【正文】 統(tǒng)接入的中樞機構，并通過提供規(guī)范化的接口成為各種智能化應用的基礎。但對一些動態(tài)刷新系統(tǒng)它仍不失為一種簡單有效的方法。 涉及到 、 、 Activex 以及 XML 等新技術。 煤流監(jiān)測 綜合各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，對煤的生產(chǎn)過程從采煤機－皮帶－煤倉－提升－選煤廠等整個生產(chǎn)流程進行全過程監(jiān)測。同時，可將各監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行專業(yè)級處理后，作為上一級信息網(wǎng)的信息源。同時在綜合監(jiān)控調(diào)度中心組態(tài)綜合實時動態(tài)圖形供用戶瀏覽，支持 B/S 模式。 綜合自動化系統(tǒng)平臺軟件平臺的建設 綜合自動化軟件平臺不需要安裝任何客戶端，包括首次 IE 頁面瀏覽運行的java 平臺；同時運用 ajax、 DHTML 技術，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速更新 ，后臺運用 xml技術，可以實現(xiàn)雙擊熱備。 光纜的物理路由決定了組網(wǎng)的結構和配置，因此光纜布線是非常重要的實施環(huán)節(jié)。 網(wǎng)絡管理是計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)可靠、安全、高效運行的保障。 中央網(wǎng)絡 中央網(wǎng)絡設置于中央設備監(jiān)控機房，用于提供接入環(huán)網(wǎng)的上聯(lián)，以及大量服務器的接入。所使用的主要交換設備有核心交換機 2 臺： MACH4002 工業(yè)以太網(wǎng)交換機，通過配備不同的接口模塊使之達到 8 個千兆光纖接口和 16 個百兆快速以太網(wǎng)接口；環(huán)間耦合交換機 9 臺： MS 4128L3P 工業(yè)以太網(wǎng)交換機，通過配備不同的 接口模塊使之達到 4 個千兆光纖接口和 16 個百兆快速以太網(wǎng)接（可擴展）；支點交換機 2 臺，同樣也采用 MS 4128L3P 工業(yè)以太網(wǎng)交換機；赫斯曼的專業(yè)網(wǎng)絡交換機監(jiān)控軟件，用來監(jiān)視和控制整個系統(tǒng)中的赫斯曼工業(yè)以太網(wǎng)交換機。 （ 3）工業(yè)以太網(wǎng)中周期與非周期信息同時存在，各自有不同的要求。 德國赫斯曼網(wǎng)絡產(chǎn)品還支持多種網(wǎng)絡拓撲結構和多重冗余方式，如（單）環(huán) 天地（常州）自動化股份有限公司 鄆城煤礦全礦井綜合自動化技術方案 第 18 頁 共 82 頁 網(wǎng)冗余、單環(huán)雙節(jié)點冗余、雙總線冗余、雙環(huán)網(wǎng)冗余和環(huán)間冗余。 因此本方案選擇 工業(yè)以太環(huán)網(wǎng) 組網(wǎng)技術作為綜合自動化控制網(wǎng)的技術選型。 工業(yè)控制層的網(wǎng)絡設備的技術與產(chǎn)品選型 本方案將采用基于以太網(wǎng) TCP/IP 的工業(yè)以太網(wǎng)技術，傳輸介質采用層絞式礦用阻燃型光纜，網(wǎng)絡結構采用基于光纖工業(yè)以太網(wǎng)的環(huán)形架構。楊營礦井 綜合自動化系統(tǒng)，根據(jù)管控一體化思想，以三層網(wǎng)絡為基礎，結合自動化、信息、計算機、網(wǎng)絡、通訊的新理論和技術，采用世界先進的自動化產(chǎn)品、網(wǎng)絡產(chǎn)品和工業(yè)控制軟件、數(shù)據(jù)庫軟件，將煤礦生產(chǎn) 、管理的各個環(huán)節(jié)，統(tǒng)一在一個網(wǎng)絡平臺上，形成一個統(tǒng)一、完整的有機整體，使其在系統(tǒng)結構、網(wǎng)絡通訊、自動化覆蓋范圍方面處于同類礦井的領先水平。 利用存儲技術 數(shù)據(jù)是企業(yè)的關鍵 組件。對于分布式企業(yè)，全新的 x3400( x226) 和 x3500(x236 )塔型服務器提供合理的性能及高可用性，如冗余 /熱插拔電源和風扇等，通過 RAS II 支持大量的 I/O、存儲和遠程管理容量。 鄆城煤礦系統(tǒng)平臺設備簡介 IBM System x系列服務器 要點 機柜優(yōu)化的 System x 服務器 — 如 IBM System x3650,x3550，配備英特爾至強處理器，并支持英 特爾 64 位內(nèi)存擴展技術（ Intel174。 系統(tǒng)安全性 本系統(tǒng)所存儲和保存的都是關系到綜合自動化系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的安全性、完整性非常重要。平臺將配置 2 臺服務器，服務器選用 IBM 的工業(yè)標準化服務器，采用 RAID5 磁盤陣列配置，使由于硬盤故障導致的系統(tǒng)癱瘓的可能性降到最低，操作系統(tǒng)采用 Windows Server 2020 標準中文版，數(shù) 據(jù)庫管理軟件選用的是 MS SQL_Server，管控服務器和數(shù)據(jù)庫服務器均采用雙機熱備配置，保證了系統(tǒng)運行的可靠性。如果用戶具有相應的權限，還可對系統(tǒng)進行遠程控制。 保護完善，設備運行效率高 系統(tǒng)具有完善的保護裝置，能夠及時檢修，避免設備帶病運行。 使管理人員從煩瑣的手工事務性勞動 中解脫出來，以便從事更高水平的管理工作。 ? 互聯(lián)性和可擴展性 把各子系統(tǒng)有機結合起來，滿足信息 層結構中各層之間信息溝通，增加各子系統(tǒng)之間的互聯(lián)性和可擴展性。因此，在硬件選型、線路、支撐環(huán)境及結構上都必須高質量，并保證核心網(wǎng)絡設備具備冗余。信息化建設沒有做到 步步為營、持續(xù)見效 。具體現(xiàn)狀分析如下： 礦井管理信息化現(xiàn)狀 沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺和缺乏企業(yè)數(shù)據(jù)管理的統(tǒng)一規(guī)劃，沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型。 井底車場：根據(jù)開拓方式、主、副井筒相對位置及大巷運輸方 式，井底車場采用刀式環(huán)形車場，主井裝載系統(tǒng)采用全上提方式。 (2)建設原則 1) 以改善生產(chǎn)安全環(huán)境，提高勞動生產(chǎn)效率和礦井經(jīng)濟效益為主要目的，力求做到 國內(nèi)先 進， 穩(wěn)定可靠 。 (3) 工作目標 礦井裝備水平和安全生產(chǎn)環(huán)境得到強有力的提高和改善；具體實現(xiàn)以下目標： 在地面調(diào)度中心集控數(shù)據(jù)，建立集中控制、參數(shù)監(jiān)測的一體化平臺，實現(xiàn)全礦的安全生產(chǎn)統(tǒng)一調(diào)度指揮。 鄆城煤礦瓦斯含量較低，屬低瓦斯礦井，但由于井田內(nèi)構造復雜 ,煤層埋藏較深，可能有瓦斯異常區(qū)存在。 礦井各類子系統(tǒng)現(xiàn)狀 鄆城煤礦需要納入集中監(jiān)控的主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)是：主運膠帶機、運輸信集閉、主排水泵房、主變電所、地面 110 變電所、制冷機房、通風機房、壓風機房、污水處理站、選煤廠等系統(tǒng)無人值守，提升系統(tǒng)、鍋爐房、裝載發(fā)運系統(tǒng)遠程監(jiān)控。 ? 實用性 由于現(xiàn)代煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)監(jiān)控、任務調(diào)度、部門業(yè)務聯(lián)系在很大程度上是以網(wǎng)絡為基礎。安全措施應包括：防病毒、防黑客、防止非法或越權訪問、傳輸加密、安全策略控制等。 ? 經(jīng)濟性 在一定的資金資源下，盡量有效地利用，以適當?shù)耐度?，建立一個盡可能高水平的、完善的網(wǎng)絡系統(tǒng)。 提高經(jīng)營質效，降低成本，減少直接生產(chǎn)人員，改善安全狀況，起到減員提效作用，優(yōu)化安全生產(chǎn)管理模式，創(chuàng)建本質安全型高產(chǎn)高效礦井。保證煤礦的安全生產(chǎn)，防止皮帶打滑、冒煙、縱撕，電機 的超溫、水倉的溢水等重大機電事故及人身事故的發(fā)生，改善工作環(huán)境，提高勞動生產(chǎn)率。為確保整個礦區(qū)生產(chǎn)的連續(xù)、穩(wěn)定、高效 ，系統(tǒng)建設應采用高可靠性技術及設備，確保系統(tǒng)的可用性能達到 %。應該配置 WEB 安全服務器，安裝在信息管理網(wǎng)內(nèi)，用于提供最終的 WEB 應用發(fā)布。計算機集群技術 (Cluster)及 多層 體系結構使得我們可以靈活方便地構建和擴充新系統(tǒng)，以達成性能最佳的 “ 數(shù)據(jù)集中，處理分布 ” 的模式。 System x 的與眾不同和創(chuàng)新 通過技術差分推動創(chuàng)新，是 IBM System x 系統(tǒng)在當前市場中捕獲巨大市場份額的原因。 System x 服務器提供 I/O、內(nèi)存和處理器的創(chuàng)新優(yōu)勢，可以運行 32 位和 64 位應用程序，從而能提供很好的性能和投資保護。 產(chǎn)品家族提供廣泛的可擴展、開放、創(chuàng)新的存儲技術，包括磁盤和磁帶存儲系統(tǒng)、存儲網(wǎng)絡解決方案、虛擬化和存儲管理軟件等。在核心層采用千兆工業(yè)以太網(wǎng)技術，通過千兆鏈路將各環(huán)網(wǎng)的交換設備連 接到網(wǎng)絡系統(tǒng)的核心層次，同時具備高冗余性能。如有其他類型的通信格式 ，如 RS232， RS485 或其他專用通信接口等等，均可通過協(xié)議網(wǎng)關轉換為以太網(wǎng)信息包，在 IP 網(wǎng)絡上進行傳送。 赫斯曼產(chǎn)品特點： 有工業(yè)級核心交換機，帶寬萬兆級別可承上啟下，無信息傳輸瓶頸。采用的基于工業(yè)以太網(wǎng)的集成式全分布控制系統(tǒng)，具有高度的分散性、實時性、可靠性、開放性和互操作性的特點，因此， 本方案采用工業(yè)以太網(wǎng)技術進行綜合自動化控制網(wǎng)的設計。 鄆城煤礦綜合自動化網(wǎng)絡冗余方式選型 赫斯曼的超級環(huán)網(wǎng)（ HIPERRing）僅僅在切換中已傳遞的數(shù)據(jù)延遲 50ms 而已，沒有數(shù)據(jù)丟失的問題。 地 面 工 業(yè) 控 制 光 環(huán) 網(wǎng)井 下 工 業(yè) 控 制 光 環(huán) 網(wǎng)M A C H 4 0 0 2核 心 交 換 機調(diào) 度 中 心 機 房M A C H 4 0 0 2核 心 交 換 機調(diào) 度 中 心 機 房1 1 0 變 電 所通 風 機 房副 井 提 升 機 房井 下 中 央 變 電 所采 區(qū) 變 電 所順 槽 膠 帶 機 頭采 區(qū) 變 電 所制 冷 凍 室 網(wǎng)絡 配置 鄆城煤礦地域分布較廣，現(xiàn)場控制點的數(shù)量多且相對分散。 MS 4128L3P 交換機的 2 個千兆光纖接口用于實現(xiàn)環(huán)網(wǎng)的冗余連接，其余端口提供給現(xiàn)場 PLC 等設備以太網(wǎng)接口 ；全面考慮設備的安全的條件下，考慮實際需要，本方案中設置了 13 臺工業(yè)交換機分布于井上下環(huán)形結構的現(xiàn)場的各節(jié)點。 設備控制網(wǎng)中所有光纖環(huán)網(wǎng)交換機均支持 Web 管理。 第 3 章 基于綜合自動化的軟件架構 綜合自動化軟件平臺概述 綜合自動化軟件系統(tǒng)，是集數(shù)據(jù)通信、處理、采集、控制、協(xié)調(diào)、綜合智能判斷、圖文顯示為一體的綜合數(shù)據(jù)應用軟件系統(tǒng)，能在各種情況下準確、可靠、迅捷地做出反應，及時處理，協(xié)調(diào)各系統(tǒng)工作，達到實時、合理監(jiān)控的目的。 2）統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉庫 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉庫軟件可采用正版 SQL Server、 ORACLE 等軟件。 完整的事件記錄 對所有涉及系統(tǒng)配置操作，系統(tǒng)都進行完整的記錄，包括：操作時間、操作 天地（常州）自動化股份有限公司 鄆城煤礦全礦井綜合自動化技術方案 第 23 頁 共 82 頁 者、操作碼及描述、節(jié)點名等。通過對網(wǎng)絡加設路由器及防火墻，安裝網(wǎng)絡版防病毒軟件，具有網(wǎng)絡冗余、 備份數(shù)據(jù)機制，最大可能的實現(xiàn)網(wǎng)絡及數(shù)據(jù)的安全性。要能實現(xiàn)安全閉鎖等控制功能，防止各類誤操作。它既可存取本地 OPC服務器數(shù)據(jù)，又可存取分布在網(wǎng)上其它節(jié)點的 OPC 服務器，并且具有高效、安全的特點。 統(tǒng)一信息描述 信息協(xié)議是軟件標準接口數(shù)據(jù)的具體描述。根據(jù)目前設備、技術的情況和未來技術發(fā)展的方向，信息的集成主要有三種方式： 與子系統(tǒng)控制器聯(lián)接 對與采用 PLC 控制的子系統(tǒng)（如生產(chǎn)供水及井下水處理系統(tǒng)控制系統(tǒng)），管控服務器通過以太環(huán)網(wǎng)與 PLC 的以太網(wǎng)接口相連，而該 PLC 的 OPC Server 安裝在管控服務器中與自動化平臺中的管控服務器進行信息交互。其次配套廠家提供的統(tǒng)一格式（集成商提供格式）的0PC/DDE 等方式通訊的設備類型配置表。從經(jīng)驗和實踐應用中得出，在全礦井自動化整個系統(tǒng)安全應從以下幾個方面進行分析： ? 接入子系統(tǒng)與整個平臺之間安全問題 ? 信息網(wǎng)和工業(yè)控制網(wǎng)之間的安全隔離 天地（常州）自動化股份有限公司 鄆城煤礦全礦井綜合自動化技術方案 第 30 頁 共 82 頁 ? 信息網(wǎng)絡安全問題 接入子系統(tǒng)與整個平臺之間安全問題 《 中華人民共和國煤炭行業(yè)標準 》中，煤 礦用信息傳輸裝置 中傳輸方式可以采用環(huán)形裝置連接設備 。 由于煤礦技術在不斷的更新，系統(tǒng)的傳輸不再采用傳統(tǒng)的總線方式，考慮到煤礦的特殊性，在近兩年來井 下子系統(tǒng)不能完全擺脫總線傳輸方式，在信息通道建立方面我們也采用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)做依托，多種總線并存，形成工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+現(xiàn)場總線的綜合自動化系統(tǒng)傳輸架構。 我們公司生產(chǎn)的環(huán)網(wǎng)交換機有（ KJJ5 KJJ31 多種型號），取得煤礦安全證件。 傳統(tǒng)的安全產(chǎn)品可以以不同的方式滿足我們保護數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡安全的需要，但不可能完全解決網(wǎng)絡間信息的安全交換問題，因為各種安全技術都有其局限性。然而，隨著電子政務的開展，內(nèi)外網(wǎng)交換數(shù)據(jù)的數(shù)量和頻率呈幾何量級上升，這種解決方案已經(jīng)越來越無法滿足用戶的需要。 網(wǎng)絡協(xié)議處理 缺乏對未知網(wǎng)絡協(xié)議漏洞造成的 安全問題的有效解決辦法。 硬件 設計 防火墻硬件設計可能存在安全 漏洞 ，遭受 攻擊 后導致網(wǎng)絡癱瘓。最初的解決方案很簡單，即通過人工的操作來實現(xiàn)。 天地（常州）自動化股份有限公司 鄆城煤礦全礦井綜合自動化技術方案 第 32 頁 共 82 頁 KJJ58 內(nèi)部端口隔離示圖 系統(tǒng)的安全性 煤礦嚴禁隔爆設備和本安系統(tǒng)直接連接，中間必須加上安全隔離柵，我公司自行研發(fā)的隔離產(chǎn)品 KJA9，保證這個傳輸系統(tǒng)的安全。 接入網(wǎng)絡的子系統(tǒng)采用非本質安全 /本質安全隔離柵設 備。系統(tǒng)的本質安全特性，取決于系統(tǒng)中單個設備本質安全特性； 系統(tǒng)中的設備之間特性是否配備；系統(tǒng)設備之間輸入 /輸出口是否隔離；系統(tǒng)中的產(chǎn)品是否通過聯(lián)調(diào)檢驗。培育具有激勵、約束、自適應能力的技術創(chuàng)新機制體系，礦井必須加強對安全生產(chǎn)技術管理基礎工作的領導，建立健全以主要負責人為首的安全生產(chǎn)行政管理體系和技術負責人為首的技術管理體系。其次配套廠家提供的統(tǒng)一格式的 0PC/DDE 等方式通訊的設備類型配置表。 標準、開放的接口協(xié)議 采用標準、開放的接口協(xié)議，各系統(tǒng)互聯(lián)基于以太網(wǎng)，采用標準、開放的協(xié)議如 OPC、 NetDDE、 MPEG4 等協(xié)議。它既可存取本地 DDE 服務器數(shù)據(jù)，又可存取分布在網(wǎng)上其它節(jié)點的 DDE 服務器，它比 OPC 在速度和安全性方面要遜色。在其上開發(fā)出的應用程序功能強大，可移植性強，可以運行在各種平臺之上，可以輕松實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)連接。 系統(tǒng)圖 全礦井自動化系統(tǒng)圖：該系統(tǒng)圖中可以快捷查看某設備的開停統(tǒng)計、 故障統(tǒng)計，設備固有參