【文章內(nèi)容簡介】 》 《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備本質(zhì)安全型電路和電氣設(shè) 備》 《煤礦通信、檢測、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)條件》 《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》（ JGJ/T 1692） 樂山物聯(lián)網(wǎng)智能化礦山綜合自動化系統(tǒng)技術(shù)方案 9 重慶梅安森科技股份有限公司編制 《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范》（ GB/T 503112020） 《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程驗收規(guī)范》（ GB/T 503122020） 《工業(yè)企業(yè)通訊設(shè)計規(guī)范》 GBJ4281 《工業(yè)企業(yè)通信接地設(shè)計規(guī)范》 GBJ11587 《 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn) (ISO)》 《 國際電氣電子工程師協(xié)會標(biāo)準(zhǔn) (IEEE)》 《 國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn) (IEC)》 《 供電電源標(biāo) 準(zhǔn) 》 (GB288782) 《 計算機(jī)場地技術(shù)要求 》 (GBJ45— 82) 《計算機(jī)場地技術(shù)條件》 (GB2887— 89) 《以太網(wǎng)通訊標(biāo)準(zhǔn)》 () 《建筑設(shè)計防火規(guī)范》 (GBJ1637) 《電氣設(shè)備用圖形符號》 (GB／ T5465－ 1996) 《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范》 (GBF23292) 《視聽、視頻和電視系統(tǒng)中設(shè)備互連的優(yōu)選配接值》 (GB/T158591995) 《煤礦綜合自動化系統(tǒng)招標(biāo)文件》 ZBZX2020045 其他國家、行業(yè)有關(guān)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。 六、系統(tǒng)運行環(huán) 境 地面中心站機(jī)房設(shè)備是保證系統(tǒng)地面中心站設(shè)備長期穩(wěn)定運行的首要條件，機(jī)房環(huán)境須符合國標(biāo) GB288783“計算機(jī)站場地技術(shù)” 的要求，對系統(tǒng)只要基本滿足要求即可。具體表現(xiàn)在動力、溫度、防塵、防靜電、防雷擊等方面。 A．動力供電： 電壓波動范圍 380V/220V177。 10%,頻率 50Hz177。 2%,波形失真率≤ 20%。 機(jī)房電源為雙電源自動切換穩(wěn)壓供電，第一級為交流穩(wěn)壓器供一臺 UPS及其它電器外設(shè)，第二級為 UPS，它的輸出供主控計算機(jī)， UPS電源供電至少 4小時以上。 機(jī)房應(yīng)設(shè)專用配電柜或配電箱，并提供雙路電源引入和 相關(guān)配電裝置。 UPS輸入和穩(wěn)壓器的輸入均由配電箱引出。 配備與地面中心站相兼容的電源插座，其接地應(yīng)符合國家規(guī)定的機(jī)電標(biāo)準(zhǔn)。（面對插座，右插孔為火線，左插孔為零線，上面插孔為地線）。 B．接地要求： 樂山物聯(lián)網(wǎng)智能化礦山綜合自動化系統(tǒng)技術(shù)方案 10 重慶梅安森科技股份有限公司編制 系統(tǒng)工作地，要求接地電阻≤ 4Ω，接動力源的輸出零線； 保護(hù)地要求接地電阻≤ 4Ω； 通訊屏蔽電源接地點，要求接地電阻≤ 。 C．恒濕恒溫要求： 機(jī)房內(nèi)的環(huán)境條件要求開機(jī)時，溫濕度為 A級，停機(jī)時溫濕度要求為 B 級。 D．防塵要求： 要求機(jī)房雙層門窗密封，無灰塵，達(dá)到 B級。 E．電磁場干擾： 采用防靜電地板 ，機(jī)房內(nèi)無線電干擾強(qiáng)度在（ ）時應(yīng)小于 12db， 磁場干擾強(qiáng)度不大于 800A/M。 F．機(jī)房通訊電話： 機(jī)房通訊電話應(yīng)設(shè)生產(chǎn)、行政電話各一門。生產(chǎn)電話為錄音電話，行政電話須加傳真機(jī)。 樂山物聯(lián)網(wǎng)智能化礦山綜合自動化系統(tǒng)技術(shù)方案 11 重慶梅安森科技股份有限公司編制 第二章 煤礦綜合自動化系統(tǒng) 一、建設(shè)總體思想 本工程作為礦井綜合生產(chǎn)自動化系統(tǒng)工程，建設(shè)內(nèi)容主要包括：礦井綜合生產(chǎn)自動化系統(tǒng)調(diào)度指揮中心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺建設(shè)（環(huán)網(wǎng)井下設(shè)備、環(huán)網(wǎng)地面設(shè)備）、調(diào)度指揮中心機(jī)房設(shè)備、調(diào)度監(jiān)控中心軟件平臺建設(shè)、礦井各生產(chǎn)子系統(tǒng)集成。 二、建設(shè)內(nèi)容 新建內(nèi)容： 調(diào)度指揮中心網(wǎng)絡(luò) 建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺建設(shè)（環(huán)網(wǎng)井下設(shè)備、環(huán)網(wǎng)地面設(shè)備）、 安全監(jiān)控、人員管理、風(fēng)機(jī)監(jiān)測、 調(diào)度指揮中心機(jī)房設(shè)備、調(diào)度監(jiān)控中心軟件平臺建設(shè)。 接入系統(tǒng)： 本次煤礦綜合自動化系統(tǒng)主要接入有、絞車提升系統(tǒng)等 4個子系統(tǒng)。 序號 系統(tǒng)名稱 本次完成內(nèi)容 備注 1 安全 監(jiān)控系統(tǒng) 接入 TCP/IP， RS485 2 風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測 接入 TCP/IP， RS485 3 井下作業(yè)人員管理系統(tǒng) 接入 TCP/IP， RS485 4 絞車提升系統(tǒng) 接入 TCP/IP， RS485 5 中心機(jī)房建設(shè) 新建 大屏、供電、防雷 6 水泵 房無人看守 新建 TCP/IP， RS485 7 工業(yè)視頻監(jiān)控 新建 TCP/IP， RS485 8 井下語音廣播 新建 TCP/IP， RS485 9 調(diào)度通訊 新建 TCP/IP， RS485 10 壓風(fēng)機(jī)房 預(yù)留 TCP/IP， RS485 11 地磅 預(yù)留 TCP/IP， RS485 樂山物聯(lián)網(wǎng)智能化礦山綜合自動化系統(tǒng)技術(shù)方案 12 重慶梅安森科技股份有限公司編制 四、總體設(shè)計 工程范圍 本工程的工作范圍包括礦井綜合自動化系統(tǒng)的設(shè)計、制造、供貨、運輸、調(diào)試、培訓(xùn)、試運行及質(zhì)保期維護(hù)。 1）總體負(fù)責(zé)整個綜合自動化工程的系統(tǒng)集成工作。 2）設(shè)計并構(gòu)建礦井綜合生產(chǎn)自動化控制中心 和井上下綜合生產(chǎn)自動化網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺建設(shè)。 3）設(shè)計并構(gòu)建礦井綜合生產(chǎn)自動化控制中心及構(gòu)建統(tǒng)一的軟件平臺，實現(xiàn)各子系統(tǒng)信息共享，系統(tǒng)的綜合自動化。 包括：中心機(jī)房建設(shè)、大屏幕建設(shè)、工業(yè)以太網(wǎng)建設(shè)、綜合軟件平臺建設(shè)、子系統(tǒng)接入、子系統(tǒng)建設(shè)等。 4）接入子系統(tǒng)：安全監(jiān)控、人員定位；新建子系統(tǒng)：視頻監(jiān)控、水泵房無人值守、電力監(jiān)控、皮帶集控、核子秤、工業(yè)視頻、通訊調(diào)動、壓風(fēng)機(jī)房、地磅系統(tǒng)、井下語音廣播、調(diào)動室大屏。 5）設(shè)計并構(gòu)建統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲體系，實現(xiàn)各子系統(tǒng)在統(tǒng)一平臺上進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。 6）整個網(wǎng)絡(luò)最少須有 20%的 擴(kuò)容能力。 7）應(yīng)提供全部圖紙及技術(shù)資料。 8）對用戶進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)。 9）售后服務(wù)。 10）全面實現(xiàn)本技術(shù)規(guī)格書所確定的全部綜合監(jiān)控功能。 煤礦綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 礦井綜合自動化控制系統(tǒng)是整個礦井信息“大腦”，它需要一個快速、安全、運行可靠的網(wǎng)絡(luò)平臺為大量的信息流動提供支撐，同時要有一個功能全面的安全生產(chǎn)信息應(yīng)用系統(tǒng)為礦井安全生產(chǎn)的科學(xué)調(diào)度提供決策支持。一套完整的綜合自動化控制系統(tǒng)包括資源管理層（信息層）、過程控制層、操作執(zhí)行層（設(shè)備層）。 礦井綜合自動化控制系統(tǒng)集成設(shè)計方案總體構(gòu)架見下圖： 樂山物聯(lián)網(wǎng)智能化礦山綜合自動化系統(tǒng)技術(shù)方案 13 重慶梅安森科技股份有限公司編制 資源管理層（信息層）： 其主要目的是利用操作執(zhí)行層（設(shè)備層）提供的大量生產(chǎn)信息使企業(yè)各個實體將能夠不受地域的限制進(jìn)行監(jiān)視與控制工廠局域網(wǎng)里的各種數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和整理，為相關(guān)的各種管理、經(jīng)營決策提供支持，實現(xiàn)管控一體化。目前，資源管理層（信息層）實現(xiàn)的途徑就是通過企業(yè)外部網(wǎng)（ Inter） 和企業(yè)內(nèi)部網(wǎng) 樂山物聯(lián)網(wǎng)智能化礦山綜合自動化系統(tǒng)技術(shù)方案 14 重慶梅安森科技股份有限公司編制 （ Intra）。由于涉及實際的生產(chǎn)過程，必須保證網(wǎng)絡(luò)安全，因此這一層還要采用防火墻、用戶身份認(rèn)證以及密鑰管理等安全技術(shù)。 過程控制層： 是采集服務(wù)器和各個子系統(tǒng)主機(jī)或控制器之間采用 OPC/DDE/FTP 待協(xié)議方式傳輸控制信息命令，相互握手的一個過程?？刂茖硬粌H僅是命令的傳輸，需要信號采集的歸類、邏輯判斷，完成各種控制、運行參數(shù)的監(jiān)測、報警和趨勢分析等功能，用戶就能隨時通過執(zhí)行工作站查詢網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)以及現(xiàn)場設(shè)備的工況，對生產(chǎn)過程進(jìn)行實時的遠(yuǎn)程監(jiān)控。賦予一定的權(quán)限后，還可以在線修改各種設(shè)備參數(shù)和運行參數(shù)。過程控制層通?？梢元毩⒐ぷ?，主控設(shè)備本身具有或通過擴(kuò)展接口可以接入到綜合自動化控制系統(tǒng)中，操作執(zhí)行層（設(shè)備層）的功能一般由計算機(jī)完成，還為實現(xiàn)先進(jìn)控制和遠(yuǎn)程操作優(yōu)化提供支撐環(huán)境。例如實時數(shù)據(jù)庫 、工藝流程監(jiān)控、先進(jìn)控制以及設(shè)備管理等就本項目而言過程控制層對應(yīng)這各子系統(tǒng)主機(jī)或控制器。 操作執(zhí)行層（設(shè)備層）： 是通過底層測控信息的實時傳遞從過程控制層中獲取數(shù)據(jù)，以它通過工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)或現(xiàn)場總線與過程控制層相連，完成這一層功能的關(guān)鍵技術(shù)是以太網(wǎng)與底層現(xiàn)場設(shè)備網(wǎng)絡(luò)間的接口，以及底層數(shù)據(jù)包的正確解釋和傳輸。操作執(zhí)行層（設(shè)備層）越來越趨向新的技術(shù)發(fā)展，采用以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口方式。 煤礦綜合自動化系統(tǒng)特點 礦井自動化監(jiān)控系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以 1000M工業(yè)以太網(wǎng)作為綜合 自動化的主干網(wǎng)絡(luò)，各個監(jiān)控自動化子系統(tǒng)通過 1000M工業(yè)交換機(jī)接入主干網(wǎng)絡(luò)，該方案可以解決就地控制存在的事故隱患，減少各設(shè)備之間相互脫節(jié)、無法充分發(fā)揮效率的缺點。系統(tǒng)由地面控制中心、現(xiàn)場分站、信息傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)通信接口設(shè)備組成，以實現(xiàn)先進(jìn)的、統(tǒng)一的自動化控制網(wǎng)絡(luò)平臺，使整個系統(tǒng)配置合理，信息共享，安全可靠，提高指揮效率和生產(chǎn)率。 采用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)后，解決了傳輸集成的問題。當(dāng)工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)下井后，各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息均匯集到環(huán)網(wǎng)中傳輸，每個子系統(tǒng)不再敷設(shè)一根井下到地面的傳輸線，結(jié)構(gòu)清晰，維護(hù)簡單。目前重慶梅安森科技 股份有限公司已具有系列產(chǎn)品，可以做到全礦井范圍內(nèi)的“三網(wǎng)合一”，即數(shù)據(jù)、語音、視頻的信息數(shù)字化后合在一條線路上傳輸。 用環(huán)網(wǎng)冗余技術(shù) 煤礦井下環(huán)境條件惡劣，尤其是信道的故障率最高，因此本設(shè)計方案采用光纖環(huán)網(wǎng)冗余技術(shù)，地面上要求高可靠性的自動化控制系統(tǒng)也通過環(huán)網(wǎng)接入到綜合自動化控制系統(tǒng)，大 樂山物聯(lián)網(wǎng)智能化礦山綜合自動化系統(tǒng)技術(shù)方案 15 重慶梅安森科技股份有限公司編制 大提高了礦井自動化系統(tǒng)的可靠性。 在物理上和邏輯上兼顧到傳輸信道、管控服務(wù)器、調(diào)度主機(jī)、供電電源的冗余，并且確保傳輸通路、數(shù)據(jù)服務(wù)、監(jiān)控工作站、供電電源的安全可靠。整個工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)其中某一段工作中的光纖線路被破壞 或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)生故障時，整個網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)快速自愈，并保證在 50ms 內(nèi)恢復(fù)正常的通訊。 本設(shè)計方案分別在網(wǎng)絡(luò)級和串口級提供了多種符合國際主流標(biāo)準(zhǔn)的接口方式，便于各種子系統(tǒng)的接入，實現(xiàn)最大限度的信息共享。它能夠集成不同廠家的硬件設(shè)備和軟件產(chǎn)品，實現(xiàn)各系統(tǒng)間互操作，并將各系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成。 采用 B/S模式設(shè)計三層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，便于及時、準(zhǔn)確地采集各個子系統(tǒng)的工況、生產(chǎn)和安全參數(shù)，方便管理層實時查詢、分析和決策。 應(yīng)用系統(tǒng)采用三層或多層架構(gòu)。遵循統(tǒng)一數(shù)據(jù)出口和統(tǒng)一數(shù)據(jù)入口的原 則，通過統(tǒng)一的一站式服務(wù)門戶對外給用戶提供閉環(huán)式服務(wù)和共享機(jī)制，對內(nèi)整合各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。通過對上層應(yīng)用服務(wù)的請求，調(diào)度下層業(yè)務(wù)邏輯及其相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的資源，完成以事件為驅(qū)動的工作流和數(shù)據(jù)流的運行。 按照“管控一體化”的要求，在經(jīng)營管理系統(tǒng)和自動化控制系統(tǒng)之間建立處理聯(lián)系，實現(xiàn)企業(yè)管理信息系統(tǒng)與工業(yè)控制現(xiàn)場的無縫連接。 以信息集成平臺為核心，將實時數(shù)據(jù)流在企業(yè)統(tǒng)一信息平臺上集成起來，同時，針對統(tǒng)一信息平臺開發(fā)各種綜合應(yīng)用，形成集成化、網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用。各種圖形、圖像、報表信 息都可以通過 Web的方式在任何一臺終端統(tǒng)一瀏覽，統(tǒng)一界面。 在集成化的數(shù)據(jù)管理中，數(shù)據(jù)一旦被輸入，在整個系統(tǒng)中都可以使用。這是因為所有的數(shù)據(jù)是在一個數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行管理的。這樣就大大提高了工作效率，降低了工程的實施難度。 充分考慮系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全性。系統(tǒng)應(yīng)具有較強(qiáng)的身份認(rèn)證、授權(quán)、加密等機(jī)制、完善全面的事件日志、數(shù)據(jù)備份和病毒防護(hù)功能。 核心交換設(shè)備冗余，設(shè)備引擎、電源冗余。服務(wù)器、磁盤陣列采用部件冗余和雙機(jī)熱備，保證數(shù)據(jù)的安全。采用防火墻、網(wǎng)閘、殺毒軟件對系統(tǒng)進(jìn)行全方位的保 護(hù)。 樂山物聯(lián)網(wǎng)智能化礦山綜合自動化系統(tǒng)技術(shù)方案 16 重慶梅安森科技股份有限公司編制 綜合自動化系統(tǒng)軟件 4 .1 技術(shù)選型 國內(nèi)的煤礦綜合自動化研究起源于 2020年，經(jīng)過 10年的高速發(fā)展，自動化軟件平臺也是百花齊放，逐漸形成兩大流派： 組態(tài)軟件： 采用現(xiàn)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的組態(tài)軟件，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的采集和無縫接入； 定制軟件： 通過采用組態(tài)軟件的原始圖例進(jìn)行定制開發(fā)，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的采集和無縫接入； 類別 特點 備注 組態(tài)軟件 組態(tài)軟件 集成平臺和待集成系統(tǒng)選用同一組態(tài)軟件可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫接入 在人機(jī)界面上，提供豐富、專業(yè)的圖形庫供用戶在制作工藝流程圖時使用 支持 微軟的 COM/DCOM組件技術(shù)和面向?qū)ο蠹夹g(shù) 軟件實時性、開放性、互連性及操作性要優(yōu)良，可通過 ODBC 技術(shù)共享實時數(shù)據(jù)庫，方便與其它系統(tǒng)共享數(shù)據(jù) 組態(tài)軟件主要將重點放在客戶端上，而在 WEB 瀏覽功能上比較弱化，進(jìn)行 WEB 發(fā)布，不支持顯示自定義曲線及報表，運行效