煤礦生產(chǎn)監(jiān)控與調(diào)度信息系統(tǒng)集成及應(yīng)用

1、煤礦生產(chǎn)監(jiān)控與調(diào)度信息系統(tǒng)集成及應(yīng)用摘要:為了提升龍東礦的信息化水平,提高安全生產(chǎn)的效率和效益,對(duì)目前龍東煤礦信息化的現(xiàn)狀進(jìn)行簡(jiǎn)單分析后,借助于先進(jìn)的信息技術(shù),提出了實(shí)施龍東煤礦生產(chǎn)監(jiān)控與調(diào)度信息集成系統(tǒng)的構(gòu)想。論文首先給出了完整的軟硬件設(shè)計(jì)框架和結(jié)構(gòu),繼而介紹了集成系統(tǒng)的特點(diǎn),最后給出社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益分析。 關(guān)鍵詞:信息化建設(shè);生產(chǎn)監(jiān)控;信息集成;安全生產(chǎn) 1.問(wèn)題的提出 龍東煤礦在煤礦信息化建設(shè)中已經(jīng)做出了一定的努力,井下許多生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)處于監(jiān)控之中,而且這些設(shè)備的監(jiān)控信息也已經(jīng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)從井下傳送到井上,在相關(guān)工控機(jī)上可以查看。但監(jiān)控子系統(tǒng)之間,監(jiān)控系統(tǒng)與生產(chǎn)管理以及與生產(chǎn)調(diào)試系統(tǒng)之間存

2、在數(shù)字鴻溝,即信息互不相通,導(dǎo)致無(wú)法將管理與生產(chǎn)監(jiān)測(cè)信息緊密結(jié)合起來(lái)。從系統(tǒng)集成的角度來(lái)看,煤礦生產(chǎn)、管理的自動(dòng)化與信息化水平相對(duì)較低,特別是煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)尚沒(méi)有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),各廠家都是自行制定傳輸協(xié)議和接口標(biāo)準(zhǔn),各子系統(tǒng)之間不能互通和兼容,存在“信息孤島”現(xiàn)象,信息資源難于共享,監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和管理系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。 鑒于目前龍東煤礦的信息化的現(xiàn)狀,要快速提高安全生產(chǎn)效率,提升企業(yè)形象,降低生產(chǎn)和管理成本,在龍東礦盡快實(shí)施生產(chǎn)監(jiān)控與調(diào)度信息集成系統(tǒng)已迫在眉睫。 2.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 龍東煤礦生產(chǎn)監(jiān)控與調(diào)試信息集成系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)構(gòu)成。 2.1硬件系統(tǒng) 整個(gè)硬件系統(tǒng)由辦公自動(dòng)化網(wǎng)

3、和工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)通過(guò)硬件防火墻把辦公系統(tǒng)和生產(chǎn)監(jiān)控和調(diào)度系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)。辦公系統(tǒng)局域網(wǎng)保持礦上原來(lái)局域網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不變。 工業(yè)監(jiān)測(cè)監(jiān)控局域網(wǎng)包括防火墻、熱備雙冗余千兆三層核心交換機(jī)、千兆二層接入交換機(jī)。工業(yè)監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中安置2臺(tái)熱備雙冗余主服務(wù)器,進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、歸檔、處理及Web信息的發(fā)布。2臺(tái)前置數(shù)據(jù)采集服務(wù)器用于采集下屬子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息,并將其傳送到工業(yè)監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的主服務(wù)器上。 各已有工業(yè)監(jiān)控子系統(tǒng),通過(guò)相應(yīng)交換機(jī)再通過(guò)光纜接入工業(yè)監(jiān)控核心交換機(jī)。工控核心交換機(jī)與前置數(shù)據(jù)采集服務(wù)器及工業(yè)監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器相聯(lián),最后通過(guò)防火墻接入辦公網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 2.2軟件系統(tǒng) 系統(tǒng)軟件總體架構(gòu)分三個(gè)層次:一是與井

4、下設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)相關(guān)的底層軟件系統(tǒng)接口,二是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心(包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù))以及與之平行的信息交互交互系統(tǒng),三是生產(chǎn)調(diào)度、管理與信息發(fā)布系統(tǒng)。 底層軟件系統(tǒng)接口通過(guò)與各井下生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)的通信,獲取相關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)采集到的數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ),以便上層軟件系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、查詢和統(tǒng)計(jì)以及其它軟件的信息共享。上層的生產(chǎn)調(diào)度、管理與信息發(fā)部系統(tǒng)的軟件負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)的處理、分類、查詢、計(jì)算,便于決策。除了與生產(chǎn)調(diào)度相關(guān)的信息處理外,同時(shí)上層軟件系統(tǒng)還進(jìn)行政工、公共信息、系統(tǒng)管理、后勤、安全等信息的處理與發(fā)布。 3.系統(tǒng)特點(diǎn) 3.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用星型樹(shù)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),具有控制簡(jiǎn)單

5、、方便擴(kuò)展、容易維護(hù)和節(jié)省成本等優(yōu)點(diǎn)。 3.2工業(yè)監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器采用雙機(jī)熱備的同時(shí),每臺(tái)服務(wù)器的硬盤(pán)之間又采用RAID-5技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份,防止數(shù)據(jù)丟失,確保數(shù)據(jù)的安全性。 3.3視頻監(jiān)視系統(tǒng)將傳統(tǒng)的模擬信號(hào)傳輸改為數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸,并且將控制方式由C/S模式改為B/S方式,系統(tǒng)擴(kuò)展能力強(qiáng);維護(hù)費(fèi)用低;可以錄像保存,便于查詢和檢索;只要有網(wǎng)絡(luò)并擁有相應(yīng)的權(quán)限,通過(guò)瀏覽器就可以查看視頻。 3.4客戶端IE瀏覽器采用AJAX、CSS、DOM等技術(shù),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、狀態(tài)異步更新,為用戶提供了更好的視覺(jué)感覺(jué)。 3.5工業(yè)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)分別前置數(shù)據(jù)采集服務(wù)器和工業(yè)監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器來(lái)完成

6、。前置數(shù)據(jù)采集服務(wù)器具有速度快的特點(diǎn),負(fù)責(zé)各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集,并將采集到的數(shù)據(jù)組合打包發(fā)送給工業(yè)監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器;工業(yè)監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器具有容量大,速度快等特點(diǎn),負(fù)責(zé)將接收到的子系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、網(wǎng)頁(yè)發(fā)布等。這樣將數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)發(fā)布獨(dú)立執(zhí)行,提高了整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和傳輸速率,大大提高了工作效率。 3.6在不改變?cè)芯W(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和子系統(tǒng)的前提下,本系統(tǒng)提供集中控制接口組件,由各自動(dòng)化系統(tǒng)供應(yīng)商配合開(kāi)發(fā)控制接口功能,并植入原系統(tǒng)中,完成系統(tǒng)功能級(jí)的集成,節(jié)約了開(kāi)發(fā)成本。 4.系統(tǒng)效益分析 龍東煤礦往自投產(chǎn)22年來(lái),礦黨政堅(jiān)持以人為本的管理思想和求真務(wù)實(shí)的工作作風(fēng),不斷提高企業(yè)參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的能力;合理開(kāi)

7、采布局,實(shí)現(xiàn)集中生產(chǎn),大力推廣應(yīng)用新工藝新技術(shù),為高產(chǎn)高效提供了有力保障。 我礦正著手開(kāi)始實(shí)施煤礦監(jiān)控與調(diào)度綜合信息集成系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化實(shí)時(shí)信息、企業(yè)資源及管理信息之間的緊密集成,提高管理信息中有關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性。系統(tǒng)不僅具有現(xiàn)代化企業(yè)內(nèi)部綜合信息管理平臺(tái)的功能,而且集成了安全生產(chǎn)所必須的業(yè)務(wù)處理。企業(yè)業(yè)務(wù)處理集中在一個(gè)平臺(tái)上,實(shí)現(xiàn)信息的共享,提高辦公效率及效益,降低企業(yè)運(yùn)作成本。 該系統(tǒng)設(shè)計(jì)科學(xué)合理,具有人性化。系統(tǒng)操作方便快捷,運(yùn)行穩(wěn)定、安全、可靠,將大大提升了礦井自動(dòng)化水平、管理水平和抗災(zāi)能力。 可以預(yù)料,系統(tǒng)實(shí)施將帶來(lái)的社會(huì)效益主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面: (1)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程

8、實(shí)時(shí)監(jiān)控及預(yù)警等功能提高了對(duì)故障的反應(yīng)能力,從而確保系統(tǒng)整體的安全可靠運(yùn)行,降低事故率,為企業(yè)的安全生產(chǎn)提供有力保障 (2)企業(yè)員工素質(zhì)的提高是系統(tǒng)實(shí)施的重大收獲 (3)系統(tǒng)實(shí)施促進(jìn)企業(yè)管理創(chuàng)新與規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化 (4)系統(tǒng)實(shí)施促進(jìn)了企業(yè)技術(shù)進(jìn)步 (5)為其它煤礦的信息化做了很好的示范作用 系統(tǒng)實(shí)施運(yùn)行后,將在提高生產(chǎn)效率、降低成本、降低事故率等方面有顯著的成效,并節(jié)約大量資金。主要將體現(xiàn)在: (1)由于系統(tǒng)的支持可實(shí)現(xiàn)井下系統(tǒng)的無(wú)人值守,每年將節(jié)省大量的人員工資。 (2)設(shè)備自動(dòng)檢測(cè)和監(jiān)控機(jī)制杜絕了機(jī)器的空載運(yùn)行時(shí)間,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,每年節(jié)約大量電費(fèi)。 (3)降低事故率,被監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)等

9、故障時(shí)間大大減少,運(yùn)行時(shí)間增加,年可多生產(chǎn)大量原煤,新增大量利稅。 (4)井下機(jī)電設(shè)備嚴(yán)格按照系統(tǒng)中機(jī)電循環(huán)保養(yǎng)計(jì)劃執(zhí)行,大大降低了維修費(fèi)用。 由此可見(jiàn),信息集成系統(tǒng)的成功運(yùn)行將為企業(yè)帶來(lái)了顯效的短期效益,同時(shí)也必將為企業(yè)帶來(lái)長(zhǎng)期的、持續(xù)效益。系統(tǒng)的實(shí)施將給企業(yè)帶來(lái)了直接和間接經(jīng)濟(jì)效益,也使企業(yè)員工的素質(zhì)有了提高,同時(shí)促進(jìn)了企業(yè)技術(shù)進(jìn)步、管理科學(xué)化,為煤礦企業(yè)的成功應(yīng)用信息化技術(shù)起了示范帶頭作用,具有明顯的社會(huì)效應(yīng)。 5.結(jié)束語(yǔ) 煤礦行業(yè)依然是勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè),有關(guān)生產(chǎn)、管理的自動(dòng)化與信息化水平相對(duì)較低?！靶畔⒐聧u”問(wèn)題嚴(yán)重制約著煤礦行業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用整體效益的實(shí)現(xiàn),特別是煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)尚沒(méi)有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),各廠家都是自行制定傳輸協(xié)議和接口標(biāo)準(zhǔn),各子系統(tǒng)之間不能互通和兼容,信息資源難于共享,監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng),這些都嚴(yán)重影響了系統(tǒng)作用的發(fā)揮。本文