矿井自动化平台建设汇报材料.pptx

一、概述一、概述王楼煤矿属临矿集团重点煤矿，是临矿集团一王楼煤矿属临矿集团重点煤矿，是临矿集团一座先进的现代化矿井。始建于座先进的现代化矿井。始建于20042004年年9 9月，月，20072007年年7 7月正式投产，全矿井自动化系统月正式投产，全矿井自动化系统20072007年年5 5月开始安装，月开始安装，至至20072007年年7 7月，自动化系统第一阶段建设完成，并开月，自动化系统第一阶段建设完成，并开始投入使用。这也标志着整个矿山自动化建设的初始投入使用。这也标志着整个矿山自动化建设的初期阶段圆满完成。期阶段圆满完成。以以信信息息化化带带动动煤煤炭炭工工业业化化，走走新新型型工工业业化化道道路路，建建设设新新型型现现代代化化矿矿井井，是是二二十十一一世世纪纪煤煤炭炭企企业业提提高高矿矿井井安安全全程程度度、实实现现高高产产高高效效、增增强强核核心心竞竞争争力力的的必必然然途途径径，是是煤煤炭炭科科技技发发展展的的方方向向。王王楼楼煤煤矿矿以以“创创建建国国内内一一流流信信息息化化矿矿井井”为总目标，步入了信息化建设的轨道。为总目标，步入了信息化建设的轨道。二、项目简述二、项目简述 l王楼煤矿数字化矿山的建设是一个庞大的系统工程，该系统能够实现资源与开采环境数字化、技术装备智能化、生产过程控制可视化、信息传输网络化、生产管理与决策科学化。l王楼煤矿为临矿集团新建的现代化矿井，矿井综合自动化系统建设已初具规模，承载网络为井上下光纤工业以太网冗余环网，已接入安全生产监测系统、无线通信系统、矿井人员管理系统、工业电视及调度大屏幕指挥系统、井下皮带自动控制系统、主井提升自动化控制系统、副井提升自动化控制系统、井下泵房监测系统、矿灯考勤管理系统、地面原煤运输自动控制系统、35KV变电所自动控制系统、核子秤监测系统、主扇风机在线监测系统、压风机在线监测系统共14个子系统。结合王楼煤矿的具体情况，从实用性和先进性的角度考虑，结合王楼煤矿的具体情况，从实用性和先进性的角度考虑，结合王楼煤矿的具体情况，从实用性和先进性的角度考虑，结合王楼煤矿的具体情况，从实用性和先进性的角度考虑，拟定王楼煤矿自动化与数字化平台的建设内容如下图所示：拟定王楼煤矿自动化与数字化平台的建设内容如下图所示：拟定王楼煤矿自动化与数字化平台的建设内容如下图所示：拟定王楼煤矿自动化与数字化平台的建设内容如下图所示：自动化平台建设完成情况自动化平台建设完成情况 建设方案从先进性、实用性和可操作性的目的出发给出建设方案从先进性、实用性和可操作性的目的出发给出了了“自动化与数字化平台自动化与数字化平台”建设的基本概念、基本构架和最建设的基本概念、基本构架和最终目标。采用成熟的计算机软件系统，实现从矿山资源、开终目标。采用成熟的计算机软件系统，实现从矿山资源、开采方案优化、设计、生产计划与开采环境的数字化、模型化采方案优化、设计、生产计划与开采环境的数字化、模型化与可视化；采用先进传感器网络技术，实现矿山生产过程、与可视化；采用先进传感器网络技术，实现矿山生产过程、设备、安全与开采环境监控等数据的自动采集、智能分析与设备、安全与开采环境监控等数据的自动采集、智能分析与可视化处理；采用工业以太网、可视化处理；采用工业以太网、PLCPLC智能控制及视频监视系智能控制及视频监视系统，实现对矿井提升、运输、通风、排水等系统及设备的智统，实现对矿井提升、运输、通风、排水等系统及设备的智能化集中监控。采用先进的生产管理系统，实现矿山生产人能化集中监控。采用先进的生产管理系统，实现矿山生产人员与移动设备的定位、跟踪及生产过程智能化调度与控制，员与移动设备的定位、跟踪及生产过程智能化调度与控制，全面提升矿山的生产管理与决策的科学性。全面提升矿山的生产管理与决策的科学性。（一）井上下光纤工业以太（一）井上下光纤工业以太网冗余环网网冗余环网l井下工业以太环网是井下的信息高速公路，它具有易扩展、井下工业以太环网是井下的信息高速公路，它具有易扩展、易升级、易维护、安全性能高等特点。建成了井下工业以易升级、易维护、安全性能高等特点。建成了井下工业以太环网，矿井自动化控制系统就有了安全可靠的运行平台，太环网，矿井自动化控制系统就有了安全可靠的运行平台，我们的目标是，建设井下千兆工业以太环网，这也是我矿我们的目标是，建设井下千兆工业以太环网，这也是我矿建设国内一流信息化矿井的基础和标志。建设国内一流信息化矿井的基础和标志。l其中：硬件方面，该平台能够满足综合自动化系统与各现其中：硬件方面，该平台能够满足综合自动化系统与各现场单元硬件，以标准场单元硬件，以标准RS232/422/485RS232/422/485接口进行信息传输，并接口进行信息传输，并以以100M100M速率与以太网连接，符合标准协议的各子系统均可速率与以太网连接，符合标准协议的各子系统均可直接接入以太网。直接接入以太网。l软件方面，采用标准的软件接口规范和协议，如软件方面，采用标准的软件接口规范和协议，如OPCOPC、NETDDENETDDE等，实现按照统一的数据访问标准与不同厂商的软等，实现按照统一的数据访问标准与不同厂商的软硬件产品进行通讯，无需另外为不同协议和标准的设备编硬件产品进行通讯，无需另外为不同协议和标准的设备编制接口软件而投入资金。制接口软件而投入资金。（二）井下皮带运输自动化（二）井下皮带运输自动化控制系统控制系统l系统特点：采用PLC控制技术，利用现场总线和交换机技术，将相关监测数据和控制信号传输至地面控制中心，实现井下皮带系统的自动控制和异地控制。l通过应用井下皮带自动化系统我们发现：l（1）调度人员通过观看各煤仓煤位变化情况及时调度井下各采区皮带运输的连贯性，防止满仓、空仓。从而优化了皮带运输系统，提高了运输效率。l（2）在生产提升量大，皮带启动频繁的时候，地面调度人员能纵观井下各条皮带运输情况，及时与控制室联系控制开停各条皮带，保证皮带运输通畅。l（3）集控皮带安装了各种保护，当保护起作用时皮带将自动停止，地面调度人员能够直观的看到哪种保护起作用，并可及时通知维护人员赶赴现场维修。各项保护预防、制止了皮带事故的发生。l（4）井下每条皮带安装了视频监控，地面调度人员可以通过监控监视皮带运输情况，调度各皮带司机有效的控制皮带的开、停，降低运输成本。l（5）该系统能够浏览皮带运行的参数，能够显示操作记录、报警历史和实时记录，实现了皮带模拟量的历史趋势。（三）扇风机监控（三）扇风机监控l利用计算机RS232接口与PLC之间的通讯，在控制中心对扇风机的各种运行参数进行监测。并可以实现对扇风机的自动控制。l实现的功能：l（1）集控中心能够监视风机的开停情况，监视风机运行时的各种参数，包括负压、电机温度、风量等。l（2）集控中心能够显示操作记录和报警记录，开停时间详细记录。l（3）主扇风机自动化系统能够打印报表。l（4）对扇风机的监控分为变频和工频两个界面。（四）安全监测系统（四）安全监测系统（1）系统能够实时显示井下各监测点内瓦斯、风速、CO、烟雾、温度、风机开停、风门开关、煤仓煤位、水仓液位等参数，独特的三级断电控制和超强异地交叉断电能力（中心站手控、分站程控和传感器就地控制）。（2）系统显示画面采用文本、图形兼容方式，显示信息直观、生动，具有实时多屏显示功能。（3）系统具有自检功能，可对分站、电源、传感器、电缆等设备进行诊断，能报警和记录并自动切断故障支路。有完善的多级口令保护功能。（五）井下人员管理系统（五）井下人员管理系统l在井下设监测分站，可以实现井下人员监测查询、安全保障、统计考勤、信息联网功能，有效地堵住各种管理上的漏洞，为企业节省许多不必要的开支。同时可以在人员监测系统网络中加设环境参数、工况等其它类型的传感器，构成多功能的综合监测系统（1）该系统具有地图显示功能，实时显示井下的人员分布情况。（2）系统具有统计考勤功能，对下井人员进行下井次数、井下停留时间等信息分类统计，便于考核，系统能够自动统计月考勤报表，以供劳资科作为下井考勤依据，发放下井费和班中餐。（3）系统具有人员查询功能，可以任意查询井下人员的位置（卡号、时间、地点）以及任意时间段的行走轨迹。（4）系统具有安全保障功能，能够随时统计显示井下超时人员的名单、时间，最后一次可确定的位置。（六）主、副井提升监测系统（六）主、副井提升监测系统（1）系统主要功能有罐位、要罐、欲达、提升种类（提人、提货、提料、空罐、检修、专乘）、对罐、开车命令、停车、急停、解除、运行、安全门状态显示；电铃提示、蜂鸣器报警、提升钩数等数据实时传输。（2）安全门联锁、运行方向锁定、监控电视切换，上下过卷开关显示；（3）电子深度指示器，中文显示当前深度、速度、声光报警、电控连锁；累计误差校正、主电机状态显示等功能。（七）空压机监测系统（七）空压机监测系统l利用计算机RS232接口与PLC之间的通讯，在控制中心对压风机的各种运行参数进行监测，并根据井下风压的变化自动开启或关闭压风机，将井下风压调节到最优化。l实现的功能：l（1）各台空压机A,B.C三相电压电流显示l（2）中控室联控控制操作(就地单机控制,联控台联控,中控室联控)l（3）中控室参数设置:管道出口压力设定,各台空压机报警温度及停机温度设定.l（4）中控室运行数据显示:管道出口压力显示(中控室组态软件依据此数据建立压力变化曲线),各台空压机温度显示(中控室组态软件依据此数据建立温度变化曲线),单机压力显示,各台空压机加载/卸载状态显示,各台空压机运行状态显示,系统运行指示.l（5）故障显示:断水报警,电源缺相报警,超温报警,超温保护,高压故障,系统总故障,风机过载故障等.（八）工业电视监控系统（八）工业电视监控系统l我矿的工业电视分为地面和井下两部分，均采用一对一的传输方式将地面各摄像点的信号传输到视频服务器。主要安装在皮带等处的机头和机尾、井上下变电所、水泵房。摄像仪采集的视频信号通过光纤一对一传输到地面控制室。l用6块60”DLP箱式背投显示单元，组成一面投影大屏幕拼墙。主要显示安全生产信息、图像、图表等调度监测信息。投影墙两侧各安设12台29”电视机，作为井上下各摄像头采集的视频图像的显示单元，便于有关人员直观、实时监视现场情况。l在电视墙墙上方安设一块9m*0.4m的3.75双基色电子屏，随时显示我矿安全生产经营情况及上级重要指示、通知精神，并可作为网络终端，将局域网上有关数据在电子屏上显示。l主要功能：主要功能：l（1）用户权限管理采用集中管理模式，统一管理设置参数、权限等；采用集中管理模式，将监控点分为若干个区域现场；系统提供多级用户管理并具备相应的权限。l（2）显示功能图形中文界面；可实时显示高质量的图像；支持画面小、中、满屏显示；支持单画面、四画面、九画面、十六画面及大小组合画面显示方式；支持单画面、多画面轮巡显示（其轮巡组合可手动配置）；图像亮度、色度、对比度及灰度可调；可实时显示摄像机名称和具有剩余硬盘空间实时显示功能。l（3）录像功能支持四种录像方式：定时、手动、报警联动、视频移动侦测；支持定制定时录像计划；录像质量多级可调；支持录像文件按时间分割；支持多硬盘、线性录像和循环录像方式，盘满告警；l全天24小时监控录像，画面效果清晰，晚间设防应具有同步自动报警，自动启动电源，自动录像、网络传输联动功能。l（4）检索回放功能提供多种录像文件检索和组合检索方式；支持录像回放；支持录像回放抓拍；在一些重要事件的取证时，可对录像文件进行快、慢放及单帧回放抓拍功能；l（5）告警功能具有故障报警功能；具有与保安监控联动功能，做到图像监控与告警监控一体化；支持多种数据接入和联动控制；提供告警声光提示。l（6）控制功能支持多路控制输出；可控各类云台和球机。l（7）网络传输功能适用多种传输介质，支持TCP/IP；支持客户端单路或多路视频同步播放；系统提供DDN、ISDN、SDN、PSTN等多种网络传输方式。l（8）其他功能操作日志记录，包括操作员、时间、内容等详细操作记录。（九）地面（九）地面35KV变电所变电所l把所有高压综保通过RS485接口与井下主站（水泵房）PLC通讯，通过此PLC与以太网交换机连接把高压开关柜及高压软起动的信号传输到集控室工控机，包括视频监视信号。通过以太网在控制中心下达操作命令及监视变电所的所有信息，实现“四摇”。l在自动化控制方面：变电所各之路数据已能实时通过OPC接口在自动化平台上准确显示，同时主要之路已实现控制空能，其他之路还在进一步改造中。l最终我们要在变电所的自动化方面达到以下功能和要求：l（1）断路器控制操作;（2）隔离开关控制操作;（3）投切母线及空载变压器控制;（4）软件病毒破坏。l（5）全站采用分层集中式控制结构，各个模块相互独立，各间隔层通过站内通信网互联，并于变电站层连接组成分布式通信网络;l（6）变电站层自动化系统的核心，它通过站内通信网管理全站间隔层并显示、打印有关信息;l（7）进行开关操作，并在事故及异常情况下报警;l系统通过检测水仓水位和其它参数，控制水泵轮流工作与适时启动备用泵，合理调度4台水泵运行。系统通过以太网以图形、图像、数据、文字等方式，直观、形象、实时地在控制室工控机上反映系统工作状态以及水仓水位、电机工作电流、电机温度、轴承温度、排水管流量等参数等，并可以实现远程控制，充分体现了PLC的控制功能和特点。（十）中央泵房水泵集中控制系统（十）中央泵房水泵集中控制系统三、系统运行情况及效益分析三、系统运行情况及效益分析l全矿井综合自动化系统的网络结构是一个以“工业以太网+现场总线”为主的模式。对子系统以下，即设备层的连接形式不作硬性规定，各子系统可依据实际情况选择最佳的方式。整个系统自投入运行以来数据传输准确，运行稳定，故障率低，有效地实现了安全生产。l各个专业的自动子系统、各生产工艺环节的自动控制系统为基础，保证了整个系统具有最高的实时性、最理想的控制方式、最佳的控制效果；l采用先进的、开放性好的、可靠性高的、具有良好发展前景的工业以太网技术，灵活多样的接入方式，将各专业子系统、各环节的自动控制系统的主机或核心装置作为结点，形成一个有机整体，构建了一个综合自动化平台；l综合自动化平台建立了网内各子系统间的信息共享机制，建立了整个控制网络与信息管理网络的信息共享机制。更重要的是为各种协调指挥和管理的专家系统提供了支撑平台。经济效益经济效益l直接经济效益l该系统建成后，预计可减少岗位工共计40人，每年节省人工工资90万元。l间接效益l系统建成投入使用后，将大幅度提高矿井各大系统运行的可靠性，降低设备的故障率，能够及时发现并处理矿井安全生产过程中出现的各种问题，整个矿井现代化信息平台运行效率可最大化得以发挥，极大地降低矿井生产运行过程中的无用功耗。据推算，仅因矿井各大生产系统运行效率提高的五个百分点，矿井节支降耗直接经济效益可达700万元/年，具有明显的经济效益和社会效益。l安全效益l系统的建成有效为矿井的安全生产提供了可靠的平台，自各子系统投入生产以来，矿井实现了安全生产零事故。使职工家属们为职工的工作安全更放心，使职工更加积极愉快的投入到生产工作中。对建设平安王楼煤矿有着积极的意义。四、总结四、总结l随着计算机技术在采矿业的不断应用，采矿业正由经验型、传统型向科学型、定量分析与处理、自动化方向发展。我矿将结合临矿集团矿山生产的实际情况，将下一步数字化矿山建设目标定位于：以计算机及其网络技术为手段，把矿山的所有空间和有用属性数据实现数字化存储、传输、表达和深加工，并应用于各个生产环节的管理和决策之中，以实现矿山生产的系统优化，达到提高资源的综合利用率、降低生产成本、实现利润最大化的目的。高效快速的推进矿山网络化、数字化、信息化、综合自动化在我矿的整体应用。l今后，王楼煤矿将进一步提升和完善安全生产综合监控系统。全面推进信息化装备的应用，使整个矿井综合信息网络化、过程控制自动化、安全管理信息化、生产集约高效化，创建国内一流信息化矿井，实现信息与业务之间完全融合、信息共享，将企业信息化建设推向更高！