物联网智能化矿山综合自动化系统技术方案

物联网智能化矿山综合自动化系统技术方案内容摘要：

合自动化系统实现了全 矿 范围内的管控一体化，为实现全 矿 整体效益的提高、信息技术的提升和稳定、经济运行的根本目的打下坚实基础。 随着现代煤矿采掘工业中计算机自动化技术的广泛应用，以及无人化、少人化、自动化煤矿采掘概念的逐步推广，煤矿采掘安全作业的需要，拥有实时、高效、可靠，高度集成化、智能化的一体化综合自动化系统越来越成为现代煤矿采掘监控调度中心进行生产及安全管理的重要工具。 二、建设必要性和意义 煤矿所带来的经济是我国国民经济中占有非常重要的地位。 而煤炭工作又是非一般的工作 ,具有一定的危险性 ,然而其信息化建设显得尤为重要。 物 联 网 智 能 化 矿 山 综 合 自 动 化 系 统 技 术 方 案 5 MSS 系统的引入，是通过 先进的技术 将各 生产 系统及相关辅助系统和公用系统等联成一体的通讯网络，组成管控一体化的实时监控信息系统。 从厂级管理的高度对各机 器 实现参数监测、 设备 检测、故障诊断及性能计算和耗差分析等指导 矿井 运行，有效地提高 矿井各子系统 运行的安全性、经济性和可靠性。 延长设备使用寿命，减少重大事故的发生，及由此带来巨大的经济效益，从根本上保证了 矿井 的安全运行及经济利益。 建立矿井综合自动化 系统的主要 表现如下 ： 1． 监视、指导 各子系统 的运行 安全是煤矿生产的重要前提， 当 矿井 在一定的负荷下运行时，各 系统 参数存在着与负荷及其他运行条件对应的理想值 ，通常称之为目标值。 这些目标值是根据设计、运行、实验等技术参数确定的， 矿井 在运行过程中，如果这些参数偏离了目标值，就会造成经济损失。 因此 MSS 系统应具有 矿井各子系统 的运行参数，在其发生偏离时，及时警告并对偏离进行分析计算，得出调整的操作方式，以指导 矿井 的运行优化。 人力、物力消 耗 MSS 系统应根据 矿井运行情况 适时调整 人力 和 辅助生产材料 调度建议，对 矿井各子系统协调 运 转 进行 有机的 调整、及时优化 系统 运行条件，减少损耗，降低 矿井 运行的成本，从整体和全局观点出发，降低 煤矿 企业的生产成本。 采用新技术设 备，培养“多面手”检修工人，实现矿井局部的无人值守；对运行设备的在线监测，综合考虑设备的检修周期，有记录、提醒对设备的检修并进行设备的备品备件管理，对待运行主设备配套辅助设备部分的节电管理。 科学的分配人力、物力 ,均衡设备运行时间，以获取煤矿企业产生最大的经济效益。 随着中国国家 煤矿 体制改革的深入发展， 企业的生产成本 已经成为 煤矿 系统顺应经济改革的必然发展趋势。 由于 煤炭 市场的出现，使 煤矿生产 调度、运行方式、决策管理、计划和财务各部门围绕 煤矿 企业最大利益目标而工作，就必须加快企业信息化建设，高度重 视整合企业的软、硬件资源，生产过程实时信息资源。 综合考虑管理信息系统和生产过程控制系统的整合，加快 MSS 系统的应用及 IT 技术的提升，以实现全 矿 范围内的管控一体化提供了坚实基础。 根据 矿井总调 所下达的全 矿产煤量 总 指标 ， 在现有的采煤环境下， 对各 采掘机、采掘队出力实施不同的负荷分配方式， 各生产运转系统的所需时间有效分配每天运转时间、检修时 物 联 网 智 能 化 矿 山 综 合 自 动 化 系 统 技 术 方 案 6 间、紧急情况调用时间。 因此， MSS 系统应进行科学合理的负荷分配，在满足 矿井产煤量 时，以大偏差优先，小偏差优化为原则，同时，根据各 子系统 负荷响应性能 ，尽可能 各子系统 负荷优化操作条件，以获取 矿井 整体的 和谐运行。 三、矿井综合自动化系统设计目标 1．在设计中采用先进的自动化、通讯、计算机网络、软件编程技术对矿井上下的自动化系统进行系统集成，实现在矿调度监控中心对各自动化系统的“管控一体化”。 使整个系统达到国内、国际先进水平，保证 10 年不落后。 2．在网络平台的设计中采用多种网络技术保证数据传输的实时性、可靠性、安全性，使网络具有较强的适应性和开放性。 3．采用的通用软件开发方式、编程语言、标准的接口技术，为用户提供运行稳定、操作方便、界面友好的应用软件 ，应用软件具有较高的开放性，较强的组态性。 4. 针对不同的网络隐患采用采用不同的安全防范技术对网络进行设计。 5. 利用综合自动化的信息平台建立防灾指挥决策系统，以提高矿井防灾救灾的响应速度，降低人员伤害及财产损失。 四、矿井综合自动化设计最终的效果 我们将根据为矿井信息化服务的多年经验，有针性的对矿井综合自动化控制系统进行信息集中、控制分散，矿井综合自动化控制系统建设总效果是：在生产设备质量可靠、环境条件许可、生产机构和管理水平配套的情况下 ，逐步做到井下除采掘进头以外的所有电器设备均能在地面调度中心集中控制和监视，井下各系统的控制实现无人值守，进有巡检工进行巡视和维护；对地面各车间除副井绞车房、锅炉房和瓦斯抽放站外，均实现无人职守，设备的控制和监视均在调度中心进行，实现全矿的管控一体化。 ? 网络系统建设效果 ： 通过网络技术将各个部门的 实时 数据形成一个有效的整体。 使有权限用户在网上任一台计算机上浏览 WEB 信息，包括生产和管理的数据、图形、动画和图像信息。 有权限用户在网上任一台计算机上向监控子系统中的控制设备发送权限允许的控制操作，并得到与其对应的操 作响应和反馈。 各专业调度工作站通过软件实施可以完成原子系统主机的操作和处理功能。 ? 综合自动化平台建设效果 ：实现全矿井各个分散的控制单元全部联网，最终实现各 物 联 网 智 能 化 矿 山 综 合 自 动 化 系 统 技 术 方 案 7 分散的子系统高度集中到调度指挥中心，由调度指挥中心统一指挥调度室矿井各个控制层设备，为全矿井管理信息系统提供原始数据，最终实现矿井管控一体化综合控制。 通过全矿井综合自动化控制，有效地减少井下人员，提高设备的运转率，保障煤矿安全生产，降低设备损耗，提高矿井综合自动化控制，有效地减少井下人员，提高设备的运转率，保障煤矿安全生产，降低设备损耗，提高矿井综合经济效 益。 ? 管理信息系统建设效果： 基于企业发展战略的目标、运用现代科学技术和先进的管理理念， 建立健全先进、实用、安全 、统一 的 矿井数字化 信息 工作安全生产管理平台 系统，完善企业综合自动化基础建设，实现 安全、生产、地测的三维可视化；安全监测、 生产指挥调度的 监测监控综合自动化 ， 实现 企业资源规划的一体化，管控一体化、市场营销网络化，企业管理办公自动化，并实现对企业生产经营决策的智能化支持。 ? 信息通道建设效果： 信息通道建立，可以全面考虑所有系统的传输冗余，使所有子系统成为一个有机的整体，统一使用光纤环网做信息传输通道，在系统 建设成本方面，节约了整个系统的传输费用；在系统安全方面，使子系统设备区域化，大大提高了子系统安全性；在系统实时性方面，由于系统采用光纤以太网络， PLC 子系统从总线通信发展到以太网通信，分站子系统从以前的单串口通信到多串口并发通信，从而大大的提高了系统的传输速率。 五、 建设 综合自动化 系统的原则 和依据 煤矿综合自动化系统建设思路应以生产过程自动化为基础、管理信息化为本质、三维可视化为直观表现形式、领导决策分析为管理依据的四位一体的矿井综合自动化集成平台。 考虑矿井综合自动化控制系统工程的实际应用状况和将来的发 展趋势，各系统的实际需求及具体的使用特性，同时兼顾技术新旧更替不断加快的特点，整体方案设计遵循以下设计： 设计原则 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，使得各个子系统具有较长的生命周期，不盲目追求高档次，既能满足当前的需求，又能适应未来的发展。 实用性： 由于现代煤矿企业的安全、生产监控及调度任务、各职能部门之间业务的联系在很大程度上是以网络为基础，而安全、生产监控则对数据的实时性要求很高。 因此，在设计上应保证网络的处理能力和带宽越大越好。 可靠性： 高效稳定的系统，能提供全年 365天，一天 24小时的不停顿运作。 对于安装的服务器、终端设备、网络设备、控制设备与布线系统，必须能适应严格的工作环境，特别考虑要适应煤矿井下高温。