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煤矿安全生产信息化综合解决方案

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煤矿安全生产信息化综合解决方案

发布时间:2012-03-09 新闻来源:

一、煤炭行业现状


1、煤炭行业自动化、信息化特点:
    生产自动化程度相对其它行业较低,无论从技术上还是管理上都很落后,特别是一些开采时间长的老矿;新近建设的一些大矿和露天矿自动化程度较高,为综合信息化的实施打下了良好的基础;


2、围绕安全第一的核心,在煤矿生产和管理中,安全是压倒一切的事情,这就要求无论硬件还是软件都是以能提高安全生产的水平为最终目的。煤炭行业作业环境复杂,危险性较大,安全管理、重大危险源管理要求高,同时多有结合地理信息系统(GIS)的需求;事故多发,要建立有效的应急救援管理体系;矿井安全生产的三大现场因素是人员、设备、生产环境,监测控制这三方面的现场实时情况是实现安全生产管理有效性的基础前提。


3、项目缺乏总体规划、协调。企业大都实现局部自动化工程,如洗煤集控、运输系统监控、安全系统监测及主要设备的单机自动化,没有从生产过程的运行效率去整体规划;在集团内部这个问题尤其突出,不同的生产矿井投产时间跨度很大,加上近年来兼并、收购了不同区域的矿,各个矿的自动化水平和管理差别很大,协调起来需要花费更多时间;


4、信息化与自动化脱节。由于缺乏真实、实时的原始数据,不少矿业信息化还停留在计算机文件管理、报表统计的基础上,大都不能实现设备在线管理、外运指导生产计划、辅助决策等目的。不过近年也有来很多国有大矿和新矿都在这方面做了不少工作 ;


5、各系统软件标准的不统一。矿井生产包括开采、掘进、运输、通风、安全、排水、供电、洗选等多个环节。在这些环节中,各种监测、监控系统繁多复杂。目前这些监测、监控系统基本都处于相互独立的状态,各种系统自成体系,信息不能互通,造成通信线路重复投资,重复建设,不仅系统维护量增大,而且整体可靠性差,维修、维护非常困难。


二、煤矿安全生产信息化综合系统
2.1煤矿安全生产信息化综合系统概述
    Wonderware煤矿安全生产信息化综合系统能够将煤矿井上和井下的控制、管理以及安全功能整合在一个软件平台下,帮助客户完成不同的监控和管理功能。具体包括:采掘、运输和清洗过程的生产跟踪和运营管理;设备管理、监测和资产管理;采掘区域条件监测、监控和进入控制;气体安全监测和有害物质检测;人员和移动设备的管理;各种辅助生产系统(电、水、汽等)的管理;通风系统管理;紧急救援系统等等。
    Wonderware System Platform的集成系统环境是该解决煤矿安全生产信息化综合系统方案的骨干核心,它通过有效整合各子系统,把所有数据综合到一起,为安全生产、企业管理决策打下坚实基础,确保可靠地控制、监测和调度整个开采操作和生产。
  这里的数据包括所有通过其它软件系统自动获取的数据,以及现场操作人员手动输入的数据、各控制室操作人员记录的日志等,都可以存储在System Platform集成系统中。可以使用存储的数据编制报告、进行分析及改善流程,也可以与企业资源规划(ERP)、供应链管理、矿井规划、维护和设备厂商的监测系统集成起来。达到改善采矿安全,降低作业风险,减少事故的目的,很方便的跟各级监控网络联网整合。井下生产、安全、通风、排水、电气、视频、搜救等各系统到一个平台提高设备运行可靠性,建立完善的井上、井下设备管理体系,改善生产效率;降低电、水和其它成本的消;实时管理各辅助系统、设备和货场;降低维修成本,增强设备故障诊断和预测功能;降低环境污染和能耗。
其中,特别针对安全,Wonderware  System Platform集成系统解决方案可以融合多种监测、自控技术应用,提供将人员定位、设备自动化监控、环境安全监测等现场实时监测控制系统与视频监控系统、大屏幕显示系统、紧急电话处理系统、UPS监测系统整合,实现对生产现场全方位信息的实时采集反馈及控制,构建高灵敏度的生产指挥“神经系统”。这也是企业各级安全生产管理的基础信息源。具体可以实现以下功能:

能够向集团公司上级提供整体资料分析情况和查询功能;l

能够让上级向下级传达命令;l

能够给生产负责人远程提供生产进度情况;l

能够让生产负责人向生产部门传达指令;l

能够给安全监测人员提供安全情况的实时数据;l

能够对实时数据进行分析,帮助决策者作出快速判断;l

能够对典型的危机情况进行自动处理;l

能够在事故发生之后协助决策者启动尽可能快速的救援系统;l

能够让系统使用者知道目标所在位置以及自己所在位置;l

能够向关心的人群提供特定信息,达到公开透明;l
2.2煤矿安全生产信息化系统架构
    煤矿安全生产信息化综合解决方案系统结构分三层:
    1, 集团调度层,集团管理层,中间层。
        集团管理、综合调度系统;l
      集团调度层以Wonderware  System Platform集成系统环境为核心将分布于广域范围的各煤矿子系统进行集中监控。
      中间层为Wonderware  System Platform集成系统的核心,利用先进的Wonderware Historian数据库技术,Application Server 通讯技术,集成开发环境(IDE)。实现对分布于广域范围的各煤矿子系统进行集中采集,及数据存储,并通过先进网络隔离技术单向传输集团管理层,及各分析专家系统所需数据。
集团管理层利用Wonderware的ActiveFactory系统强大的信息管理,及分析功能,组成独特的领导查询及专家系统。


2, 各煤矿调度层,管理层,中间层。
    煤矿管理、综合调度系统;l
    各煤矿调度层以Wonderware  System Platform集成系统环境为核心将煤矿子系统进行集中监控。
    中间层为Wonderware  System Platform集成系统的核心,利用先进的Wonderware Historian数据库技术,Application Server 通讯技术,集成开发环境(IDE)。实现对煤矿子系统进行集中采集,及数据存储,并通过先进网络隔离技术单向传输管理层,及各分析专家系统所需数据,并向集团调度传递数据。
    管理层利用Wonderware的ActiveFactory系统强大的信息管理,及分析功能,组成独特的领导查询及专家系统。
3, 各煤矿子系统。
    煤矿井下生产综合控制系统(开采、掘进、运输);l
    运输系统包括井下开采常用的皮带输送机、煤矿井下运输电机车系统、矿用提升系统等;露天开采用的车辆运输系统等。
       煤矿井下安全监控系统(瓦斯、环境);l

井下通风控制系统;l

井下供电控制系统;l

煤矿人员、设备定位系统;l

井下通讯、视频、紧急呼叫系统;l

井上洗选控制系统;l

货场管理系统;l

地理信息系统(GIS);l

其它待整合的分系统;l

           系统结构图如下图所示:


2.3 System Platform集成系统环境
     System Platform集成系统环境是一种全新的工业应用软件基础架构,涵盖了如下内容:
        ►集成开发环境IDE

►系统冗余

►工厂设备的实际模型

►基于对象的开发

►集成和集中的安全策略

►灵活的数据连通性

►灵活的部署和负载分配

►集中的诊断工具

►无限的规模可伸缩性
                   系统部署如下图所示:


      System Platform集成系统环境在煤炭行业这种大型的系统集成   项目中展现出革命性的特点。
    ►无限可伸缩性(统一的命名空间)
    ►项目结构化(工厂模型)
    ►负载分配
    ►代码重用,提高生产效率(应用对象)
    ►维护轻松(变更自动应用)
    ►集中化的安全定义
    ►集成的
        §报警分发
        §系统历史记录
    ►增强的 
        §脚本生成
        §通讯
        §接口
    ►先进的诊断
    ►模块添加容易 – 工厂智能

三、 系统架构
    为保证工业数据的安全性,构建独立的监控数据网,各矿数据采集,组态开发维护,实时历史数据存储。集团公司调度室、各矿调度室组态显示在内网封闭运行。网页发布服务器安装于集团数据中心内通过防火墙与监控数据网连接。集团公司各级领导、各业务处室、各矿领导及业务科室中端均接在煤矿办公数据网上。通过数据中心内网页发布服务器来实现监测信息和组态图形的浏览和查询。不直接访问监控数据网。
     为保证系统运行的可靠性,在个矿均部署数据采集模块和实时组态显示以防止网络发生故障时仍可保证本地正常运行。并在网络恢复时自动上传历史数据至历史数据库。正常运行时,系统处理可通过IAS服务器在各终端之间实现负载均衡。
四、总结
    管理上的观念和方式的变化。一套好的综合信息化系统要发挥预期的效果除了技术上要确保满足要求外,还对企业管理的方式、方法、观念提出了很多考验。这就要求在做项目前期论证和调研时充分考虑企业的实际情况,不能一味照搬其它案例,同时结合系统本身的特点对管理方式做出相应的调整,这样才能最大程度发挥系统的功效。做到需要的功能最优先;暂时不需要的功能留裕地;华而不实的功能坚决摒弃。