矿井综合自动化系统方案

矿井综合自动化系统方案内容摘要：

询、统计。 功能要求  系 统容量： 系统可采集 64*1024 个监控点，最多可扩展 12*64*1024。  高可用性和冗余功能： 组态软件采用 Client/Server 架构，在集控中心设立两台服务器 (互为冗余 )，两台服务器间自动实现数据的同步，并互为热备，当某台服务器故障时，另一台自动接替，以防止数据丢失。  操控界面： 界面友好，全汉字图形组态，支持动化技术、图形缩放技术、多级窗口技术等，数据、曲线实时显示，能进行多画面切换。  监控功能： 能实时、准确地采集各子系统的数据，并以组态画面和组态图表的形式表现出来，在任何一个操作站上，各 专业的操人员有各自的权限，可根据不同权限监视自动化系统设备运行工况，并可根据要求控制现场的设备。  打印功能： 能实时或按时间段打印各子系统相关设备的运行参数和运行状态，如开停状态、故障类型、故障发生时间等。  实时管理界面的功能： 系统具有编辑态、置数态和运行态三个状态，在编辑态下可修改系统的一些消息类别、用户文本块和报警临界值，在置数态下可对一些动态变量进行修改，在运行态下只能对实时模拟量数据进行监视。  报表曲线功能： 系统提供实时、历史报表曲线。 实时曲线画面反映一定时间间隔的实时数据的变化趋势。 历史曲线画 面反映过去某个时间段的实时数据变化趋势。 通过曲线报表将子系统的各个主要设备参数连续的 全矿井综合自动化系统技术方案 12 记录并保存，以便以后的查询，调用管理。  历史事件记录功能： 按时间顺序，将各个历史动作的顺序、时间记录下来，供事后分析用。  实时报警功能： 当设备故障或模拟量超限时，监控子系统与自动化平台同步显示故障设备名称、报警测点名称及数值。  事故追忆功能： 在设备参数超过预警门限时，系统自动将设备主要参数记录下来，供事后分析用。 时间段长度可由系统维护人员在系统数据库中修改，事故前追忆点数和事故后延续点数也可在参数中修改。  控 制功能： 具有本地和远程启、停功能 (不建议远程控制 )。  故障自诊断功能： 具有强大的系统自诊断与故障报警功能，可准确判断设备故障类型、位置，并能提供图像和声音报警提示以及打印输出。  系统维护和可扩展性： 在工程师站上可以进行组态编程，同时兼做网管工作站，当子系统监控需求变化时可以很方便的进行调整。 同时，为待建子系统留下接口，可以方便地组态和集成。  控制灵活性： 各专业子系统即可独立操作，也可在平台上统一集控 硬件 技术指标 采集冗余服务器、归档冗余服务器、 Web 浏览服务器、 安全服务器、工程师站、操 作员站、安全设备。 1. 服务器 硬件部分的集成以服务器为核心，为集成平台提供软件运行环境的硬件平台。 在监控中心集成平台中，共有如下的服务器系统：  2 台 采集服务器 （冗余配置）：  2 台 数据库服务器（冗余配置）：  1 台 Web 浏览服务器：  1 台 安全 服务器： 2. 工程师站和操作员站  工程师站  2 台 工控机  操作员站 全矿井综合自动化系统技术方案 13  12 台工控机 3. 安全设备  防火墙系统  UPS 电源  防雷模块  调试笔记本  高速针式打印机  网络激光打印机  彩色打印机 软件 技术指标 1. 操作系统  操作系统采用 Windows 操作系统。  Windows XP Professional：是一 32 位的网络操作系统，主要用于工作站和工程师站。  Windows 2020 Sever 标准版： 提供了部署 WEB 和应用服务器的平台，主要应用于采集服务器、 数据库服务器、 WEB 服务器 、安全服务器 等。 2. 组态软件 采用居于世界领先地位的 国外著名品牌 工控组态软件。  适用于所有工业领域，全球通用的多语言支持，可集成任何自动化系统  最多可支持 128 个用户组，每组最多包含 128 个单独的用户  最多支持 4096＊ 4096 象素的图形显示，包括平移、缩放和画面整理等  能区分多达 16 类消息以及报警、告警、干扰和差错等  使用一个专门的服务器，每秒最多归档 10,000 个测量值和 100 个消息  在基本系统中可组态 1500 个归档变量，最多可扩展到 120,000 个  图形设计器支持组态 32 个图层，完全可以在线改变组态数据  一个服务器最多为 32 个与之相连的客户机提供过程数据、归档数据、消息、画面和报表  最多可部署 12 个服务器，客户机只需最小的授权  使用 Redundancy 选件 ，可并行运行两个相连的服务器，当两个服务器中 全矿井综合自动化系统技术方案 14 的一个出现故障时，第二个服务器承担整个系统的控制任务  使用 Web 服务器软件，能通过互联网、内部网或局域网远程监测和监控自动化系统，并最多可联接 50 个客户机同时进行远程操作和监视 3. 集成内容 通过软件平台的整合，在上位机的整合界面上将开发出一个综合的人机界面（ HMI），可以切换到每个子系统，各子系统有分画面，即能全面了解系统的整体运行情况，也能详细了解单个子系统的具体运行工况，实现各系统协作、关联操作。 该系统可以与 其他 协同平台软件集成；并留有 相应的可扩展空间；便于后续子系统的 纳入，便于系统的升级，便于用户的功能扩充和与其它平台应用系统的二次开发。 通过软件平台的整合，达到各子系统协作、关联操作的目的。 全矿井综合自动化系统技术方案 15 第 5章 子系统接入平台 建设 子系统现状 需接入的 子系统如下：  地面变电 系统  瓦斯抽放系统  制氮 装置控制 系统  皮带系统  电子秤系统  瓦斯监测系统  人员跟踪定位及考勤系统  束管监测系统  风机监测系统  瓦斯脱水系统 此次自动化系统平台也需要考虑在建和待建子系统的预留接口。 接入要求  子系统接入时要求具 有良好的兼容性、可靠性和扩展性  当某子系统的通讯或元器件出现故障时，不能影响其他子系统的的通讯和整个网络的传输性能  子系统 硬件接口须采用标准以太网接口  子系统的 软件 通讯协议 支持标准 OPC 通讯协议 硬件接入 方式 根据控制点的分布、各自动化系统的特点和接入技术的特点，可考虑以下四种接入方式，并且需要原厂家提供以太网接口和软件通讯协议。  上位机接入方式 对于 自动化系统比较简单，没有以太网接口，但有上位机，可以在该上位机 全矿井综合自动化系统技术方案 16 上增加通讯以太网卡，与附近的交换机进行物理上的网络联接。  PLC 接入方式 对于自动化系统采用 PLC 进行控制，可以对 PLC 增加以太网模块，与交换机进行物理上的网络联接。  子网络接入方式 对于 自动化系统已经很成熟，并且自成网络，对外有统一的以太网接口，可以通过此 RJ45 口与交换机进行物理上的网络联接。  扩展接入方式 对于 自动化系统不仅没有以太网接口，而且也没有上位机，但该系统支持RS484 或 Profibus 等现场总线，可以增加转换设备，通过扩展方式转化成以太网接口与交换机进行物理上的网络联接。 软件接入 方式 在各个自动化系统与综合自动化的千兆以太 网进行物理上硬件网络联接以后，下一步要解决的就是通过软件进行数据通讯，各自动化系统 可采用以下四 种通讯 方式： OPC 通讯方式、驱动通讯方式、 DDE/NetDDE 方式和自主开发方式，但是最好采用 OPC 通讯方式，并且需要原厂家提供 OPC 接口。  OPC 通讯方式 如果该自动化系统具有上位机，并且该上位机软件支持 OPC SERVER，则可通过上位机软件的 OPC 方式进行通讯。  驱动通讯方式 如果 组态 软件支持该自动化系统的 PLC 的驱动，或者该 PLC 有基于 OPC SERVER 的驱动，则可以通过 组态 直接与 PLC 通讯进行数据交换。  DDE/NetDDE 方式 DDE/NetDDE 通讯方式是一种标准的网络接口，是 MS Windows 操作系统提供的一种动态数据交换信息通讯机制，它允许两个应用程序通过连续自动的交换数据来进行对话。  自主开发方式 对于以上条件都不满足的情况，可以由 子系统厂商或集成商公司 自主开发，将其它通讯协议转换成 OPC 协议。 全矿井综合自动化系统技术方案 17 原有子系统的接入 地面变电 子 系统 地面变电系统包括 35KV 变电所 与 6KV 变电所 、人行井变电所（加） ， 中部回风井变电所、 均 采用珠海万力达电气公司的 MGLJ300L 通讯管理机 ，该管理机可与附近的交换机进行物理上的网络联接。 软件接入方式上该系统 暂 不支持 OPC 协议， 需厂家开放 通讯协议 ，供方经 技术 改造提供 OPC 方式进行通讯。 瓦斯抽放 子 系统 瓦斯抽放 系统 包括 2 部分：中央瓦斯抽放站 和南三瓦斯抽放站。 中央瓦斯抽放站和南三瓦斯抽放站 采用重庆煤科院的 KJ90 型煤矿安全远程联网集中监管系统 ，该系统 的上位机可与 附近的交换机进行物理上的网络联接。 软件接入方式上可以直接采用 OPC 方式进行通讯。 制氮 装置控制 子系统 制氮 系统包含 2 部分： 南二制氮机装置控制系统 和二号桥 制氮机装置控制系统。 该系统均 选用 汾西皆利空分 设备公司的制氮机，该制氮机 配置有 PLC 自动控制装置， 经改造后， PLC 可 与上位机连接 ，然后 在该上位机上增加通讯以太网卡，与 附近的 交换机进行物理上的网络联接。 软件接入方式上可以直接采用 OPC 方式进行通讯。 皮带子系统 皮带子系统 采用 天津华宁公司 KTC101 通讯控制系统完成 930 米主井皮带机、730 米暗斜井皮带机、 500 米石门皮带机、 1400 米集中巷皮带机、 340 米南翼下山皮带机的控制和保护。 该系统的上位机可以与附近的交换机进行物理上的网络联 全矿井综合自动化系统技术方案 18 接。 软件接入方式上 可以直接采用 OPC 方式进行通讯。 其它的皮带需要经改造后提供以太网接口和 OPC 协议才可接入，建议在二期改造。 电子秤子系统。