濟南華科電氣設備有限公司

  考慮到某某煤礦綜合自動化系統(tǒng)工程的實際需要和將來的發(fā)展趨勢，各系統(tǒng)的實際需求及具體的使用特性，同時兼顧技術新舊更替不斷加快的特點，項目的設計原則為：“先進性、成熟性、實用性、安全性、實時性、易操作性、完整性、可查詢性、互聯(lián)性和可擴展性、經(jīng)濟性”。為了使所設計的方案盡可能滿足礦方實際的需求，使系統(tǒng)正常、高效地運轉(zhuǎn)，整體方案設計遵循以下設計原則：  先進性、成熟性      使用先進、成熟、實用和具有良好發(fā)展前景的技術，使得各個子系統(tǒng)具有較長的生命周期，不盲目追求高檔次，既能滿足當前的需求，又能適應未來的發(fā)展。  實用性      由于現(xiàn)代煤礦企業(yè)的安全、生產(chǎn)監(jiān)控及調(diào)度任務、各職能部門之間業(yè)務的聯(lián)系在很大程度上是以網(wǎng)絡為基礎，而安全、生產(chǎn)監(jiān)控則對數(shù)據(jù)的實時性要求很高。因此，在設計上應保證網(wǎng)絡的處理能力和帶寬。  可靠性      高效穩(wěn)定的系統(tǒng)，能提供全年365 天，一天24 小時的不停頓運作。對于安裝的服務器、終端設備、網(wǎng)絡設備、控制設備與布線系統(tǒng)，必須能適應嚴格的工作環(huán)境，特別考慮要適應煤礦井下高溫、高濕、高瓦斯的客觀環(huán)境，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定。實時監(jiān)控的不可間斷性決定了在網(wǎng)絡設計中（尤其是網(wǎng)絡主干）必須考慮提高網(wǎng)絡運行的可靠性，保證系統(tǒng)在一個節(jié)點出現(xiàn)意外時整個系統(tǒng)仍能運行。因此，在硬件選型、線路、支撐環(huán)境及結(jié)構上都必須高質(zhì)量，并保證核心網(wǎng)絡設備具備冗余。同時，采用先進的防火墻+網(wǎng)閘技術保證系統(tǒng)的安全。  安全性      網(wǎng)絡的各個環(huán)節(jié)要盡可能多的提供安全保密措施，來保證網(wǎng)絡的性能。安全措施應包括：防病毒、防黑客、防止非法或越權訪問、傳輸加密、安全策略控制等。  易操作性      先進且易于使用的圖形人機界面功能，提供信息共享與交流、信息資源查詢與檢索等有效工具。  實時性      設備和終端必須反應快速，充分配合實時性的需求。  完整性      提供與各種外界系統(tǒng)的通信功能，確保信息的完整性并充分利用在整體系統(tǒng)的運作上。  可查詢性      提供易于使用的數(shù)據(jù)庫功能，讓使用者能隨時查詢信息及制作所需的報表。  互聯(lián)性和可擴展性      把各子系統(tǒng)有機結(jié)合起來，滿足信息層結(jié)構中各層之間信息溝通，增加各子系統(tǒng)之間的互聯(lián)性和可擴展性。充分考慮將來需求的成長空間，所提供的系統(tǒng)平臺與技術將充分配合未來功能及擴充項目的需求，以避免將來重復的投資。標準化、結(jié)構化、模塊化的設計思想貫徹始終，奠定了系統(tǒng)開放性、可擴展性、可維護性、可靠性和經(jīng)濟性的基礎。  經(jīng)濟性      在一定的資金資源下，盡量有效地利用，以適當?shù)耐度?，建立一個盡可能高水平的、完善的網(wǎng)絡系統(tǒng)。所有設備的選型配置和采購訂貨，堅持性能價格比最優(yōu)的原則，同時兼顧供貨商的資信度和維修服務能力。          1.2總體結(jié)構設計      系統(tǒng)分為管理層、控制層和設備層三層結(jié)構。其中管理層為礦地面局域網(wǎng)，控制層采用高速工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，設備層采用現(xiàn)場總線，保證了現(xiàn)場子系統(tǒng)的實時性和可靠性。在管理層，管理網(wǎng)服務器系統(tǒng)負責收集全礦的生產(chǎn)、管理、經(jīng)營等方面的信息，并為管理網(wǎng)與國際互聯(lián)網(wǎng)的連接提供服務；在管理網(wǎng)的各PC終端，可以在統(tǒng)一的界面下根據(jù)權限和等級查看全礦的所有信息?？刂茖臃譃檫^程控制和集中監(jiān)控層，在過程控制層，PLC分站、電機智能控制器、其它智能監(jiān)控分站等對現(xiàn)場設備實現(xiàn)運行參數(shù)的采集，并負責傳達集中控制信號至現(xiàn)場設備；各子系統(tǒng)通過其現(xiàn)場總線采集各自所控制設備的運行參數(shù)，并實現(xiàn)對整個子系統(tǒng)設備的集中控制。設備層主要包括：傳感器、執(zhí)行器、開關柜等現(xiàn)場設備。        1.3項目達到的效果      系統(tǒng)建成后，能把各個子系統(tǒng)有機整合在一起，能使某某煤礦井上下各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)工況信息在現(xiàn)有條件下進行有效集成，能夠?qū)⒏髯酉到y(tǒng)的數(shù)據(jù)進行深入挖掘，進而實現(xiàn)相關聯(lián)業(yè)務數(shù)據(jù)的綜合分析以及生產(chǎn)狀態(tài)的實時評估，達到“管控一體化”和統(tǒng)一調(diào)度指揮決策的目標。系統(tǒng)可在地面中央監(jiān)控室實現(xiàn)對礦井主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)如：煤流、采、運、供電、排水、壓風等生產(chǎn)環(huán)節(jié)的集中監(jiān)控，部分系統(tǒng)實現(xiàn)可靠無人值守運行，有效提高礦井生產(chǎn)效率；另外可將環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)電視、主副井提升、通風機、調(diào)度通信等系統(tǒng)的信息集中于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫管理、存檔、檢索。同時可實現(xiàn)整個礦井的綜合自動化網(wǎng)絡和管理信息網(wǎng)絡的的無縫連接，礦各級領導和有關職能部門均可以通過網(wǎng)絡終端進行數(shù)字化礦山系統(tǒng)的實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)報表顯示查詢，礦調(diào)度人員及相關管理人員同步掌握生產(chǎn)設備運行狀態(tài)、產(chǎn)量及安全情況，便于快速做出反應，及時調(diào)度。系統(tǒng)能通過礦的網(wǎng)絡統(tǒng)一出口，與數(shù)據(jù)中心完成無縫對接，實現(xiàn)某某煤礦生產(chǎn)信息、安全信息和管理信息實時交換，遠程顯示、查看相關數(shù)據(jù)。系統(tǒng)將礦井的環(huán)境安全監(jiān)測系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、電網(wǎng)監(jiān)控系、各主要環(huán)節(jié)自動化控制系統(tǒng)等信息集成到統(tǒng)一的平臺軟件上進行綜合分析處理，能實現(xiàn)礦井生產(chǎn)設備的優(yōu)化運行控制和瓦斯等災害的預警及聯(lián)動控制。某某煤礦建成的基于工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+現(xiàn)場總線技術的數(shù)字化礦山系統(tǒng)，信息匯接能力強大，留有充分的擴展端口以適應系統(tǒng)今后擴容發(fā)展的需要。        2.1網(wǎng)絡拓撲結(jié)構設計      平臺主要由核心交換機、地面光纖環(huán)網(wǎng)交換機、井下環(huán)網(wǎng)交換機、防火墻、UPS電源、打印機等組成。 全網(wǎng)建成后的性能可以保證達到以下水平：全網(wǎng)交換機連接均可基于單、多模光纖或銅介質(zhì)，可按需要任意選擇；光纖網(wǎng)絡中的任何位置發(fā)生一個斷點事故均可在瞬間內(nèi)完成鏈路通信的恢復；全網(wǎng)基于統(tǒng)一、簡潔的網(wǎng)絡管理。  機房核心交換機：      在調(diào)度室中心機房配置2臺赫斯曼公司的MACH4002-24G-L3EHCP三層交換機，工作方式：雙機熱備。  地面環(huán)網(wǎng)：      在主井提升機房配電室、副井井口房變電所、北通風機房、中央通風機房、10KV變電所共5個節(jié)點，配置5臺赫斯曼公司的MS4128-L2PHC地面環(huán)網(wǎng)交換機，組成地面1000M環(huán)網(wǎng)。    井下環(huán)網(wǎng)：  在中央采區(qū)泵房變電所、140M水平泵房變電所、北一采區(qū)變電所、北一采區(qū)泵房變電所、中央采區(qū)變電所共5個節(jié)點配置5臺KJJ137（MS4128-L2PHC模塊）1000M環(huán)網(wǎng)交換機，組成井下環(huán)網(wǎng)。  采集服務器：  在中心機房部署兩臺IBM 3650 M3機架式服務器，作為各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集服務器用。工作方式：雙機熱備。  數(shù)據(jù)服務器：  在中心機房部署兩臺IBM 3650 M3機架式服務器，作為數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)管理服務器。工作方式：雙機熱備。  WEB服務器：  在中心機房部署一臺IBM 3650 M3機架式服務器，作為網(wǎng)絡瀏覽服務器，工作方式：提供系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)頁瀏覽服務。  應用服務器：  在中心機房部署一臺IBM 3650 M3機架式服務器，在服務器上部署KJ90綜合系統(tǒng)平臺系統(tǒng)。工作方式：系統(tǒng)生產(chǎn)業(yè)務處理。  磁盤陣列：  在中心機房部署IBM DS3500 雙控光纖磁盤陣列柜，系統(tǒng)所有采集數(shù)據(jù)和業(yè)務數(shù)據(jù)全部在本磁盤陣列做存儲。  2.2其他技術要求  1) 整個自動化綜合控制網(wǎng)采用赫斯曼工業(yè)級的設備，實現(xiàn)井下高溫、高濕等惡劣環(huán)境的穩(wěn)定運行；  2) 系統(tǒng)支持光纖冗余環(huán)網(wǎng)工作模式，接節(jié)故障不影響整個系統(tǒng)性能，故障自恢復時間短（0.05S），通信更加可靠；所有交換機采用高性能的赫思曼模塊化千兆交換機，避免網(wǎng)絡中部分節(jié)點故障，同時滿足以后的擴容和升級；　  3) 礦井工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)光纖冗余環(huán)網(wǎng)傳輸平臺運行穩(wěn)定、可靠性好、線路機械強度高礦井工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)光纖冗余環(huán)網(wǎng)傳輸平臺通訊協(xié)議采用標準的TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議；  4) 平臺傳輸速率高、帶寬容量大、傳輸距離遠、抗干擾和雷擊能力加強。為數(shù)據(jù)、視頻、語音三網(wǎng)合一提供了足夠的帶寬；  5) 整個網(wǎng)管系統(tǒng)可對所有的綜合自動化網(wǎng)的網(wǎng)絡設備進行實時監(jiān)控，出現(xiàn)故障實時報警。  6) 在礦信息網(wǎng)與監(jiān)控網(wǎng)中采用天融信防火墻連接，實現(xiàn)監(jiān)控網(wǎng)的安全隔離。  7) 采用先進的多主并發(fā)通訊模式，系統(tǒng)檢測速度快，實時性強。核心交換機提供OPC協(xié)議，支持監(jiān)控軟件的集成；  8) 整個寬帶傳輸網(wǎng)徹底突破了低速總線下的技術瓶頸，系統(tǒng)節(jié)點容量大大增加，穩(wěn)定性提高；  9) 由于以Internet/Intranet/Infranet為整體構架，具有開放的傳輸接入平臺，系統(tǒng)集成能力顯著提高，今后礦井各種自動化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)均可方便就近接入，易于擴展，無須重復布線，節(jié)約投資；  10) 平臺同時支持光纖多模、單模、超五類雙絞線傳輸介質(zhì)，結(jié)構靈活；可方便與局域網(wǎng)企業(yè)綜合管理信息系統(tǒng)連接，實現(xiàn)信息共享；  11) 井下交換機經(jīng)過防爆認證，具有MA，同時增加UPS電源保護，在市電停電后，可運行四個小時以上。  12) 支持多種網(wǎng)絡拓