制相应数据库文件。对于由系统集成商建设的子系统，系统集成商应紧密配合原始设备厂商完成子系统控制系统的设计、现场调试和相关培训。3.5 子系统接入解决方案：综合自动化系统集成需要接入的生产子系统统计表序号监控点接入方式数据接口子系统主设备所在位置1综采工作面生产监测系统以太网OPC综采工作面2井下排水监控系统以太网OPC中央水泵房3井下供电监控系统RS485转换以太网OPC中央变电所、采区变电所4主运皮带监控系统以太网OPC主皮带机头、顺槽机头5主通风监控系统以太网OPC通风机房6地面电力监控系统RS485转换以太网OPC35KV变电站，主斜井井口房、通风机房7井下压风监控系统以太网OPC压风机房8安全监控系统以太网OPC调度指挥中心9人员定位系统以太网OPC调度指挥中心10束管监测系统以太网OPC调度指挥中心11选煤厂监控系统以太网OPC选煤厂12副井索道监控系统以太网OPC副井口13工业电视系统以太网地面机房3.5.1 综采工作面生产监测系统 监控对象大恒煤业装备综合自动化采煤系统，则可全面实现对综采工作面采煤机、液压支架、刮板输送机、转载机、破碎机、泵站的集中联锁控制。 主要功能 监测采煤机的牵引速度、方向、位置； 监测采煤机的电机电流、电机温度、缺水信息； 监测液压支架的工作状况； 监测泵站、负荷中心的工作状态、参数、故障信息； 监测刮板机、转载机、破碎机运行状态及相关参数； 监测被控电机工作电压，电流，温度，启动状态，故障状态； 移动变电站信息、组合开关信息。 集中控制方式（由地面或其它主控计算机对系统进行远程逻辑控制） 就地控制方式（由集控主机进行设备煤流联锁控制） 检修控制方式（由集控主机进行单台设备控制） 点动控制方式（进行单台电机控制） 工作面破碎机、转载机、刮板运输机启、停控制（含单启、单停、联锁启停） 乳化泵、喷雾泵启/停控制 破碎机、转载机、前/后部刮板运输机启动语言预报警 工作面沿线急停闭锁及报警 转载机、刮板运输机过载显示及语言报警 在刮板机运输机机头头实现就地启/停功能 与顺槽胶带机集控系统互相联系与联锁关系控制（按煤流顺序起停设备可选） 传感器保护的报警、停车（停车可以通过参数设定来选择） 主控制器就地带有所有检测及控制的参数调整功能 参数调整密码保护功能PLC控制站配置以太网络接口模块，就近连接千兆环网交换机，完成子系统接入。实现调度监控中心对子系统的数据采集和远程控制，可达到无人值守。3.5.2 井下排水监测、监控系统 PLC自动检测水位信号，计算单位时间内不同水位段水位的上升速率，从而判断矿井的涌水量，自动投入和退出水泵运行台数，合理地调度水泵运行。 系统根据水位和压力控制原则，自动实现水泵的轮换工作。 系统具有通讯接口功能，PLC可同时与操作屏及地面监测监控主机通讯，传送数据，交换信息，实现水泵四遥功能。 系统可根据投入运行泵组的位置，自动选择启动射流泵，若在程序设定的时间内达不到真空度，便有报警输出。 在操作屏上动态监控水泵及其附属设备的运行状况，实时显示水位、流量、压力、温度、电流、电压等参数，超限报警，故障点自动闪烁。具有故障记录，支持历史数据查询等功能。 系统保护功能：超温保护、流量保护、电动机故障、电动闸阀故障。 系统控制具有自动、半自动和手动检修3种工作方式。 在地面控制中心实现的功能 显示功能动态显示井下泵房运行的工况，以及水流量的大小；实时显示个水泵中各种保护传感器的工作状态，并对低电压、漏电、过电流、真空度、流量开关、定子温度、轴承温度、水位超限等故障类型进行诊断分析显示。 控制功能具有远程控制水泵的开/停功能，以及泵房其他设备的远程控制控制功能，如电动闸阀、电磁阀的开合控制。 保护功能 系统对水泵排水系统过程中出现的故障有保护功能。 报表功能把各种模拟数据如电流、温度做成报表的格式，供操作人员查询参考。 子系统接入 PLC控制站配置以太网络接口模块，直接连接中央变电所内的的千兆环网交换机，完成子系统接入，从而实现调度监控中心对水泵的远程监测监控，无人值守。3.5.3 井下供电监控系统 监控对象中央变电所、采区变电所系统实时采集供电系统的电压、电流、功率、电量、功率因数、频率、开关的分合状态及故障信息；根据矿井实际需要进行分合闸；显示变电所设备运行情况及电压、电流等参数的变化、显示变电所各保护传感器的状态、显示跳闸、过载、短路等故障类型并查看各分站间通信是否正常、查看历史数据、分析故障原因，并进行数据分析统计，生成相关报表。实现无人值守，实现电力监控四遥：即遥控、遥测、遥信、遥调。 子系统接入矿井电力监控系统在各个变电所设置协议转换器，将RS485信号转换为以太网信号，均以以太网接口接入变电所内或附近设置的以太环网交换机，从而接入矿井工业以太网平台，实现与调度监控中心的通信，在调度监控中心可以实现对变电所的远程监测监控，如一次设备的保护、监视、测量、控制、报警、开关状态记录、远方信息交换等功能。3.5.4 主运皮带监控系统 监控对象主斜井胶带输送机，大巷胶带输送机。 基本控制功能 实现控制站接入矿井综合自动化系统的井下光纤工业以太环网； 实现与胶带监控系统的通讯及硬接线闭锁； 实现组合开关内电量参数的监测及上传； 控制系统的“三遥”控制功能：在线监测胶带设备的运行状态，实现正常的顺序起、停控制； 电机电流、电机轴温等检测；胶带机主电动机的过载、失压、电压不平衡及缺相保护功能； 系统负责协调胶带机前后设备的顺序控制； 完成液力耦合器勺杆的位置调节，实现胶带机的软控起停、自动张紧、起车预警、停车、紧急停车、故障保护等控制功能； 安全保护功能安全保护系统具有胶带机打滑、堆煤、满仓、煤位、超温洒水、烟雾、温度、沿线急停、跑偏、断带、撕裂和语音系统等多种保护和装置。 智能跑偏/拉线保护：对胶带机运行当中的跑偏故障进行保护和沿线出现紧急情况时进行紧急停车。由于选用的智能跑偏/拉线开关，在操纵台上可以监视到智能跑偏/拉线开关的动作位置，以便及时发现故障地点，进行处理，恢复生产。 堆煤保护：监测上煤点是否堵塞，出现故障能控制胶带机紧急停车。 烟雾保护：监测驱动部因机械摩擦产生的烟雾，并能提供信号控制胶带机紧急停车。 超温洒水保护：对驱动部发生火灾进行停车，洒水保护。 打滑保护：胶带机上安装测速传感器，连续监测胶带机的速度，并提供打滑保护信号。 煤位监测：通过监测传感器可以连续监测煤仓的煤位信号。 温度保护：通过设置在电机上的温度传感器可以连续监测电机温度，并提供温度超限报警。 断带保护：通过断带保护传感器监测胶带是否断裂，并能提供信号控制胶带机紧急停车。 撕裂保护：通过纵撕保护传感器监测胶带是否纵向撕裂，并能提供信号控制胶带机紧急停车。 胶带机语音电话系统：在胶带机沿线单独设有一路电话系统进行通话联络。 子系统接入将皮带通讯控制保护系统主控制器经接口和协议转换（RS485 总线接口、Modbus数据协议）后，与PLC控制站连接， PLC控制站配置以太网络接口模块，就近连接千兆环网交换机，完成子系统接入，从而实现调度监控中心对子系统的数据采集和远程控制，可达到无人值守。3.5.5 主通风机监控系统 监控对象矿井主扇，轴流式通风机。 技术功能要求主通风机在线监测系统与主机配套。在线监测参数有：风机的入口静压、风量、电机功率、A相电流、A相电压；电机轴承温度、风机轴承温度 、电机绕组温度、（PT100温度传感器用户预埋）；风机振动、风机开停信号及正反风信号等。能根据被测风机类型调动相关风量、风压、功率、效率的计算公式，对数据进行处理并按照标准形式以表格、曲线方式输出，并显示风量、全压、静压、功率、全压效率等性能指标参数；能够进行自动调节、远程监控。 子系统接入方式该系统为通风机设备的配套系统，综合自动化工程集成商只考虑子系统接入问题。在通风机房设置工业环网交换机，将该系统的控制器或上位机接入（根据电控厂商的设备最终确定接口和协议转换形式）环网交换机，在矿井调度监控中心实现远程监测功能。集成平台制作相应的监视界面。集成平台采集到该数据后在自动化平台监视。集成平台制作相应的画面和数据展示界面。3.5.6 井上电力监控系统 监测对象地面变电所主要功能系统实时采集供电系统的电压、电流、功率、电量、功率因数、频率、开关的分合状态及故障信息；根据矿井实际需要进行分合闸；显示变电所设备运行情况及电压、电流等参数的变化、显示变电所各保护传感器的状态、显示跳闸、过载、短路等故障类型并查看各分站间通信是否正常、查看历史数据、分析故障原因，并进行数据分析统计，生成相关报表。实现无人值守，实现电力监控四遥：即遥控、遥测、遥信、遥调。 子系统接入矿井电力监控系统设置协议转换器，将RS485信号转换为以太网信号，均以以太网接口接入变电所内或附近位置的以太环网交换机，从而接入矿井工业以太网平台，实现与调度监控中心的通信，在调度监控中心可以实现对变电所的远程监测监控，如一次设备的保护、监视、测量、控制、报警、开关状态记录、远方信息交换等功能。3.5.7 矿井压风监控系统采用PLC可编程序控制器配合压风机电控柜对压风机进行单机和多机联动控制，通过上位机及综合自动化系统对该系统实现就地/远程控制。实现对压风机运行时各类参数、及管网压力、排水温度、管网气体流量等动态信息的监测。压风机房监控系统可以控制调整运行参数（压力值、控制模式、加载/卸载延时时间）；显示机组排气压力、机组排气温度、主机排气温度、喷油温度、分离前压力、进气过滤器滤芯情况、进气过滤器真空度、冷却器过滤器滤芯情况、进气蝶阀开度、总运行时间/加载时间；主机排气温度及润滑油温度过高时，控制停车；故障报警：进气过滤器滤芯更换、冷却器过滤器滤芯更换、油气分离器滤芯更换、主机排气温度/压力过高、传感器故障、卸载/加载时分离器前压力过低、启动器失效、主电机过载、风扇电机过载、压力变速失效、温度传感器失效、微处理器的存储器失效等情况进行报警，实现无人值守。将该子系统接入矿井综合自动化网络，集成平台采集到该数据后在自动化平台进行自动化监测与控制。集成平台制作相应的画面和控制界面。子系统接入方式：子系统采用PLC控制，PLC配置以太网网络模块，接入就近设置的地面环网交换机，通讯协议为TCP/IP。3.5.8选煤厂控制系统系统以PLC为核心，实现对原煤准备、主洗选、产品储运主要生产设备的集中控制、设备运转状态的集中监视为目的的集中控制系统。主要采用集中联锁和就地解锁两种控制方式对全厂洗选生产过程进行自动控制。包括：程序启车、停车，集中连锁、事故闭锁、报警信号、单机启停、就地解锁控制等。其中集中联锁方式用于正常生产，就地解锁方式用于维修和调试运行。控制系统主要监控的设备包括：断路器、接触器、热继电器和现场的按钮、位置、皮带保护等信号，各种信号均按点位单独接入系统进行监测和显示报警， 为了便于现场生产集中管理，采用集中管理、分组控制的系统结构。将选煤厂集中控制室设在厂调度中心，设置PLC集中控制冗余主站，并根据系统规模设若干PLC集中控制分站。PLC主站与控制分站之间通过以太网光纤环或总线方式进行数据通信，实现上位机对整个系统设备的控制功能。上位机与PLC之间的数据链接采用工业以太网实现数据通信，以实现全厂的集中监视、控制和管理。上位机互为冗余热备，并可与其它系统方便的联网及数据传输。集中控制室内的上位机数据通过局域网传至调度指挥中心，实现调度指挥中心对选煤厂工艺流程和现场生产情况的实时监控。主要实现的功能有：控制功能、启停车声光预告和语音报警功能、屏幕显示功能、故障报警及打印功能、诊断功能、冗余功能。并能够设置禁止起动信号、主要参数自动采集、调节，对各种报警自动进行记录等。 子系统接入将选煤厂各通讯控制保护系统主控制器经接口和协议转换（RS485 总线接口、Modbus数据协议）后，与PLC控制站连接， PLC控制站配置以太网络接口模块，就近连接千兆环网交换机，完成子系统接入，从而实现调度监控中心对子系统的数据采集和远程控制，可达到无人值守。3.5.9副井索道监控系统。将索道通讯控制保护系统主控制器经接口和协议转换（RS485 总线接口、Modbus数据协议）后，与PLC控制站连接， PLC控制站配置以太网络接口模块，就近连接千兆环网交换机，完成子系统接入，对乘人索道的运行状态、运行数据、保护开关状态、PLC输入输出状态、运行速度、自动关机剩余时间等进行采集处理，实现对索道进行远程监视和控制，从而实现调度监控中心对子系统的数据采集和远程控制，可达到无人值守。3.5.10 束管监测系统 以FTP方式向管控数据库服务器提供实时数据，通过界面集成在自动化网络平台发布信息。3.5.11矿井安全生产监控系统及人员定位监测子系统安全监控系统及人员定位系统的监测分站采用传统的总线方式放置分站，以RJ45/RS485方式就近接入环网交换机，设在调度中心的分中心操控站通过环网以虚拟的串口方式与各自串口所管理的分站进行数据的交互。管控服务器通过TDCOM接口从各分中心的专业操控站获取数据并可发布命令。3.5.12 工业电视子系统将网络视频服务器挂接在以太网中，直接接入综合自动化平台，达到在IE界面的电子地图上通过点击图标，打开视频画面。第四章 工业以太环网4.1 工业以太环网（综合自动化网络）工业环网由井下子网、地面子网、骨干环网组成，环网全部采用光纤连接，传输速率为1000Mb/s。2台核心交换机，热备（提高性能和控制风险），用于连接调度中心服务器、工作站、网络安全设备及接入层网络设备等，服务器与核心交换机以1000M接入，并通过光纤交换机接入磁盘阵列。工业环网经网闸实现与管理网络的可控连接，双向均为1000M接口。4.1.1 工业以太环网结构地面核心交换机2台和接入交换机4台组成地面环形网络，井上各子系统接入地面网络；地面核心交换机和井下的4台交换机组成井下环形网络，井下子系统接入井下网络； 2个环网通过核心交换机进行汇聚，并通过核心交换机实现环间数据通信，构成大恒煤业完整的综合自动化网络平台。工业以太环网拓扑结构图：4.1.2 系统特点 主干冗余网采用单模光纤，具有1000Mb/s数据传输速率，提供足够的带宽； 具有丰富的软硬件接口，无缝整合各子系统； 具有相同的通信协议，Ethernet和TCP/IP很容易集成到IT世界； 能在同一网络上运行不同的传输协议，能建立企业的公共网络平台或基础构架； 环网冗余，故障自动回复，网络重构时间300 ms； 快速网络故障定位和诊断； 采用多种硬件、软件安全措施，保证了系统运行的安全性和可靠性； 支持VLAN技术，通过将网络划分为几个虚拟的子网，有效地减轻网络负荷。 全线产品采用工业级产品，确保了整个自动化系统长期连续可靠地运行；4.1.3 工业环网节点划分核心交换机，安装在办公楼调度监控中心；地面环网接入交换机分别安装在副井绞车房、通风机房、35kV变电所、选煤厂；井下环网接入分别安装在井下中央变电所、采区变电所、综采面顺槽胶带机头硐室、轨道大巷。4.2 服务器和磁盘阵列4.2.1 服务器选型及功能分配本项目包括信息管理应用、自动化数据采集与控制、数据库等多种应用方向，其功能划分如下：SCADA服务器（数据采集和监控系统）：选用X3850机型，2台，双机冗余配置，安装企业级SCADA 服务器软件，冗余布置。负责对所有子系统的数据采集、通讯、数据处理并传输到历史数据库服务器。历史数据库服务器：选用X3650机型，1台，安装实时历史数据库和自动化设备管理服务器，为授权的局域网和互联网用户提供高效的数据查询、设备及工艺运行状态浏览。综合自动化集成平台服务器：选用X3850机型，1台，安装综合自动化集成平台、可视化平台、集成门户平台。负责多系统的自动化集成。主数据库服务器：选用X3850机型，2台，双机冗余配置，安装ORACLE企业版数据库，为矿井信息化提供全面的数据库服务。管理信息系统应用服务器：选用X3850机型，2台，双机冗余配置，安装管理信息化平台软件以及各应用系统的服务器软件。安装三维可视化平台，为应用客户端提供服务支持。OA服务器：选用X3650机型，1台，安装WEB OA平台软件，为矿井信息化、办公自动化提供服务。电子邮件服务器：选用X3650机型，1台，安装电子邮件服务器软件、FTP服务器软件、网络防病毒软件，为内网及外网用户提供服务。WWW服务器：选用X3650机型，1台，置于防火墙外，安装企业对外公开的应用及交流系统，为外网用户提供服务。4.2.2 磁盘阵列的接入分配为保证自动化系统的安全可靠，要求分别为管理信息系统和综合自动化系统配置一台磁盘阵列，选用IBM的DS4700磁盘存储系统及System Storage SAN 2498-B24光纤交换机。4.3 网络安全系统调度中心及机房是信息化系统的核心，承载着各种信息的集中和汇接业务，是自动化生产和管理的中心枢纽，其安全程度不仅关系着综合自动化监控网络的畅通，更关系到整个矿调度指挥系统和各应用系统的能否安全运行。应统筹制定网络安全策略，采用设备安全、网络安全、数据安全、联网安全等一系列软硬件安全措施，部署网络安全系统，保证综合监控及自动化网络与所有子系统的安全，保证综合监控及自动化网络与企业信息网络的安全隔离。结合实际的网络环境，针对非法入侵者采用的手段以及网络环境中存在的漏洞，建立一套网络安全防范系统，及时弥补系统中各个级别的漏洞，切断非法用户的入侵渠道，保证整个网络及所有子系统接入数据传输的安全性，保证矿井工业以太网络与计算机管理网络的安全隔离。本系统安全设计采用综合解决方案，即防火墙+防毒墙+防病毒软件+网闸+严格的管理制度五位一体的综合解决方案。配置中心机房的网管工作站（操作员站、工程师站）及移动管理终端3台，对各子系统进行显示、分析、处理、报警、控制等，实现图形化展示网络拓扑、全流程的故障管理、主动的网络监视、批量的设备配置备份。第五章 管理信息化平台及信息管理系统5.1 前言大恒煤业信息管理系统的建设遵循“以安全生产管理和企业经营管理为基础、以成本管理为核心、以预算管理为手段、以信息技术为支撑，构建数字化煤矿生产经营管理模式，实现企业安全生产、经营运作的高效率和高效益”的原则。通过信息化建设，结合现代的、先进的管理思想，使生产矿在管理思想、管理模式、管理体制、管理方法、管理机制、业务流程、组织结构、规章制度、基础数据、信息集成、信息处理、职工素质、决策水平、企业形象、竞争力和应变力等方面具有长足的进步，得到明显的提高。5.2 系统需求分析大恒煤业信息管理系统的建设，就是充分利用和整合煤矿现有的各类系统，搭建一个煤矿管控一体化平台，实现全矿安全生产相关各系统的集中控制与信息共享，为全矿的各级管理者和各职能部门提供一个信息共享的办公平台，实现对煤矿生产现场的全面监控与管理。建设煤矿安全生产管理系统，利用信息化技术实现对煤矿生产与安全的全面管理，是管理现代化新型矿井的必然要求。5.3 系统建设总体思路5.3.1 系统建设目标大恒煤业信息管理系统的建设可促进煤矿在以下方面提升企业的管理能力： 提高计划准确性，规范煤矿生产业务流程采用作业管理的方法，对煤矿的主生产作业和辅助生产作业制订详细的计划，并以作业工单方式对生产作业过程进行实时跟踪与管理，实现对煤矿生产的精细化管理。 加强对煤矿现场安全生产的监管能力采用先进的工业数据集成技术和管控一体化技术，能够实现对生产现场的远程监控和指挥。通过构建全矿统一的报警平台，及时掌握和处理各系统的报警信息，提高安全管理能力。 优化现场的管理流程和结构将生产调度的职能前移，更多地实现对生产现场的调度和管理。优化生产现场的管理流程，利用现代化技术和手段，合并冗余的现场管理流程，直接由矿调度负责现场生产的指挥和调度。 提高设备利用率，降低设备维修费用尽量减少设备的停机，最大限度地提高设备的利用率，通过计划性维修和预防性维修，使设备随时保持正常的工作状态，降低设备维修费用。 实现市场化考核，降低生产成本采用作业成本法，对煤矿生产作业过程中的人员、设备、物料、能源等各成本因素进行跟踪与管理，按照市场化经营模式对生产人员进行考核，不断提高人员工作效率，降低煤矿生产成本。上述五个目标必须通过煤矿各职能部门和各区队单位配合才能实现。一是使用单位，保证项目的实施有强有力的领导推动；二是软件实施公司，必须提供到位的客户化工具和实施项目小组，全心投入到设备维修信息管理系统的实施上。上述二者协同，才能够保证总体设计原则的贯彻、设计目标的实现。5.3.2 系统建设主要内容1、建设先进的矿调度指挥中心大恒煤业建设安全生产综合调度中心，安装大屏幕投影墙、工业电视、LED显示屏组成的大屏监视系统。大屏幕显示系统中间由12块DLP大屏幕拼接而成，大屏幕的两边分别设计一组电视墙显示系统，每组电视墙由多台专业监视器组合而成，显示墙的顶部设有LED显示屏。2、建设“数字化煤矿”系统运行环境建设全矿的局域网系统，实现煤矿安全生产管理信息的应用与共享，各级管理者与职能科室通过矿局域网即可实现煤矿安全生产的监控与管理。建设现代化的矿计算机机房系统，配置相应的服务器与网络设备，搭建“数字化煤矿”系统运行的硬件设备环境。3、建立统一的“数字化煤矿”系统应用平台通过 “数字化煤矿”系统的建设，建立涵盖矿调度室和各职能科室的统一的矿级安全生产管理应用平台，为各级矿领导、矿调度人员、各职能科室人员提供一个统一、便捷的计算机桌面办公平台。该应用平台集成了煤炭企业安全生产管理的各种应用功能，并以简单易用的方式便于煤矿各级安全生产管理人员的使用。煤矿各级安全生产管理人员根据不同权限，登录到该应用平台，进行日常安全生产管理和应用辅助决策。建立统一的“数字化煤矿”系统应用平台有利于应用范围和用户范围的扩展。该平台配置灵活，扩充容易，未来新增的应用模块可以非常方便地插接在该应用平台上，满足未来应用功能扩展的需要。同时，通过对不同使用者的授权，相关部门和人员便可通过企业局域网登录到该应用平台，使用其授权范围内的各种应用模块，实现了“一次投入、多级使用”，满足了公司领导和相关部门对煤矿安全生产管理的需要。4、建立统一的“数字化煤矿”管理数据库建立统一“数字化煤矿”管理数据库，整合分散在煤矿企业中的与安全生产管理相关的各种无序、多介质的信息和多种工业监控数据，为各级矿领导、矿调度室和相关部门提供充分的数据支持。同时，通过建立统一的“数字化煤矿”管理数据库，构建数据共享与交换机制，既满足随着业务发展，其它系统与 “数字化煤矿”系统集成的需要，又便于未来信息系统以及矿相关信息系统的集成。5、建设矿级煤矿安全生产管理计算机应用系统建设以煤矿安全生产管理为核心，包括日常调度管理、调度辅助决策、调度办公管理、工业安全监控、通风安全管理、煤炭运销管理、矿设备管理、物资供应管理、生产成本控制、应急救援辅助、统计分析等功能的矿级安全生产管理计算机应用系统，以满足各级矿领导对全矿安全生产掌控的需要，满足矿调度室日常生产调度管理和应急指挥的需要，满足各职能部门安全生产管理的需要，满足未来上级公司和部门对生产调度与安全监控管理的需要。6、完善信息系统建设技术框架和技术标准充分吸收国内外煤矿企业信息化建设的成功经验，参照先进的煤炭企业信息化建设的各项标准规范，通过 “数字化煤矿”系统的建设，完善煤矿信息系统建设的技术框架和技术标准，形成管理体系，使该煤矿信息系统的建设逐步走向规范化、标准化，确保信息资源共享和系统的成功实施与应用。5.3.3 系统建设思路1、以服务为目的大恒煤业信息管理系统的建设要服务于领导、服务于管理、服务于生产：系统建设要服务于领导，满足各级领导安全生产管理的需要；系统建设要服务于管理，满足煤矿现成安全生产管理模式的需要；系统建设要服务于一线生产人员，满足他们日常生产管理的需要，使他们在使用过程中切实感受到信息化带来的便捷性。2、以数据整合为基础大恒煤业信息管理系统的数据来源于各应用系统，包括生产设备监测系统、井下安全监控系统、工业视频系统、调度系统等，这些数据格式化多种多样，有实时数据库格式、关系数据库格式、文件格式等，大恒煤业信息管理系统需要整合和利用这些数据，统一对这些数据进行存储、管理与应用。3、以应用为核心树立起应用为主的指导思想，坚持以需求为导向、以应用为中心，充分挖掘矿领导、生产单位和各职能部门在煤矿安全生产管理方面的应用需求，最大限度地发挥信息化建设投资效益。4、以图文一体化为手段大恒煤业信息管理系统的建设要充分认识到煤炭行业信息化程度不高、员工计算机水平不高的特点，通过采用图文一体、提高可视化程度等手段降低项目实施推广的难度，保障系统在全矿的正常使用。5、以标准规范为保证在系统建设过程中，以煤炭行业和集团公司信息化建设的标准规范为依据，配套制定 大恒煤业信息管理系统数据库标准与规范，并以此为基础，制订全矿信息化建设的技术标准和规范，保障系统的成功建设与应用。5.3.4 系统建设保障措施大恒煤业信息管理系统的建设，需要各职能部门、各生产单位的通力合作，确保建设任务的顺利完成。系统的建设和使用，需要以下各项保障措施：1、多方协作，加强调研与沟通大恒煤业信息管理系统的建设，需要各生产单位、各职能部门的紧密配合。煤矿生产管理流程的确定、调度指令的上传下达、日常的生产调度管理数据上报、工业监控数据与工业视频数据上传等都是保障系统正常运行的基础，需要加强矿调度室、各职能部门、各生产单位的沟通，以保证系统的成功应用。同时，各自动化子系统的整合与集成，还需要相关厂商的支持与配合，以完成自动化几种控制系统的建设。2、严格遵守统一的技术标准与规范大恒煤业信息管理系统的建设，需要整合全矿各生产单位相关应用系统的数据，为保证系统在全矿各生产单位、各职能部门间的互联互通，避免资源浪费与信息孤岛，系统的建设需要严格遵守统一的系统建设技术标准与规范，保证系统的先进性、可行性和可扩展性。3、组织好相关人员的培训大恒煤业信息管理系统的成效关键在于应用，因此需要对全矿各生产单位、各职能部门的相关人员按照不同岗位进行系统管理、系统维护、系统应用等多种层次的培训，以保证系统在各级企业的良好应用效果。5.4 系统总体设计5.4.1 系统设计指导思想1、系统结构应该满足煤矿的组织结构实际应用，应以企业局域网为核心，建立大恒煤业信息管理系统。2、系统结构，尤其是功能结构应符合煤炭企业的行业特点，满足大恒煤业安全生产管理的业务需要，做到实用、易用。3、企业信息化规划应当是当前企业发展规划的一部分，系统的建设应该和局域网的搭建，视频应用等建设配套。4、经济实用，保证相对的先进性，充分考虑系统的安全和可靠。5、尽量采用国际技术标准，选用成熟且性价比高的软、硬件产品。5.4.2 系统设计原则在技术体系及方案选择上，大恒煤业信息管理系统设计工作都依照以下技术原则进行： 技术先进性原则。采用当今国内、国际上最先进和成熟的应用软件产品，其技术要有明确的发展前景，使新建立的系统能够最大限度地适应今后技术发展变化和业务发展变化的需要。 软件工程原则。任何系统功能的设计和实现，都必须在软件工程原则下进行。如模块化设计、接口分离原则、可扩展性原则等，作为煤矿行业应用产品，在完成煤矿安全生产管理功能的前提下，BN-3还可以与其它外部系统如办公自动化，SCADA等工控系统、财务管理等系统进行接口通讯和数据交流。 经济性原则。在系统设计时应根据客户实际使用环境，选择性价比最优的系统组合。 实用性原则。实用性就是能够最大限度地满足实际工作要求，是每个信息系统在建设过程中所必须考虑的一种系统性能，它是系统对用户最基本的承诺。所选方案将作为核心业务管理系统，并具有管理决策支持功能。它能够满足这一目标：即为工程管理和工程师们提供及时、完整的信息以帮助他们做出确切的决策。所以，本方案考虑如下几个方面： 系统总体设计要充分考虑用户当前各业务层次、各环节管理中数据处理的便利性和可行性，把满足用户业务管理作为第一要素进行考虑；采取总体设计、分步实施的技术方案，在总体设计的前提下，系统实施中可首先进行业务处理层及管理中的低层管理，稳步向中高层管理及全面自动化过渡，这样做可以使系统始终与用户的实际需求紧密连在一起，不但增加了系统的实用性，而且可使系统建设保持很好的连贯性；全部人机操作设计均应充分考虑企业的具体情况和实际需要；用户接口及界面设计将充分考虑人体结构特征及视觉特征进行优化设计，界面尽可能美观大方，操作简便实用。 方便性原则。系统应操作简单，以适应各种用户的使用需求，在数据和信息输入界面充分适用BN-3系统的智能填充、数据库信息关联、日期表选择、值列表备选等方法减少信息录入工作量和录入过程中的出错概率。 扩展性、可维护性原则。根据软件工程的理论，系统维护在整个软件的生命周期中所占比重是最大的，因此，提高系统的可扩充性和可维护性是提高管理信息系统性能的必备手段。 可靠性原则。作为煤矿安全生产管理系统，其数据采集量和关联性都很大，重要性也极高。因此所选方案应基于成熟的产品，减少系统实施的风险。 易实施性原则。我们作为一个长期专注于企业行业信息系统建设与开发的高科技公司，有我们成熟的方法论，以指导项目的实施，这些方法论将大大增加设计方案的可行性和有效性。 可支持性原则。我