1、大明矿矿井综合自动化系统建设摘要： 综合自动化是煤矿实现高产高效的有效手段，对于提高煤矿的生产运行状况、安全水平、事故灾害预测预报以及生产业务管理具有重要的作用 关健词： 电网监控 矿井综合自动化 工业以太环网 工业组态平台 中图分类号： U665.12 文献标识码： A 矿井综合自动化是将矿里的各种自动化子系统集成在一起进行综合控制与管理，以实现矿井的优化运行、优化控制与优化管理，从而提高企业核心竞争力，是煤矿实现高产高效的有效手段，对于提高煤矿的生产运行状况、安全水平、减员增效、降低成本、事故灾害预测预报以及生产业务管理具有重要的作用。 大明矿在皮带控制自动化子系统，主井、副井提升机自动化
2、子系统，人员定位系统等部分自动化子系统建设基础之上，扩展建设了电网自动化子系统，压风机自动化子系统，排水自动化子系统，并在建设电网自动化系统的同时，建设了矿井机电运输系统综合自动化系统，使大明矿的所有自动化子系统成为一个统一的整体，实现了集中、综合、高效管理与调度。 1、改造思路 大明矿的矿井综合自动化是在电网自动化改造的同时建设的。在建设电网自动化系统的时候，我们坚持整体规划，分步实施，资源共享，先进性与实用性相结合的方针。电网自动化只是矿井自动化系统的一个子系统，所有子系统都不能各自为政，自建传输通道，自建控制中心和控制系统，造成全矿自动化系统构成复杂，维护麻烦，资源浪费。 各自动化子系统
3、能够共享的资源主要有通讯平台和调度中心工业组态平台。整个综合自动化系统的设计建设重点在于通讯网络平台的设计和调度中心工业组态平台的设计。 要实现共享数字化通讯平台，就要求各子系统必须实现数字化传输。全矿井综合自动化建设必须对没有实现数字化传输的子系统进行数字化改造。大明矿在所有自动化子系统中，现有工业电视系统是模拟系统，本次也对视频系统进行了改造，把模拟视频系统改造成为数字视频系统，以便能够公用通讯平台，达到优化网络结构，降低维护成本，资源共享的目的。 2 建设与改造范围 大明矿本次自动化改造以电网自动化改造为基础，其他自动化逐步实施和接人。大明矿自动化建设主要涉及以下几个方面： (1)建设调
4、度中心的工业监控平台； (2)建设工业千兆网通讯平台，包括井下千兆工业环网和地面工业环网两个千兆环网的建设； (3)建设井下供电自动化系统并接人环网：包括高压、低压、照明综保、工作面组合开关的保护与监控； (4)建设地面供电自动化系统并接入环网：包括洗煤厂、压风机房、主井、副井等七个变电所的保护与监控； (5)建设压风机远程监控系统并接人环网； (6)建设水泵自动化系统并接人环网； (7)建设地面井下数字网络视频系统建设并接人环网； (8)主井提升机自动化系统接人环网； (9)副井提升机自动化系统接入环网。 在建设过程当中，首先建设地面和井下两个千兆环网，然后逐步建设井上下电网监控系统，随后建
5、设和接入其他自动化子系统。各子系统相对独立，但都通过千兆网平台进行数据传输，最终实现了全 矿井的综合自动化。 3 工业环网建设 通讯平台建设是建设矿井自动化的基础。过去很多矿的很多自动化子系统都各自为政，各自建设了各自的通讯系统，通讯线路繁杂，维护困难，造成了投资和人员的浪费。所以，要建设自动化系统，就必须先建设自动化通讯平台，使所有自动化子系统都可以共享。 在工业控制的信息传输领域，工业以太环网以其通用性强，第三方支持产品多，技术成熟，数据吞吐量大，易于普及和掌握等优势，成为工业控制领域公认的信息传输通道。在冗余环网中，任何一处断路都不影响整个网络的通讯，这个特征又极大提高了工业以太网的传输
6、可靠性。这又使工业以太环网成为工控领域不可替代的通讯平台。 在数据传输速率上有百兆环网和千兆环网之分。所谓百兆环网是指主干线和分支线都为百兆的环网。所谓千兆环网是指主干线为千兆速率，而分支线则仍为百兆速率，这样，不会出现传输的瓶颈效应。千兆环网可实现音频、视频、数据的三网合一的传输。大明矿的视频信号就是通过以太环网传到调度中心的。 为了传输的可靠性和减少数据堵塞的机率，大明矿建设了井下、地面两个千兆环网。这样维护方便，传输更安全可靠。大明矿环网系统构成如图 l 所示。 图 l 大明矿自动化系统构成图 4 调度中心工业组态平台建设 调度中心软硬件设备包括服务器、工作站和工业组态平台。在调度中心设
7、计中，要充分考虑软硬件的共享，不能每个子系统自建一套软硬件系统，这样，不仅调度中心设备多，而且调度中心地方也不够用。所以，硬件上，不同的自动化子系统必须共享服务器和工作站，软件上必须设计统一的软件平台，使所有自动化子系统都能够在同一台工作站上，同一个图形系统上进行操作。 4.1DLP 组合显示屏构成 DLP 组合显示屏由 4 台 VisionCube -60XL XGA DLPTM 投影单元，并且配置了一台 NV20 网络图像处理器对整个大屏幕进行控制。 4.2 工业图像监视构成 所有视频监视点的数字视频信号接入以太网系统，在调度中心用网络视频解码器，把数字信号解压成模拟信号，接到监视器上，一
8、台监视器配置一台网络视频解码器。不需要视频矩阵，用计算机通过以太网进行视频切换，用视频服务器和磁盘阵列进行视频的存储和回放。网络上的计算机都可以在网上通过 IE 浏览 图像 5 各子系统的接入 综合自动化系统成败的关键是子系统接口设子系统的接口主要有硬件接口和软件接口。硬件上，要把各子系统的硬件接口统一到以太网接口上，这样，就可以做到各子系统顺利接入以太网平台。软件上，最好要求子系统能够提供 opc server 软件模块，这样工业组态平台就可以很方便地获取子系统的数据，而无需子系统厂商与系统集成厂商的联调，大大节约接口设计和系统联调时间，并且系统也更稳定。软件上的另一接口是规约接口，这是最麻
9、烦的接口，需要接口双方遵循共同的通讯规约，双方都针对自己的设备做接口程序，之后，进行系统联调。综合自动化系统的工程进度和成败很大程度上取决于各种软硬件接口是否能够接上。 6 综合自动化的扩展 随着自动化建设的不断加深，将来还会建设更多的自动化子系统。为了保证将来自动化系容得顺利扩展，就要求新建的自动化子系统符合两点，一是硬件接口上要具备以太网接口，二是要能够提供 opc server软件模块或者能够符合现在的系统通讯规约，这样，就可以确保新的子系统顺利接人，并且实现与原有的综合自动化系统的无缝连接。 大明矿将在现有网络自动化建设的基础上，着眼将来，完善建设以下自动化子系统： (1)地面主扇远程
10、监测监控系统 (2)地面矸石山绞车远程监测系统 (3)井下南、北翼绞车远程监测系统 (4)井下轨道运输信集闭远程监测监控系统 7 建设效果 系统建成投运以来，发挥了很大的作用。目前，可以在调度中心进行主副井提升机、压风机、水泵、供电、工业电视、人员定位系统、液压支架等的监视监控。所有自动化子系统都公用一个千兆网平台，公用调度中心一套软硬件系统，整个系统结构清晰，维护方便，信息统一，便于调度指挥。 在电网监控子系统方面，实现了保护无级调整，使上下级变电所的定值合理配合，有效防止了越级跳闸的发生；实现了漏电保护的正确选择，避免了几次因接地引起的大面积停电；实现了录波分析和谐 波分析；实现了遥测、遥控和定值遥调；实现了变电所的无人值班。在其他自动化子系统方面，使得我们能够在调度中心进行设备的运行状态监视，故障告警和遥控操作，大大提高了我们的管理效率和管理水平。
