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三维矿(kuang)井综合自动化系统

　　一、系统概述

　　三维(wei)矿(kuang)(kuang)井(jing)综合(he)自(zi)动(dong)化(hua)(hua)系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)是(shi)由江苏三恒科技使用国(guo)内外(wai)先进(jin)的(de)虚拟(ni)现(xian)实(shi)(shi)技术与煤(mei)矿(kuang)(kuang)信息化(hua)(hua)系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)相(xiang)结合(he)，可将(jiang)煤(mei)矿(kuang)(kuang)已有的(de)安全生产监(jian)(jian)控(kong)系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)、人员监(jian)(jian)测监(jian)(jian)控(kong)系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)、水泵集控(kong)系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)、皮带(dai)运输集控(kong)系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)、压风机(ji)系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)、灯房管理系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)、地面(mian)供(gong)电系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)、井(jing)下供(gong)电系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)、主副升提(ti)(ti)升系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)等将(jiang)煤(mei)矿(kuang)(kuang)采、掘(jue)、机(ji)、运、风、水、电等各个(ge)自(zi)动(dong)化(hua)(hua)系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)和矿(kuang)(kuang)井(jing)监(jian)(jian)测监(jian)(jian)控(kong)系(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)集成(cheng)起来，提(ti)(ti)供(gong)实(shi)(shi)时信息查询，并对历史数据进(jin)行存储(chu)、发掘(jue)，以提(ti)(ti)高调度、指挥、决(jue)策(ce)的(de)科学性。

　　三维(wei)矿井综合(he)自动化(hua)系统解决了煤矿各(ge)个子(zi)系统信息孤岛的问题，解决了过去信息系统集(ji)成只是(shi)简单地将各(ge)个子(zi)系统的软(ruan)件界(jie)面组合(he)，形成了以三维(wei)立体真实(shi)(shi)场景展现现在的或者还原过去矿井上真实(shi)(shi)发生过的场景信息，更便用户(hu)操作(zuo)并记(ji)忆信息，是(shi)对原来的各(ge)个子(zi)系统软(ruan)件的升级(ji)而不是(shi)简单的集(ji)成。

　　二、系(xi)统连接框图

　　三、系统(tong)组(zu)成及产品(pin)说(shuo)明(ming)

　　本系统主要由(you)数据(ju)采集(ji)、数据(ju)存(cun)储(chu)、三维(wei)展示等部分组成。

　　1、数据采集

　　数据采(cai)集(ji)(ji)主要是对各(ge)种(zhong)(zhong)需要接入到三维(wei)矿井综合自动化软件(jian)平台的各(ge)种(zhong)(zhong)应(ying)用系统进行数据采(cai)集(ji)(ji)。数据采(cai)集(ji)(ji)的方式可以(yi)是以(yi)下几(ji)种(zhong)(zhong)：

　　智(zhi)能(neng)设备(bei)接(jie)入方式：根据智(zhi)能(neng)设备(bei)提供的(de)(de)各种(zhong)数(shu)据通(tong)讯接(jie)口(kou)，编写相应的(de)(de)智(zhi)能(neng)数(shu)据驱动(dong)，使智(zhi)能(neng)设备(bei)的(de)(de)数(shu)据能(neng)够接(jie)入到三维矿井综(zong)合自(zi)动(dong)化系(xi)统中(zhong)来(lai)，对于(yu)智(zhi)能(neng)设备(bei)的(de)(de)接(jie)入，本系(xi)统支持RS485、CAN、RJ45等常见智(zhi)能(neng)设备(bei)工业传输接(jie)口(kou)。

　　网络(luo)(luo)(luo)接入方式：根据通用网络(luo)(luo)(luo)管理协议，结合现场设备(bei)的(de)现状，编写相应的(de)网络(luo)(luo)(luo)数(shu)据解析驱动，使各(ge)类通过标准以太网传输数(shu)据能够接入到三维矿井综合自动化系统中来。本系统支(zhi)持HTTP、Telnet、FTP、TFTP、SNMP等网络(luo)(luo)(luo)设备(bei)的(de)应用协议。

　　PLC接入方式：根据(ju)(ju)主流PLC厂商提(ti)供软硬件通讯模块，结(jie)合(he)现场(chang)设备的现状(zhuang)，采集PLC系(xi)统(tong)(tong)相关数据(ju)(ju)，生成系(xi)统(tong)(tong)可识(shi)别的数据(ju)(ju)格式，使(shi)各(ge)类(lei)PLC系(xi)统(tong)(tong)接入到三维矿(kuang)井综合(he)自动化(hua)系(xi)统(tong)(tong)中来。

　　上(shang)位(wei)机(ji)(ji)接入(ru)方(fang)(fang)式：根据上(shang)位(wei)机(ji)(ji)软件(jian)提供的数据接口(kou)，结合(he)现(xian)场实际情况，可以根据数据库(ku)定义、OPC协(xie)议(yi)、FTP协(xie)议(yi)、HTTP协(xie)议(yi)、TCP/IP连接、WebServer服务(wu)、上(shang)位(wei)机(ji)(ji)软件(jian)提供的二(er)次开发工具(ju)等方(fang)(fang)式，与上(shang)位(wei)机(ji)(ji)软件(jian)进行数据交换(huan)，从而使各类(lei)上(shang)位(wei)机(ji)(ji)数据接入(ru)到(dao)三维(wei)矿井综合(he)自动化系统中来。

　　数据采集的(de)性(xing)能，取(qu)决于接入设备的(de)性(xing)能、数据传输应用环境、采集服务(wu)器(qi)的(de)性(xing)能等。

　　2、数据存储

　　将采集过来的(de)数(shu)据通过三恒(heng)实时(shi)及历史数(shu)据库系统存储(chu)(chu)到指定(ding)的(de)存储(chu)(chu)设备，存储(chu)(chu)设备可以是磁盘阵列、服务器、高(gao)性能(neng)工控机、高(gao)性能(neng)商用电脑(nao)等。数(shu)据存储(chu)(chu)，根据客(ke)户现场应用的(de)情况，可以设定(ding)为存储(chu)(chu)6个(ge)(ge)月、12个(ge)(ge)月、24个(ge)(ge)月、48个(ge)(ge)月等。

　　3、三维仿真展示(shi)

　　将存储在(zai)实时(shi)(shi)及历史(shi)数据(ju)(ju)(ju)库中的(de)数据(ju)(ju)(ju)，通过(guo)三(san)维(wei)仿真系(xi)统，可仿真实时(shi)(shi)数据(ju)(ju)(ju)场(chang)景(jing)，也可以(yi)对历史(shi)数据(ju)(ju)(ju)场(chang)景(jing)进行回放。可在(zai)三(san)维(wei)仿真系(xi)统中显(xian)示真实设备的(de)三(san)维(wei)模型(xing)、展现数据(ju)(ju)(ju)的(de)实时(shi)(shi)及历史(shi)曲线、通过(guo)报(bao)表统计等分(fen)析系(xi)统中的(de)各类数据(ju)(ju)(ju)。

　　四、系统(tong)的(de)功能特点及(ji)优势说明

　　1.任意角度(du)、实时的(de)3D显示(shi)。

　　2.在三维(wei)矿井系统中具(ju)有高(gao)效、高(gao)精度物理碰(peng)撞属(shu)性。

　　3.支持多视(shi)(shi)(shi)图显示(shi)：顶视(shi)(shi)(shi)、前视(shi)(shi)(shi)、左视(shi)(shi)(shi)、右视(shi)(shi)(shi)等。

　　图1三维矿(kuang)井系统展(zhan)示

　　4.支持多个场景(jing)显示，可以将煤矿上的各个工作(zuo)场景(jing)，真实地绘制模拟出(chu)来，如水泵房、工作(zuo)面、皮带(dai)巷。

　　5.支持雾效(xiao)，可以模拟现场(chang)的尘埃。

　　6.支(zhi)持光(guang)影效果，可以真实地反(fan)映井下特(te)殊场景光(guang)照的效果。

　　7.支(zhi)持贴图(tu)(tu)功能，可以将(jiang)现场拍(pai)摄的图(tu)(tu)片嵌(qian)入(ru)到系统中。

　　8.可以(yi)对特定物体进行(xing)复制、镜像、旋转、缩放和(he)平移等(deng)操作。

　　9.可以(yi)将AutoCAD巷道(dao)图，进行加工修饰(shi)后(hou)，建设成三维巷道(dao)图放置到系统中。

　　10.支持键盘和鼠标操作，以(yi)行走(zou)的(de)方式漫游三维场景。

　　11.可以在场景中(zhong)进(jin)行各种旋转，全方位查看场景中(zhong)的信息。

　　12.在三维(wei)场景中可(ke)以(yi)以(yi)表格、曲线的方式显示实时或者(zhe)历史数据。

　　13.在三维场(chang)景(jing)中可以调用特定的工业(ye)电视的实(shi)时(shi)视频(pin)画面(mian)。

　　14.支持(chi)在三维场(chang)景中(zhong)显示二维信(xin)息。

　　15.支(zhi)持多(duo)种(zhong)数据(ju)源的数据(ju)接入，如数据(ju)库(ku)、OPC连接、TCP/IP通(tong)讯等。

　　16.平台(tai)支持多个三(san)维场景轮流(liu)显示切(qie)换功能。

　　17.可以在(zai)场(chang)景中精确定位各(ge)(ge)种传感器、监控设备、管理标牌等各(ge)(ge)类(lei)设施，方便用(yong)户(hu)快速寻找(zhao)到有用(yong)的数(shu)据(ju)。

　　18.三(san)维矿井综合自(zi)动化平台可(ke)接入的安(an)全生(sheng)产监(jian)控系统，可(ke)显(xian)示(shi)瓦斯(si)、风速(su)、负压、一氧化碳(tan)、烟雾、温度(du)(du)、风门开关(guan)等环(huan)境参(can)数(shu)，也可(ke)显(xian)示(shi)煤仓煤位(wei)、水仓水位(wei)、压风机风压、箕(ji)斗计数(shu)、各种机电设备开停(ting)等生(sheng)产参(can)数(shu)和电压、电流、功率、电度(du)(du)等电量参(can)数(shu)，以及胶(jiao)带(dai)跑偏、胶(jiao)带(dai)速(su)度(du)(du)，轴承温度(du)(du)、机头堆煤等各种机电设备的运行(xing)情况。

　　19.三(san)维(wei)矿(kuang)井综合自(zi)动(dong)(dong)化平台可接入的安全生产监控系统，可以使用三(san)维(wei)图形的方(fang)式(shi)显示矿(kuang)井巷道，并以动(dong)(dong)画贴图方(fang)式(shi)显示动(dong)(dong)态的风门状态、风扇的转动(dong)(dong)等。

　　20.三维矿(kuang)井综合自动化平(ping)台可接入的安全(quan)生产监控(kong)系统，支(zhi)持(chi)权限访问控(kong)制功能。

　　21.可以在(zai)三维(wei)矿井综(zong)合自动(dong)化平台显示各种(zhong)模(mo)拟(ni)量曲线(xian)、并(bing)在(zai)曲线(xian)上标注量程、设备、安装位置(zhi)、数据值等实时(shi)或者历史的记录(lu)值。

　　22.三维矿井综合自动化平台可接入安全(quan)生产监控(kong)系(xi)统，并显示各种监测监控(kong)设备(bei)的故(gu)障及报警信息(xi)。

　　图2在三维场景中显示下井人员信息

　　23.三维矿(kuang)井(jing)(jing)综(zong)合自(zi)动(dong)化平台可(ke)接(jie)入矿(kuang)用人员定位监(jian)控系统，可(ke)以(yi)在(zai)三维矿(kuang)井(jing)(jing)综(zong)合自(zi)动(dong)化平台上显示(shi)矿(kuang)井(jing)(jing)下实(shi)时人员分布信息(xi)，也可(ke)以(yi)显示(shi)回放矿(kuang)井(jing)(jing)下人员的历史运行轨迹(ji)！

　　24.三维矿井综合自动(dong)化平台(tai)中可(ke)以实时(shi)(shi)显示人员的姓(xing)名、发码器编号、部门(men)、所在地(di)点、监测时(shi)(shi)间等(deng)实时(shi)(shi)人员信息。

　　25.三维矿井(jing)综合(he)自动(dong)化平(ping)台(tai)可以按月或者按日显示井(jing)下人员的考(kao)勤信息。

　　26.三维矿井综合自动化(hua)平台可以根据(ju)部门、员工姓名、职务查看(kan)实时或者(zhe)历史的人员下井信息。

　　27.三维(wei)矿(kuang)井综合自动化平(ping)台(tai)可接入矿(kuang)用人员(yuan)定位监控(kong)系统，可以显示人员(yuan)定位监控(kong)系统的人员(yuan)超时(shi)、超员(yuan)等报警异常信息。

　　28.三维矿井(jing)综合自(zi)动化(hua)平(ping)台(tai)可(ke)接(jie)入矿用(yong)人员定位(wei)监(jian)控系(xi)统，可(ke)以(yi)显示井(jing)下某个指定区(qu)(qu)域的(de)(de)人员信(xin)息，这些(xie)区(qu)(qu)域包括重点区(qu)(qu)域、禁止区(qu)(qu)域、一(yi)般区(qu)(qu)域及(ji)其它(ta)用(yong)户指定的(de)(de)区(qu)(qu)域。会显示区(qu)(qu)域内的(de)(de)人数及(ji)人员的(de)(de)详细(xi)信(xin)息。

　　29.三维矿井综(zong)合自动(dong)(dong)(dong)化平(ping)台可接入皮带(dai)生产运输(shu)集控系(xi)统，可以显(xian)示跑偏保(bao)(bao)(bao)护(hu)、速度检(jian)(jian)测(ce)、纵向撕裂保(bao)(bao)(bao)护(hu)、打(da)滑(hua)和(he)超速保(bao)(bao)(bao)护(hu)，也可以显(xian)示沿(yan)线(xian)急(ji)停闭锁和(he)故(gu)障位置检(jian)(jian)测(ce)、堆(dui)煤(mei)检(jian)(jian)测(ce)、动(dong)(dong)(dong)力设备温(wen)(wen)度检(jian)(jian)测(ce)、驱动(dong)(dong)(dong)滚筒的(de)表面(mian)温(wen)(wen)度检(jian)(jian)测(ce)、烟雾检(jian)(jian)测(ce)、自动(dong)(dong)(dong)洒水灭(mie)火、电机电流和(he)开关故(gu)障、胶带(dai)张紧力检(jian)(jian)测(ce)、连续煤(mei)仓煤(mei)位检(jian)(jian)测(ce)、运煤(mei)量累计等检(jian)(jian)测(ce)保(bao)(bao)(bao)护(hu)信息。

　　图3三维(wei)场景(jing)中(zhong)的工(gong)作标牌(pai)、传感器展示

　　30.三维矿井综(zong)合自动化平台可(ke)接(jie)入皮带生产运输(shu)集控系统，可(ke)以显(xian)(xian)示胶带各(ge)电(dian)机、给煤(mei)机等开(kai)关量(liang)状态信息(xi)，也可(ke)以显(xian)(xian)示速(su)度、煤(mei)位、温度等模拟量(liang)信息(xi)。

　　31.三维矿井综(zong)合自动(dong)化(hua)平台(tai)可(ke)接入(ru)皮带生产运输集控(kong)系统，可(ke)以对二(er)级跑(pao)偏、闭(bi)锁、纵撕、超(chao)温、打(da)滑、烟雾、堆(dui)煤、洒(sa)水等故障信号的显示和报警功能。

　　32.三维矿井综(zong)合自动化(hua)平台(tai)可(ke)接入矿用风(feng)机监控系统，可(ke)以显(xian)(xian)示(shi)风(feng)量，风(feng)压(ya)(ya)，电(dian)(dian)(dian)机电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)，电(dian)(dian)(dian)机电(dian)(dian)(dian)流(liu)，电(dian)(dian)(dian)机故障，开停，电(dian)(dian)(dian)机表面温度等数(shu)据或状态。各显(xian)(xian)示(shi)数(shu)据具有(you)闪(shan)(shan)烁(shuo)、颜色变(bian)化(hua)、显(xian)(xian)示(shi)隐藏等动画(hua)效(xiao)果。图形(xing)动画(hua)具备(bei)电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)超(chao)限(xian)(xian)闪(shan)(shan)烁(shuo)报(bao)警(jing)、电(dian)(dian)(dian)流(liu)超(chao)限(xian)(xian)闪(shan)(shan)烁(shuo)报(bao)警(jing)、温度超(chao)限(xian)(xian)闪(shan)(shan)烁(shuo)报(bao)警(jing)、流(liu)程控制动画(hua)显(xian)(xian)示(shi)等功能(neng)(neng)。同(tong)时，各开关量状态具备(bei)颜色变(bian)化(hua)及报(bao)警(jing)功能(neng)(neng)。

　　33.三维矿(kuang)井综合(he)自动化平台可接入矿(kuang)用(yong)风(feng)机监(jian)控系统，以实时曲线图形显示在(zai)线测(ce)量与处理的风(feng)机运行参数，便于观察某时间段内各种不同参数的变化趋势。

　　34.三维矿井(jing)综合自动化平台(tai)可(ke)接入(ru)矿用(yong)风机(ji)监控系统，以历(li)(li)史(shi)曲线图形显示测量与处理的风机(ji)运(yun)行参数(shu)(shu)(shu)，并能查询任意历(li)(li)史(shi)时刻的数(shu)(shu)(shu)据，历(li)(li)史(shi)数(shu)(shu)(shu)据在计算机(ji)数(shu)(shu)(shu)据库中的保(bao)留为一(yi)个月(yue)或指定时间跨度，也可(ke)拷入(ru)磁盘长期保(bao)存，便(bian)于查询分析(xi)。

　　图(tu)4三维(wei)场景中集(ji)成视频(pin)及电力参数显示(shi)

　　35.三维矿井综合自动(dong)化平台可接(jie)入矿用风(feng)机监控系统，以报(bao)表形式查询、显(xian)示在线测量(liang)与(yu)处理的风(feng)机运(yun)行参数的历(li)史数据，便(bian)于值班人员打印值班报(bao)表及技术人员定(ding)量(liang)研究(jiu)、分(fen)析和准备数据制作性能曲线。

　　36.三维矿井综合(he)自(zi)动化(hua)平(ping)台(tai)可接入水(shui)泵(beng)控制(zhi)系统，在软(ruan)件界(jie)面上动态(tai)监控水(shui)泵(beng)及(ji)其(qi)附属设备的(de)运行状况。

　　37.三维矿井综(zong)合自(zi)(zi)动(dong)化平(ping)台可(ke)(ke)接入水泵控制系统，在软件界(jie)面上(shang)实时显示水位、温度、电流、电压等参数，超限(xian)报警，故(gu)障(zhang)信(xin)息可(ke)(ke)自(zi)(zi)动(dong)显示，故(gu)障(zhang)点可(ke)(ke)自(zi)(zi)动(dong)闪烁。

　　38.三维矿井综合自动化平台(tai)可接入水泵控制系统(tong)，可显示实时(shi)故(gu)障记录(lu)，历史数据查询等功能(neng)。

　　39.三(san)维矿井(jing)(jing)综(zong)合自动(dong)化平(ping)台(tai)可(ke)(ke)接入主(zhu)(zhu)副(fu)井(jing)(jing)提(ti)(ti)升(sheng)系(xi)统，可(ke)(ke)动(dong)态(tai)显(xian)示主(zhu)(zhu)副(fu)井(jing)(jing)提(ti)(ti)升(sheng)系(xi)统主(zhu)(zhu)要电气设备的运行(xing)工况。

　　40.三维(wei)矿井综合自动化平台可(ke)接(jie)入主副井提(ti)升系统，可(ke)显示提(ti)升系统事故报警功能。

　　41.三维矿(kuang)井综合自动化(hua)平(ping)台可(ke)接入主(zhu)副井提升系统，可(ke)根据绞车(che)开停、紧急停车(che)等记(ji)录(lu)动作时(shi)刻(ke)，并根据要求生(sheng)成表格(ge)(ge)；显(xian)示、记(ji)录(lu)提升箕斗计量(liang)数据，并能生(sheng)成表格(ge)(ge)；主(zhu)电(dian)机电(dian)流(liu)、提升速度、主(zhu)电(dian)机温度等动态(tai)参数按合理的时(shi)间密度记(ji)录(lu)。

　　42.三维矿井综合自动化平(ping)台可接入井下变电(dian)站(zhan)(zhan)监(jian)控系(xi)统，可显示(shi)变电(dian)站(zhan)(zhan)的多种数据，如模拟量(liang)(liang)、数字量(liang)(liang)、状态量(liang)(liang)、带时间标志的事件顺序记录，电(dian)能量(liang)(liang)数据。

　　43.三维矿井综合自动化平台可接(jie)入井下变(bian)电站监控系(xi)统(tong)，可显示(shi)遥信(xin)处(chu)理信(xin)号、遥测处(chu)理信(xin)号、遥调处(chu)理信(xin)号。

　　图5三(san)维场(chang)景中的(de)工业广(guang)场(chang)及巷道

　　44.三维矿井(jing)综合自动化平台可(ke)接入井(jing)下(xia)变电站监控系统，可(ke)显示遥测量(liang)曲线图。

　　45.三维矿(kuang)井(jing)综(zong)合自动化平台可接(jie)入井(jing)下变电站(zhan)监(jian)控系统(tong)，可显示(shi)开合闸事件告警(jing)、遥测值越位告警(jing)提示(shi)。

　　五、三(san)维应用展示

　　1、矿井井上部分工业广场三维展示。

　　2、矿井(jing)井(jing)下水泵房三维展示。

　　3、矿井(jing)井(jing)下皮带集控系统三维展(zhan)示。

　　4、矿井井下(xia)工作面集控三维展示。

　　六、系统配置一览表