【導(dǎo)讀】山西柳林聯(lián)盛龍門塔煤業(yè)有限公司。安全生產(chǎn)調(diào)度指揮中心

　　

【正文】 動態(tài)圖形供用戶瀏覽。 3）數(shù)據(jù)系統(tǒng)分級管理 設(shè)定不同權(quán)限，實現(xiàn)安全監(jiān)測信息、設(shè)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(jìn)入不同的系統(tǒng)需要設(shè)置不同的訪問權(quán)限。 4）實時報警故障記錄 網(wǎng)絡(luò)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(guān)報警、系統(tǒng)在線設(shè)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(jìn)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(kuò)展功能 網(wǎng)絡(luò)平臺采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口采集各監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，保證采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。接口數(shù)據(jù)具有實時性與可擴(kuò)展性，可滿足實時數(shù)據(jù)的要求。當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)有增、減等變動時，應(yīng)自動反映到系統(tǒng)中。同時，將各監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)級處理后，作為上一級信息網(wǎng)的信息源。選用計算機(jī)和系統(tǒng)軟件留有備用容量和接口，可以很方便地進(jìn)行擴(kuò)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(qiáng)、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(fù)，支持?jǐn)?shù)據(jù)備份，保證系統(tǒng)安全可靠。網(wǎng)頁的訪問必須通過口令，沒有授權(quán)的用戶不能查看網(wǎng)頁。通過對網(wǎng)絡(luò)加設(shè)路由器及防火墻，安裝網(wǎng)絡(luò)版防病毒軟件，具有網(wǎng)絡(luò)冗余、備份數(shù)據(jù)機(jī)制，最大可能的實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)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(dāng)日、當(dāng)前的報警故障個數(shù)，并可點擊查看相應(yīng)詳細(xì)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?nèi)魏蜗到y(tǒng)中設(shè)備的開停情況，如開時間、次數(shù)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(wǎng)絡(luò)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(shè)備的開停統(tǒng)計、故障統(tǒng)計，設(shè)備固有參數(shù)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(shù)據(jù)的曲線，在曲線的值坐標(biāo)上可以自定義刻度。 12）故障報警分析 當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障和報警的時候會自動彈出窗口或彈出報警條，根據(jù)用戶自定義的等級嚴(yán)重性排序，并提供聲光報警。依據(jù)其影響程度進(jìn)行分類、分級。類別包括：影響安全、影響生產(chǎn)、普通報警或故障；等級包括：一級、二級、三級。 結(jié)合現(xiàn)有的工業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，管理平臺可以調(diào)取報警地點的視頻圖像，并 通過計 19 算機(jī)語音提示，實現(xiàn)語音和視頻聯(lián)動報警。 子系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 龍門塔煤業(yè)安全調(diào)度信息指揮中心項目共包含 22個子系統(tǒng)接入，分別為：風(fēng)機(jī)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(jī)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(chǎn)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(shù)據(jù)信息不做修改并確保其真實性、實時性；調(diào)試及使用時均不影響原子系統(tǒng)的正常使用。子系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入后只做監(jiān)測，不做控制。 以上子系統(tǒng)進(jìn)行接入時， 郭家山 煤業(yè)協(xié)調(diào)確保滿足以下條件： 原子系統(tǒng)已經(jīng)建設(shè)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(yīng)的現(xiàn)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(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 《 OPC 協(xié)議規(guī)范》是一個國際化的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，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(wù)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(jìn)行系統(tǒng)集成； OPC 現(xiàn)已成為工業(yè)界系統(tǒng)互聯(lián)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(shù)據(jù)顯示和操作界面 我院自主研發(fā)的 OPC CLIENT 數(shù)據(jù)采集程序可以提供用戶自行配置模塊，可以實現(xiàn)實時采集各種子系統(tǒng)（子系統(tǒng)需具備 OPC 服務(wù)器程序）數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)按照特定的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)存儲到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器當(dāng)中。 圖 3 連接設(shè)置界面 OPC CLIENT 數(shù)據(jù)采集程序由 5個模塊組成分別為：數(shù)據(jù)接入模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊，保存模塊，管理模塊，遍歷模塊。 21 圖 4 映射設(shè)置界面 2）軟件協(xié)議數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 對于不支持 OPC 服務(wù)器的子系統(tǒng)，我們也開發(fā)了軟件協(xié)議數(shù)據(jù)采集程序，該程序針對子系統(tǒng)廠家制定的數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議，可以將子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)服務(wù)器當(dāng)中。 圖 5 軟件協(xié)議接入數(shù)據(jù)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(shù)據(jù) 采集與監(jiān)視控制 )。它是指一些數(shù)據(jù)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(gòu)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(yīng)用領(lǐng)域很廣，可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。組態(tài)軟件在國內(nèi)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(shè)定”、“設(shè)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(jī)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(jī)信號對自動化設(shè)備或過程進(jìn)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(fēng)機(jī)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(jī)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(chǎn)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(jié)構(gòu)、客戶端 /服務(wù)器模式 (Client/Server)與瀏覽器 /服務(wù)器 (Browser/Server)模式相結(jié)合的結(jié)構(gòu)。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下： 圖 7 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 本系統(tǒng)采用微軟的 . 框架，結(jié)合 AJAX 技術(shù)開發(fā)，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。后臺數(shù)據(jù)存儲采用微軟的 SQLServer2020 數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)存儲量大，安全可靠。界面采用人性化的設(shè)計，使顯示、報警、樣式等能夠方便靈活的自定義設(shè)置。另外本系統(tǒng)采用用戶的管理方式，每個用戶可根據(jù)自己的需求的不同，自定義自己的顯示內(nèi)容、報警內(nèi)容、界面樣式，使系統(tǒng)更具個性化。權(quán)限設(shè)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(quán)限，例如：可設(shè)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(jié)合起來，用戶可以方便 的處理報警數(shù)據(jù)，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(xiàn)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(shù)據(jù)以表格的方式提供給用戶，用戶以不同的權(quán)限登陸該系統(tǒng)，從而可以瀏覽不同子系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)通過圖形、曲線和報表等方式進(jìn)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(xué)習(xí)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(chǎn)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(xiàn)。 圖 9 報警信息 25 1）監(jiān)控數(shù)據(jù)的實時表格顯示 以表格的方式將子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)在瀏覽器中顯示出來，根據(jù)不同子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)特征，顯示方式也有所不同，能夠?qū)崿F(xiàn)自動、手動翻頁，顯示個性化設(shè)置等功能。 2）報警數(shù)據(jù)的實時表格顯示 根據(jù)子系統(tǒng)的要求，實現(xiàn)報警條件的設(shè)置、報警數(shù)據(jù)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(shè)置等功能。 3）報警數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)顯示 （ 4）系統(tǒng)設(shè)置 用戶以唯一的身份進(jìn)行系統(tǒng)登陸后，可以根據(jù)自己的使用習(xí)慣進(jìn)行個性化設(shè)置，包括頁面顏色、顯示風(fēng)格、字體大小、字體樣式和使用習(xí)慣等。 26 圖 11 權(quán)限設(shè)置 系統(tǒng)特點 1）統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫平臺 KJAutoRun 采用國際上最先進(jìn)的 SQL Server 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，無論子系統(tǒng)原來采用 何種數(shù)據(jù)存儲方式，我們的數(shù)據(jù)采集程序都會將所有子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一的存放到 SQL Server 數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，該數(shù)據(jù)庫中不僅僅存儲了海量的子系統(tǒng)定義和歷史數(shù)據(jù)，還包含了大量的凝結(jié)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(jīng)驗的重要總結(jié)，用戶可以通過自定義設(shè)置讓 KJAutoRun 自動執(zhí)行已定義預(yù)案，幫助用戶更好的完成生產(chǎn)及調(diào)度工作。 2)多種方式集成多種子系統(tǒng) 在煤礦安全生產(chǎn)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(lián)動性 由于 KJAutoRun 采用了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫平臺和組件式的開發(fā)方法，所以 KJAutoRun便具備了實現(xiàn)靈活聯(lián)動功能的條件。所謂聯(lián)動就是指當(dāng)整個系統(tǒng)中的某一個設(shè)備出現(xiàn)了某種狀態(tài)后，其他設(shè)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(yù)先設(shè)定好的，比如當(dāng)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(shè)置為“危險區(qū)域”等。 KJAutoRun 提供了整套的各子系統(tǒng)間的聯(lián)動預(yù)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(quán)限范圍，如不同的子系統(tǒng)訪問權(quán)限，不同的設(shè)備控制權(quán)限，不同的定義權(quán)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(jī)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(yīng)用了網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡系統(tǒng)，保證當(dāng)大量用戶訪問的時候不會影響數(shù)據(jù)的采集和系統(tǒng)的控制等 。 KJAutoRun 采用多 I/O 服務(wù)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(shù)據(jù)采集頻率，從而使整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析更加可靠。 平臺與應(yīng)用的安全機(jī)制 結(jié)合平臺的授權(quán)驗證功能，和系統(tǒng)框架的動態(tài)加載機(jī)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(jìn)行加載，并且根據(jù)權(quán)限驗證功能的判定結(jié)果進(jìn)行允許的操作和控制，如只讀、讀寫等分級分權(quán)功能。 系統(tǒng)會在應(yīng)用界面上顯示一般的用戶名，系統(tǒng)時間，操作權(quán)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(jù)人員權(quán)限加載。例如對于管理中心的值班長，通過授權(quán)驗證系統(tǒng)對其管理權(quán)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(fù)責(zé)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(jìn)行操作。 需接入的現(xiàn)有設(shè)備子系統(tǒng) 龍門塔煤業(yè)安全調(diào)度信息指揮中心項目共包含 19個子系統(tǒng)接入，分別為：風(fēng)機(jī)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(jī)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(chǎn)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(shù)據(jù)信息不做修改并確保其真實性、實時性；調(diào)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(shù)據(jù)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(yù)留有以太網(wǎng)接入接口和通訊方式，所有子系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行傳輸，不自成體系，避免重復(fù)布線和盲目建設(shè)。使用統(tǒng)一 的通訊協(xié)議（ MODBUS