【導讀】山西柳林聯盛龍門塔煤業(yè)有限公司。安全生產調度指揮中心

　　

【正文】 動態(tài)圖形供用戶瀏覽。 3）數據系統(tǒng)分級管理 設定不同權限，實現安全監(jiān)測信息、設備運行信息及其他安全信息的分類顯示。在不同的工作站，不同的操作人員，進入不同的系統(tǒng)需要設置不同的訪問權限。 4）實時報警故障記錄 網絡平臺為用戶提供各類監(jiān)測系統(tǒng)的實時報警信息包括超限報警、開關報警、系統(tǒng)在線設備的故障記錄。 5）完整的事件記錄 18 對所有涉及系統(tǒng)配置操作，對子系統(tǒng)實施控制的操作及一些重要的操作，系統(tǒng)都要進行完整的記錄，包括：操作時間 、操作者、操作碼及描述、節(jié)點名等。為系統(tǒng)的事故追查及重演提供重要的信息。 6）擴展功能 網絡平臺采用統(tǒng)一標準的數據接口采集各監(jiān)測系統(tǒng)的數據，保證采集數據的準確性。接口數據具有實時性與可擴展性，可滿足實時數據的要求。當監(jiān)測數據有增、減等變動時，應自動反映到系統(tǒng)中。同時，將各監(jiān)測系統(tǒng)的數據進行專業(yè)級處理后，作為上一級信息網的信息源。選用計算機和系統(tǒng)軟件留有備用容量和接口，可以很方便地進行擴展 ,以滿足將來全礦井的需要。 7）系統(tǒng)安全性 系統(tǒng)健壯、抗干擾能力強、容錯性好，要具有優(yōu)良的安全驗證體系，支持系統(tǒng)的安全 性恢復，支持數據備份，保證系統(tǒng)安全可靠。網頁的訪問必須通過口令，沒有授權的用戶不能查看網頁。通過對網絡加設路由器及防火墻，安裝網絡版防病毒軟件，具有網絡冗余、備份數據機制，最大可能的實現網絡及數據的安全性。 8）故障報警分析統(tǒng)計 系統(tǒng)自動統(tǒng)計出昨日、當日、當前的報警故障個數，并可點擊查看相應詳細信息，可以按子系統(tǒng)、類別、等級、日期段等條件查詢和統(tǒng)計歷史報警或故障信息。 9）綜合查詢 系統(tǒng)能夠查詢任何系統(tǒng)中設備的開停情況，如開時間、次數等，可查看累計量信息及統(tǒng)計圖表，還可查看整個系統(tǒng)的網絡故障信息可方便用戶管 理。 10）系統(tǒng)總圖 系統(tǒng)提供《全礦井自動化系統(tǒng)總圖》，從中要能夠快捷查看某設備的開停統(tǒng)計、故障統(tǒng)計，設備固有參數等信息的查詢。 11）歷史曲線 系統(tǒng)選擇日期查看某測點歷史數據的曲線，在曲線的值坐標上可以自定義刻度。 12）故障報警分析 當系統(tǒng)出現故障和報警的時候會自動彈出窗口或彈出報警條，根據用戶自定義的等級嚴重性排序，并提供聲光報警。依據其影響程度進行分類、分級。類別包括：影響安全、影響生產、普通報警或故障；等級包括：一級、二級、三級。 結合現有的工業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，管理平臺可以調取報警地點的視頻圖像，并 通過計 19 算機語音提示，實現語音和視頻聯動報警。 子系統(tǒng)數據采集系統(tǒng) 龍門塔煤業(yè)安全調度信息指揮中心項目共包含 22個子系統(tǒng)接入，分別為：風機在線監(jiān)測監(jiān)控、 35KV 變電所監(jiān)測控制、井下變電所監(jiān)測監(jiān)控、中央水泵房監(jiān)測監(jiān)控、運煤系統(tǒng)監(jiān)測（主皮帶、運輸大巷皮帶、矸石倉皮帶、順槽皮帶等七部皮帶）、絞車監(jiān)測、無極繩監(jiān)測、無極繩監(jiān)測、綜掘在線監(jiān)測、空壓機監(jiān)測、污水處理監(jiān)測（生活、礦井）、燈房超市監(jiān)測、人員監(jiān)測、產量監(jiān)測、安全監(jiān)控監(jiān)測、頂板壓力觀察監(jiān)測、支架壓力觀察監(jiān)測、高位水池水位觀察、猴車監(jiān)測、束管監(jiān)測、筒倉煤位 監(jiān)測、鍋爐監(jiān)測。子系統(tǒng)的接入對于原廠家子系統(tǒng)的監(jiān)控數據信息不做修改并確保其真實性、實時性；調試及使用時均不影響原子系統(tǒng)的正常使用。子系統(tǒng)數據接入后只做監(jiān)測，不做控制。 以上子系統(tǒng)進行接入時， 郭家山 煤業(yè)協(xié)調確保滿足以下條件： 原子系統(tǒng)已經建設完成，工作正常 ,運行穩(wěn)定，不存在故障，具備接入條件； 原子系統(tǒng)具備 OPC 通信接口； 溝通原系統(tǒng)廠家提供通訊協(xié)議和點表，并且提供相應的現場配合。 在 KJAutoRun 中，我們提供了多種的系統(tǒng)接入方式供子系統(tǒng)選擇，主要方式有如下兩種： 1)OPC 數據采集系統(tǒng) 《 OPC 協(xié)議規(guī)范》是一個國際化的工業(yè)標準，它采用 C/S 模式，對于子系統(tǒng)廠家，只需要子系統(tǒng)廠家能夠按照《 OPC 協(xié)議規(guī)范》提供完整的 OPC 服務器程序和接口說明文檔，系統(tǒng)集成方就可以將這個子系統(tǒng)進行系統(tǒng)集成； OPC 現已成為工業(yè)界系統(tǒng)互聯的缺省方案，用戶不再需要為通訊協(xié)議的難題而苦惱。 20 圖 2 數據顯示和操作界面 我院自主研發(fā)的 OPC CLIENT 數據采集程序可以提供用戶自行配置模塊，可以實現實時采集各種子系統(tǒng)（子系統(tǒng)需具備 OPC 服務器程序）數據，并將這些數據按照特定的數據庫結構存儲到數據中心服務器當中。 圖 3 連接設置界面 OPC CLIENT 數據采集程序由 5個模塊組成分別為：數據接入模塊，數據存儲模塊，保存模塊，管理模塊，遍歷模塊。 21 圖 4 映射設置界面 2）軟件協(xié)議數據采集系統(tǒng) 對于不支持 OPC 服務器的子系統(tǒng)，我們也開發(fā)了軟件協(xié)議數據采集程序，該程序針對子系統(tǒng)廠家制定的數據分發(fā)協(xié)議，可以將子系統(tǒng)的數據采集到數據服務器當中。 圖 5 軟件協(xié)議接入數據采集界面 組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng) 22 組態(tài)監(jiān)控軟件譯自英文 SCADA,即 Supervisory Control and Data Acquisition(數據 采集與監(jiān)視控制 )。它是指一些數據采集與過程控制的專用軟件。它們處在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。 組態(tài)軟件的應用領域很廣，可以應用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領域的數據采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領域。組態(tài)軟件在國內是一個約定俗成的概念，并沒有明確的定義，它可以理解為“組態(tài)式監(jiān)控軟件”。 “組態(tài) (Configure)”的含義是“配置”、“設定”、“設置”等意思，是指用戶通過類似“搭積木”的簡單方式來完成自己所需要的軟件功能，而不需要編寫計算機程序，也就是所謂的“組態(tài)”。它有時候也稱為“二次開發(fā)”，組態(tài)軟件就稱為“二次開發(fā)平臺”。 “監(jiān)控（ Supervisory Control）”，即“監(jiān)視和控制”，是指通過計算機信號對自動化設備或過程進行監(jiān)視、控制和管理。 我院采用的是 GE公司的 IFIX 作為組態(tài)開發(fā)工具，需要接入的子系統(tǒng)包括：風機在線監(jiān)測監(jiān)控、 35KV 變電所監(jiān)測控制、井下變電所監(jiān)測監(jiān)控、中央水泵房監(jiān)測監(jiān)控、運煤系統(tǒng)監(jiān)測（主皮帶、運輸大巷皮帶、矸石倉皮帶、順槽皮帶等七部皮帶）、絞車監(jiān)測、無極繩監(jiān)測、無極 繩監(jiān)測、綜掘在線監(jiān)測、空壓機監(jiān)測、污水處理監(jiān)測（生活、礦井）、燈房超市監(jiān)測、人員監(jiān)測、產量監(jiān)測、安全監(jiān)控監(jiān)測、頂板壓力觀察監(jiān)測、支架壓力觀察監(jiān)測、高位水池水位觀察、猴車監(jiān)測、束管監(jiān)測、筒倉煤位監(jiān)測、鍋爐監(jiān)測。 WEB 信息瀏覽與發(fā)布系統(tǒng) 圖 6 WEB 信息瀏覽與發(fā)布 23 整個系統(tǒng)采用基于 Intra/Inter 結構、客戶端 /服務器模式 (Client/Server)與瀏覽器 /服務器 (Browser/Server)模式相結合的結構。其網絡結構圖如下： 圖 7 系統(tǒng)結構圖 本系統(tǒng)采用微軟的 . 框架，結合 AJAX 技術開發(fā)，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。后臺數據存儲采用微軟的 SQLServer2020 數據庫，數據存儲量大，安全可靠。界面采用人性化的設計，使顯示、報警、樣式等能夠方便靈活的自定義設置。另外本系統(tǒng)采用用戶的管理方式，每個用戶可根據自己的需求的不同，自定義自己的顯示內容、報警內容、界面樣式，使系統(tǒng)更具個性化。權限設置，可把用戶分為高級管理者和普通管理者。高級的管理者具有更多的系統(tǒng)使用權限，例如：可設置每個用戶允許查看的煤礦，可發(fā)布公告信息等。 本系統(tǒng)另一個亮點是將監(jiān)測和管理結合起來，用戶可以方便 的處理報警數據，及時跟蹤每次報警信息，填寫報警原因及處理措施，將成為報警報表的一個重要組成部分另外它的一個好處就是不用安裝客戶端，只要用瀏覽器就可以方便快捷的實現所有的操作。還有就是允許大量的客戶端并發(fā)訪問。 該系統(tǒng)主要包含：實時顯示模塊、實時報警模塊、報表查詢模塊、曲線分析模塊、和用戶管理模塊等。 24 圖 8 WEB 報表與曲線查詢 WEB 信息發(fā)布系統(tǒng)是將綜合自動化部分的數據以表格的方式提供給用戶，用戶以不同的權限登陸該系統(tǒng)，從而可以瀏覽不同子系統(tǒng)的實時數據，并對這些數據通過圖形、曲線和報表等方式進行統(tǒng)計、分 析和查詢；用戶還可以通過 WEB 信息發(fā)布系統(tǒng)來學習和使用控制決策系統(tǒng)；用戶也是通過該系統(tǒng)全面了解煤礦的生產過程；子系統(tǒng)報警、故障記錄和事件日志等功能也是由該系統(tǒng)實現。 圖 9 報警信息 25 1）監(jiān)控數據的實時表格顯示 以表格的方式將子系統(tǒng)的數據在瀏覽器中顯示出來，根據不同子系統(tǒng)的數據特征，顯示方式也有所不同，能夠實現自動、手動翻頁，顯示個性化設置等功能。 2）報警數據的實時表格顯示 根據子系統(tǒng)的要求，實現報警條件的設置、報警數據的顯示和提示（聲音和顏色變化）以及報警過濾條件的個性化設置等功能。 3）報警數據的處 理 允許用戶自行輸入報警事件的解決方案，并可供未來查詢。 4）報表與曲線查詢 提供各集成子系統(tǒng)的報表和曲線查詢分析等功能。 5）信息發(fā)布功能 用于發(fā)布企業(yè)信息，通知通告，安全法規(guī)等信息。 圖 10 實時數據顯示 （ 4）系統(tǒng)設置 用戶以唯一的身份進行系統(tǒng)登陸后，可以根據自己的使用習慣進行個性化設置，包括頁面顏色、顯示風格、字體大小、字體樣式和使用習慣等。 26 圖 11 權限設置 系統(tǒng)特點 1）統(tǒng)一的數據庫平臺 KJAutoRun 采用國際上最先進的 SQL Server 數據庫系統(tǒng)，無論子系統(tǒng)原來采用 何種數據存儲方式，我們的數據采集程序都會將所有子系統(tǒng)的數據統(tǒng)一的存放到 SQL Server 數據庫當中，該數據庫中不僅僅存儲了海量的子系統(tǒng)定義和歷史數據，還包含了大量的凝結著眾多行業(yè)專家心血的“控制決策信息庫”，這個信息庫是對以往經驗的重要總結，用戶可以通過自定義設置讓 KJAutoRun 自動執(zhí)行已定義預案，幫助用戶更好的完成生產及調度工作。 2)多種方式集成多種子系統(tǒng) 在煤礦安全生產過程中，存在著各種各樣的子系統(tǒng)，每個系統(tǒng)都具有其各自的特點，通訊方式更是五花八門，所以在 KJAutoRun 中，我們提供了多種的系 統(tǒng)接入方式供子系統(tǒng)選擇，主要方式有如下幾種： 硬件接入方式： PLC 接入或分站接入； 軟件接入方式： OPC 接入或協(xié)議接入。 3）系統(tǒng)的聯動性 由于 KJAutoRun 采用了統(tǒng)一的數據庫平臺和組件式的開發(fā)方法，所以 KJAutoRun便具備了實現靈活聯動功能的條件。所謂聯動就是指當整個系統(tǒng)中的某一個設備出現了某種狀態(tài)后，其他設備或工作人員針對這種狀態(tài)發(fā)生后的必要動作或行為。這種動作或行為完全是預先設定好的，比如當井下某工作面的甲烷傳感器發(fā)生報警后，井下該區(qū)域的語音播報分站會自動通知該工作面的工作人員要立即撤離，同時 人員定位系統(tǒng)會自動 27 將該工作面區(qū)域設置為“危險區(qū)域”等。 KJAutoRun 提供了整套的各子系統(tǒng)間的聯動預案和定義方法供用戶選擇使用。 4）系統(tǒng)的安全性與可靠性 KJAutoRun 具有完善的用戶管理體系，每個用戶都擁有各自的權限范圍，如不同的子系統(tǒng)訪問權限，不同的設備控制權限，不同的定義權限等；同時針對用戶的操作建立用戶訪問日志，全面了解系統(tǒng)的使用情況。 KJAutoRun 支持雙機熱備份功能，保證系統(tǒng)不間斷的穩(wěn)定運行；同時 WEB 發(fā)布應用了網絡負載平衡系統(tǒng)，保證當大量用戶訪問的時候不會影響數據的采集和系統(tǒng)的控制等 。 KJAutoRun 采用多 I/O 服務器和 TCP/IP 訪問的處理方式，通過對子系統(tǒng)的分析，確定各子系統(tǒng)的通訊方式，最大限度的增加數據采集頻率，從而使整個系統(tǒng)的數據采集和數據分析更加可靠。 平臺與應用的安全機制 結合平臺的授權驗證功能，和系統(tǒng)框架的動態(tài)加載機制，在煤礦監(jiān)控人員登錄系統(tǒng)時，系統(tǒng)自動選擇可以操作和監(jiān)控的子模塊進行加載，并且根據權限驗證功能的判定結果進行允許的操作和控制，如只讀、讀寫等分級分權功能。 系統(tǒng)會在應用界面上顯示一般的用戶名，系統(tǒng)時間，操作權限等級等信息。 便于在使用過程中明確身份。在 煤礦中央監(jiān)控室中部署的監(jiān)控一體化指揮平臺提供所有的功能，可以根據人員權限加載。例如對于管理中心的值班長，通過授權驗證系統(tǒng)對其管理權限的分析，他所看到的監(jiān)控界面就包括全部的子系統(tǒng)。而對于一個專門負責電力系統(tǒng)監(jiān)控的普通管理人員，那么他登錄礦井綜合自動化集成系統(tǒng)后所看到的界面就將僅僅是電力監(jiān)控系統(tǒng)，而對于其他的子系統(tǒng)他將無法進行操作。 需接入的現有設備子系統(tǒng) 龍門塔煤業(yè)安全調度信息指揮中心項目共包含 19個子系統(tǒng)接入，分別為：風機在線監(jiān)測、 10KV 變電所監(jiān)測、井下變電所監(jiān)測、中央水泵房監(jiān)測、主井主皮帶監(jiān)測、井下皮帶 集控監(jiān)測、副井主絞車監(jiān)測、綜采監(jiān)測（ 9）、無極繩監(jiān)測、綜掘在線監(jiān)測（ 9）、空壓機監(jiān)測、污水處理監(jiān)測（生活、礦井）、燈房超市監(jiān)測、人員定位監(jiān)測、產量監(jiān)測、安全監(jiān)控監(jiān)測、頂板壓力監(jiān)測、支架壓力監(jiān)測、高位水池水位監(jiān)測。子系統(tǒng)的接入對于原廠家子系統(tǒng)的監(jiān)控數據信息不做修改并確保其真實性、實時性；調試及使用時 28 均不影響原子系統(tǒng)的正常使用。子系統(tǒng)數據接入后只做監(jiān)測，不做控制。 所有需接入子系統(tǒng)本身要全部預留有以太網接入接口和通訊方式，所有子系統(tǒng)通過工業(yè)以太網進行傳輸，不自成體系，避免重復布線和盲目建設。使用統(tǒng)一 的通訊協(xié)議（ MODBUS