全矿井综合自动化
一、系统简介：
全矿井综合自(zi)动(dong)化监控系(xi)统(tong)，是一个1000Mbps冗余工(gong)业(ye)以(yi)太(tai)网井上、下自(zi)动(dong)化控制(zhi)网络(luo)平台，是以(yi)工(gong)业(ye)以(yi)太(tai)环网为核心，整合矿井的各项自(zi)动(dong)控制(zhi)系(xi)统(tong)，通过防(fang)火墙与矿级管理(li)系(xi)统(tong)组成高(gao)速统(tong)一的整体网络(luo)结构，实现了(le)全矿井的管控一体化。
整个系(xi)(xi)统(tong)(tong)分为信息层(ceng)(ceng)、控制(zhi)层(ceng)(ceng)和(he)(he)设备层(ceng)(ceng)三层(ceng)(ceng)体系(xi)(xi)结构。控制(zhi)层(ceng)(ceng)采(cai)用工(gong)业以太环网，设备层(ceng)(ceng)采(cai)用现(xian)(xian)场总(zong)线，保(bao)证了现(xian)(xian)场子系(xi)(xi)统(tong)(tong)的实时性，实现(xian)(xian)了井上、下(xia)皮带运(yun)输(shu)、通风、排(pai)水、井下(xia)供电等井下(xia)主要安(an)全生产(chan)环节和(he)(he)装备运(yun)行状况(kuang)的实时监测和(he)(he)集(ji)中(zhong)、远程(cheng)控制(zhi)，有(you)效地提高了矿(kuang)井生产(chan)自动化和(he)(he)管(guan)理(li)(li)现(xian)(xian)代化水平。实现(xian)(xian)全矿(kuang)井的统(tong)(tong)一管(guan)理(li)(li)与数据(ju)共享。
二、系统组(zu)成：煤矿(kuang)工业以太(tai)环网(wang)主要由三部(bu)分组(zu)成：地面部(bu)分、井(jing)下部(bu)分及传输(shu)信道部(bu)分。
地面部分由(you)：地面环网(wang)接口、监控(kong)主机(ji)、监控(kong)备机(ji)、监控(kong)服(fu)务器、地面数据服(fu)务器（可扩展(zhan)）、防火墙（可扩展(zhan)）、地面交换机(ji)（可扩展(zhan)）及客户(hu)端（可扩展(zhan)）等组成；
井下部分由：防爆交换机（环网接(jie)口(kou)）、各(ge)种监控分站或装置（可(ke)扩展）等组成；
传(chuan)输(shu)信道(dao)(dao)由(you)：环网主传(chuan)输(shu)干道(dao)(dao)（阻燃光(guang)缆）、地(di)面网络数据传(chuan)输(shu)通(tong)道(dao)(dao)（网线(xian)）、井下防爆交换机(ji)连接(jie)各种监控分(fen)站(zhan)或(huo)装置(zhi)及(ji)传(chuan)感器(qi)的阻燃电缆；
三、系统特点：
1)产品(pin)全部采用工业级产品(pin)，确保系(xi)统24小(xiao)时连续可靠的运行。
2)工作时整个网(wang)络(luo)成(cheng)链状结构，环(huan)网(wang)冗余，快速建立网(wang)络(luo)工作拓扑结构以及连接恢复，恢复时间<300ms。
3)系统(tong)提供(gong)了多种符合国(guo)际主流标准的(de)接口方式（OPC、DDE、ODBC、FTP），便于各种子系统(tong)的(de)接入(ru)。
4)采用B/S结(jie)构，基于IE浏览，客户端零配置(zhi)。
5)采(cai)用硬(ying)件、软件等多种安(an)全措施(shi)，保证了(le)系统运行的(de)安(an)全性和可(ke)靠性。
6)合理实用的分级控(kong)制模式，在充分保留各(ge)(ge)子系统功能特点的基础上，有(you)效的整合各(ge)(ge)子系统，通过严格的认证后，可在任何一台工作站上实现对井上、井下所有(you)设备的控(kong)制。
7)具有各种数据查询(xun)、曲线(xian)显示(shi)、报表输出、逐级报警、数据分级管理(li)、报警记(ji)(ji)录、故障记(ji)(ji)录及完整(zheng)的事件记(ji)(ji)录等(deng)功能。
8)强大的数据(ju)整(zheng)合(he)及处理功能，为(wei)整(zheng)个(ge)矿的现代化综(zong)合(he)管理提供数据(ju)基础，真正意(yi)义上实现全矿井的综(zong)合(he)自动化控(kong)制管控(kong)一体化。
9)系(xi)统(tong)数(shu)据(ju)与井下视(shi)频(pin)数(shu)据(ju)可(ke)实现全面(mian)关联：在图形动画（动态(tai)图）中(zhong)可(ke)点(dian)击(ji)浏览当前区域内视(shi)频(pin)信号，当一区域内瓦斯出(chu)现报警或其(qi)它参数(shu)出(chu)现故障，系(xi)统(tong)会自动弹(dan)出(chu)当前区域内视(shi)频(pin)信号窗口。
10)系(xi)统以(yi)(yi)工业以(yi)(yi)太环网为(wei)核心(xin)，实(shi)现了各子系(xi)统的(de)无(wu)缝(feng)集成和安全(quan)生产实(shi)时数据的(de)Web浏览和显示。
四、系统功能
1)系统以工业以太环网为核(he)心，实现了各子系统的无缝(feng)集(ji)成和安全生(sheng)产实时数据的Web浏览和显示。
2)系统提供了多种符合国际主流标(biao)准(zhun)的接(jie)口方(fang)式，便于各种子系统的接(jie)入。矿(kuang)用常见监测系统可通过OPC，DDE，FTP等接(jie)口安全、准(zhun)确的接(jie)入全矿(kuang)井综合自动化系统。
3)系统解决了各(ge)(ge)种安全(quan)生(sheng)产监测监控系统各(ge)(ge)自(zi)独立、相(xiang)(xiang)互封闭、传(chuan)输速率低、不能实现(xian)综(zong)合(he)业(ye)务传(chuan)输、与(yu)企业(ye)上层管理信(xin)息(xi)(xi)(xi)网络连(lian)接困(kun)难而导致的(de)信(xin)息(xi)(xi)(xi)不能相(xiang)(xiang)互共享(xiang)和融(rong)合(he)等问题。实现(xian)了矿(kuang)(kuang)井(jing)各(ge)(ge)种监控、监测信(xin)息(xi)(xi)(xi)的(de)共享(xiang)、集成、融(rong)合(he)和信(xin)息(xi)(xi)(xi)综(zong)合(he)利用，为(wei)矿(kuang)(kuang)井(jing)提供生(sheng)产、安全(quan)层面(mian)的(de)基于信(xin)息(xi)(xi)(xi)融(rong)合(he)技术的(de)决策(ce)支(zhi)持，有效(xiao)提高了矿(kuang)(kuang)井(jing)安全(quan)生(sheng)产指挥决策(ce)的(de)科(ke)学性、有效(xiao)性。
4)全(quan)矿(kuang)井自动化系统(tong)的(de)数据全(quan)面性较高(gao)，系统(tong)随时对井下环境参数（生(sheng)产参数，设备状况(kuang)，人员位置）进行区域(yu)性综(zong)合数据分析与评(ping)估，出现异常立(li)即(ji)报警，并提示事(shi)故处理流程(cheng)(cheng)，当(dang)用户根据流程(cheng)(cheng)安全(quan)地排除(chu)了事(shi)故后，系统(tong)方(fang)自动解除(chu)报警。
5)系统数据与井下视频数据可实(shi)现(xian)(xian)全面(mian)关(guan)联(lian)：在图(tu)形动画（动态图(tu)）中可点击(ji)浏(liu)览(lan)当(dang)前(qian)区(qu)域(yu)(yu)内视频信号，当(dang)一区(qu)域(yu)(yu)内瓦斯(si)出(chu)现(xian)(xian)报警或其它(ta)参数出(chu)现(xian)(xian)故障，系统会自(zi)动弹出(chu)当(dang)前(qian)区(qu)域(yu)(yu)内视频信号窗口(kou)。
6)系(xi)统功能齐全、人机界面友好(hao)，具有(you)语音报警功能。
7)强大而(er)快速的(de)短(duan)信快车(che)功(gong)能(neng)：当系(xi)统出现(xian)异常后，短(duan)信快车(che)系(xi)统会以短(duan)信方式(shi)将报警信息发送到相关领(ling)导手机上。
8)系统(tong)采用工业以太环网式传(chuan)输方式，数据传(chuan)输质量高，抗干扰能力强(qiang)，符合欧洲工业标准，并实现(xian)了网络传(chuan)输的(de)硬件(jian)冗(rong)余。
9)系(xi)统软(ruan)(ruan)件可在(zai)WIN2000和WINXP系(xi)统下运(yun)行(xing)，由于操作系(xi)统需(xu)要(yao)支持多(duo)项(xiang)任务，因此(ci)在(zai)运(yun)行(xing)监控系(xi)统软(ruan)(ruan)件同时(shi)，还可以(yi)运(yun)行(xing)其它软(ruan)(ruan)件。
10)系(xi)统操作简单，功(gong)能强大，并具有(you)众多(duo)窗口(kou)和多(duo)种(zhong)方法供(gong)用(yong)户对实时数据，运行(xing)状态，历(li)史曲线趋势等进(jin)行(xing)查阅、浏览和打印输(shu)出。
11)各监测子系统数据查询(xun)统计分(fen)析列表(biao)显(xian)示(shi)(shi)功能(neng)。显(xian)示(shi)(shi)内(nei)容包(bao)括地(di)点、名称(cheng)、单(dan)位(wei)、馈电(dian)状态、超限报警、传感器故障等(deng)(deng)。开(kai)关量显(xian)示(shi)(shi)内(nei)容包(bao)括地(di)点、名称(cheng)、开(kai)/停时刻(ke)、状态、工作时间(jian)、开(kai)停次数、传感器状态等(deng)(deng)。累计量显(xian)示(shi)(shi)内(nei)容包(bao)括地(di)点、名称(cheng)、单(dan)位(wei)等(deng)(deng)。并可分(fen)类显(xian)示(shi)(shi)。
12)系统具(ju)有(you)模拟量(liang)实时(shi)曲线(xian)和(he)历史曲线(xian)显(xian)示(shi)功能(neng)。在同(tong)一(yi)坐(zuo)标上(shang)用(yong)不(bu)同(tong)颜色(se)显(xian)示(shi)曲线(xian)的最(zui)(zui)大值(zhi)、最(zui)(zui)小值(zhi)。在一(yi)屏上(shang)，同(tong)时(shi)显(xian)示(shi)6个模拟量(liang)曲线(xian)，并设时(shi)间标尺，可(ke)显(xian)示(shi)出对(dui)应时(shi)间标尺的模拟量(liang)。
13)系统有简便的绘图(tu)(tu)工具。所有动(dong)态、静态图(tu)(tu)都可由一般操作人员绘制(zhi)（绘图(tu)(tu)时不影响主机(ji)实时监测(ce)功能(neng)）。
14)系统提供用户(hu)(hu)自行(xing)绘(hui)制模(mo)拟图(tu)平台，简单、易学(xue)，用户(hu)(hu)可(ke)(ke)以根据实地(di)(di)情况绘(hui)制全矿井和具(ju)体某些采区实况的(de)(de)实时(shi)模(mo)拟图(tu)，使(shi)矿井的(de)(de)全部(bu)实时(shi)信息一目了然(ran)地(di)(di)显(xian)示(shi)出来，并(bing)且具(ju)有丰(feng)富(fu)的(de)(de)动感(gan)显(xian)示(shi)方(fang)式；系统具(ju)有模(mo)拟量实时(shi)曲(qu)线和历史曲(qu)线显(xian)示(shi)功能。在同一坐标上用不同颜(yan)色显(xian)示(shi)曲(qu)线的(de)(de)最大(da)值(zhi)、最小值(zhi)。在同一屏上，可(ke)(ke)同时(shi)显(xian)示(shi)6个(ge)模(mo)拟量曲(qu)线，并(bing)设时(shi)间(jian)标尺，可(ke)(ke)显(xian)示(shi)出对应时(shi)间(jian)标尺的(de)(de)模(mo)拟量。
15)系统(tong)具有(you)柱状(zhuang)图显示功能。能直观地反映开机率、开/停次数、传感(gan)器状(zhuang)态等(deng)，并设有(you)时间(jian)标(biao)尺。
16)方便用户自行(xing)生(sheng)成(cheng)各类(lei)表格，打印所要求的各类(lei)数据表格、图形及曲线(xian)。
17)网络(luo)故障处理，当子系(xi)统出现通(tong)讯异常后，系(xi)统会提示(shi)报警，并实时进行存储。
18)系统可(ke)配接(jie)显(xian)示(shi)(shi)屏(ping)(ping)（可(ke)分8屏(ping)(ping)），在显(xian)示(shi)(shi)屏(ping)(ping)中显(xian)示(shi)(shi)动、静态模拟(ni)图形、数据(ju)表格(ge)、历史(shi)曲线、分层(ceng)显(xian)示(shi)(shi)采掘平面图、实时数据(ju)显(xian)示(shi)(shi)等(deng)。
19)系统所(suo)有被检测的参数可(ke)连续存储(chu)保(bao)持(chi)一年(nian)，这些数据可(ke)随时(shi)用表格、曲(qu)线等形式显示出来，并(bing)可(ke)打印(yin)保(bao)存。
20)系统(tong)可及(ji)时发现并(bing)解决煤(mei)矿存在的(de)安全隐(yin)患(huan)，有效减(jian)少安全事故的(de)发生。
五、冗余环网的工作原理:
工业冗(rong)余以(yi)太环(huan)网是(shi)为(wei)了适应恶劣的(de)现(xian)场(chang)工作环(huan)境。如果在系统工作时(shi)(shi)交换机(ji)的(de)连接介质发生(sheng)故(gu)障(zhang)，环(huan)网结构将在小于300ms的(de)时(shi)(shi)间内切(qie)换网络工作拓扑结构，不(bu)影响整个(ge)网络的(de)工作，从而(er)(er)保证了系统的(de)可靠性。而(er)(er)且在同(tong)样的(de)冗(rong)余度(du)下，冗(rong)余环(huan)网结构不(bu)仅减(jian)少了风险集中，更降(jiang)低了实现(xian)成本。其工作过程如下：
1）工作时(shi)整个网络(luo)成链状(zhuang)结构，有一段是不传输(shu)数(shu)据的(de)(de)，只传输(shu)硬件间(jian)的(de)(de)数(shu)据流，用来相互通知各(ge)自的(de)(de)工作状(zhuang)态给其(qi)他设备，环网上(shang)的(de)(de)每个设备都知道并随(sui)时(shi)通知其(qi)他设备自己的(de)(de)状(zhuang)态。
2）一旦一段(duan)网络(luo)发生故(gu)障(zhang)，邻近交(jiao)换(huan)(huan)机(ji)会(hui)马上通知其他(ta)交(jiao)换(huan)(huan)机(ji)，在极短的(de)时间(jian)内这一信息就(jiu)会(hui)传遍整个网络(luo)，作为“根”的(de)交(jiao)换(huan)(huan)机(ji)就(jiu)会(hui)实行(xing)切换(huan)(huan)，就(jiu)是原来没有数(shu)(shu)据传输的(de)那段(duan)链(lian)路马上进行(xing)数(shu)(shu)据交(jiao)换(huan)(huan)，整个切换(huan)(huan)时间(jian)小(xiao)于300ms整个网络(luo)还(hai)是链(lian)状(zhuang)工作状(zhuang)态，实现(xian)冗余。
六、设备清单
