單侯煤礦企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)案例介紹

　　一，項(xiàng)目背景

　　單侯礦井位于河北省張家口市蔚縣涌泉莊鄉(xiāng)境內(nèi)，東西長(zhǎng)4.6公里，南北長(zhǎng)6.6公里，總面積約30余平方公里,煤種主要是低灰、中灰、低硫、低磷的長(zhǎng)焰煤及少量的不粘結(jié)煤，發(fā)熱量一般為28.89-29.31MJ/kg。據(jù)統(tǒng)計(jì)，地質(zhì)儲(chǔ)量為313.74Mt，可采儲(chǔ)量為177.08Mt;設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.5Mt/a，服務(wù)年限為81.4a。它是開(kāi)灤(集團(tuán))有限責(zé)任公司蔚州礦區(qū)總體規(guī)劃建設(shè)的五對(duì)礦井之一，是蔚州礦區(qū)并入開(kāi)灤(集團(tuán))后，由開(kāi)灤自行建設(shè)的第一座大型現(xiàn)代化礦井，同時(shí)單侯礦井的建設(shè)也是河北省2004年確定的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。

　　單侯礦井籌建處成立于2003年10月，負(fù)責(zé)單侯礦井投產(chǎn)前的籌備、建設(shè)工作。經(jīng)過(guò)半年的前期準(zhǔn)備，2004年5月1日，單侯礦井建設(shè)工程正式開(kāi)工，當(dāng)年實(shí)現(xiàn)三井到底的奮斗目標(biāo)，這在開(kāi)灤建井史上是絕無(wú)僅有的，也達(dá)到了國(guó)內(nèi)同類(lèi)礦井建設(shè)的領(lǐng)先水平。

　　煤礦企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)從根本上解決生產(chǎn)信息利用率低、改擴(kuò)建工程難以實(shí)施的問(wèn)題，信息的綜合利用為企業(yè)的快速預(yù)警系統(tǒng)、快速應(yīng)急體系、事故追蹤系統(tǒng)的建立提供了基礎(chǔ)，為煤礦安全生產(chǎn)提供了更強(qiáng)有力技術(shù)支持。

　　二，項(xiàng)目特點(diǎn)

　　1、數(shù)據(jù)隔離

　　煤礦企業(yè)綜合信息自動(dòng)化系統(tǒng)主要由管理子網(wǎng)和生產(chǎn)子網(wǎng)組成。管理子網(wǎng)主要面向生產(chǎn)安全管理部門(mén)，通過(guò)管理子網(wǎng)的生產(chǎn)信息系統(tǒng)對(duì)煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)進(jìn)行快速追蹤與分析。生產(chǎn)子網(wǎng)主要是生產(chǎn)控制系統(tǒng)的集中監(jiān)控和系統(tǒng)調(diào)度。同時(shí)對(duì)生產(chǎn)信息的綜合利用，建立快速安全生產(chǎn)應(yīng)急體系，將企業(yè)安全生產(chǎn)作為首要目標(biāo)。

　　處于數(shù)據(jù)安全的考慮，兩個(gè)子網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)是單向的，管理子網(wǎng)對(duì)工業(yè)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行利用的時(shí)候不允許與生產(chǎn)子網(wǎng)的工業(yè)庫(kù)發(fā)生直接的關(guān)系。因此此項(xiàng)目中采用數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像功能來(lái)實(shí)現(xiàn)這種要求。兩個(gè)子網(wǎng)中的工業(yè)庫(kù)不在一個(gè)位置，通過(guò)鏡像的方式，生產(chǎn)子網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)被備份到管理子網(wǎng)的工業(yè)庫(kù)中去。這樣保證了數(shù)據(jù)的單向流動(dòng)，對(duì)生產(chǎn)控制管理不產(chǎn)生任何影響。

　　2、將不同的控制系統(tǒng)集成到一個(gè)平臺(tái)

　　在實(shí)際工程項(xiàng)目中，現(xiàn)場(chǎng)的各種控制系統(tǒng)常常由不同廠家的軟件實(shí)現(xiàn)。不同廠家的軟件在數(shù)據(jù)接口上的不同，生產(chǎn)信息的分散導(dǎo)致企業(yè)無(wú)法綜合利用企業(yè)的信息資源。這正是企業(yè)通過(guò)一定時(shí)間的信息化建設(shè)卻看不到投資回報(bào)的重要原因。

　　作為生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)的集成平臺(tái)，生產(chǎn)監(jiān)控層的工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)KingHistorian能夠從SCADA、DCS、PLC、RTU、板卡、儀表、模塊、OPC等多種軟件、設(shè)備、協(xié)議獲取數(shù)據(jù)。為應(yīng)對(duì)復(fù)雜的通信環(huán)境，KingHistorian的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)針對(duì)慢速或斷續(xù)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了特別的優(yōu)化處理。

　　工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)KingHistorian在此實(shí)現(xiàn)了將企業(yè)分散的信息資源集成到一個(gè)平臺(tái)，對(duì)外提供通用的服務(wù)接口。作為生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的核心，它為企業(yè)的信息化的建設(shè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　作為生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)的集成平臺(tái)，煤礦企業(yè)可以隨著企業(yè)的發(fā)展，隨時(shí)將新的系統(tǒng)連接到這個(gè)平臺(tái)上。在企業(yè)擴(kuò)建的過(guò)程中最大限度的利用起施工較早的控制系統(tǒng)，充分發(fā)揮新建控制系統(tǒng)的效能。

　　3、實(shí)現(xiàn)高效的過(guò)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

　　在煤礦企業(yè)中，事故追蹤系統(tǒng)與安全與警系統(tǒng)同等重要，但由于生產(chǎn)中的過(guò)程數(shù)據(jù)的龐大是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)法處理的。

　　為解決實(shí)際應(yīng)用中數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)模龐大的問(wèn)題，KingHistorian提供對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)的無(wú)損和有損兩種獨(dú)立的壓縮功能。無(wú)損壓縮不僅能夠以高壓縮比對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，而且保證恢復(fù)后的數(shù)據(jù)與壓縮前的數(shù)據(jù)完全一致。有損壓縮采用業(yè)內(nèi)通用的旋轉(zhuǎn)門(mén)壓縮算法，能夠提供比無(wú)損壓縮功能更高的壓縮比。無(wú)論采用無(wú)損和有損哪一種壓縮算法，數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)模都將比存儲(chǔ)原始值更小，數(shù)據(jù)查詢(xún)速度更快。在工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)KingHistorian幫助下，系統(tǒng)可在線存儲(chǔ)長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，為企業(yè)的事故追蹤提供可靠的法律依據(jù)。

　　4、具有高可靠性的系統(tǒng)架構(gòu)

　　作為整個(gè)煤礦綜合信息自動(dòng)化系統(tǒng)的核心，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的高可靠性是整個(gè)企業(yè)信息化建設(shè)的關(guān)鍵。

　　KingHistorian提供數(shù)據(jù)采集器冗余、數(shù)據(jù)采集器緩存、數(shù)據(jù)服務(wù)器冗余、數(shù)據(jù)服務(wù)器鏡像、數(shù)據(jù)文件在線備份等功能。從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)服務(wù)，到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)貫穿過(guò)程數(shù)據(jù)處理全過(guò)程的信息安全解決方案。

　　三，項(xiàng)目方案

　　系統(tǒng)情況：系統(tǒng)主要包含的對(duì)象如下：中央泵房、東翼皮帶、西翼皮帶、通風(fēng)機(jī)、井上分選系統(tǒng)、主井提升系統(tǒng)、付井提升系統(tǒng)、篩分系統(tǒng)、配煤裝車(chē)系統(tǒng)、井下供電系統(tǒng)、井上供電系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)。

　　單侯煤礦綜合信息自動(dòng)化系統(tǒng)采用4套工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)KingHistorian運(yùn)用雙冗余、雙鏡像結(jié)構(gòu)構(gòu)成生產(chǎn)、管理數(shù)據(jù)中心。強(qiáng)大的數(shù)據(jù)冗余系統(tǒng)和數(shù)據(jù)鏡像處理，保證了系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，控制網(wǎng)內(nèi)采用集控雙擊熱備，專(zhuān)門(mén)工程師站對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，系統(tǒng)在控制網(wǎng)外通過(guò)數(shù)據(jù)服務(wù)器的鏡像進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)布，使得控制網(wǎng)和辦公網(wǎng)完全隔離。當(dāng)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模10萬(wàn)點(diǎn)，現(xiàn)階段運(yùn)行15425點(diǎn)。

　　為適應(yīng)企業(yè)中不同工作的需要，KingHistorian提供豐富的數(shù)據(jù)可視化方式，包含工藝流程仿真畫(huà)面、數(shù)據(jù)趨勢(shì)曲線、報(bào)警信息統(tǒng)計(jì)、實(shí)時(shí)報(bào)表與周期報(bào)表等。所有數(shù)據(jù)可視化方式不僅能夠以C/S模式在固定計(jì)算機(jī)上展示，也可以采用B/S模式實(shí)現(xiàn)信息的Web發(fā)布。

　　在生產(chǎn)控制層，工作人員需要實(shí)時(shí)的了解到企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行情況，生產(chǎn)信息和視頻數(shù)據(jù)量的龐大需要在這一層使用基于C/S技術(shù)的數(shù)據(jù)展示方式。

　　在生產(chǎn)管理層，企業(yè)的管理者通常只關(guān)心企業(yè)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。為方便企業(yè)的管理者能夠隨時(shí)隨地的了解到企業(yè)的運(yùn)行情況，在這一層需要使用基于B/S的數(shù)據(jù)展示方式。

　　基于工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)的安全預(yù)警與事故應(yīng)急系統(tǒng)是幫助煤礦企業(yè)避免重大事故的有力保證。系統(tǒng)的實(shí)時(shí)計(jì)算能力在此顯得尤為重要。

　　KingHistorian的實(shí)時(shí)決策支持系統(tǒng)能夠以時(shí)間觸發(fā)或變量觸發(fā)的方式執(zhí)行數(shù)學(xué)分析模型，實(shí)時(shí)的將過(guò)程數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為指導(dǎo)企業(yè)戰(zhàn)略制定的重要信息。作為分布式系統(tǒng)的一個(gè)獨(dú)立組件，實(shí)時(shí)決策支持系統(tǒng)可以安裝在與數(shù)據(jù)服務(wù)器相同或不同的計(jì)算機(jī)上。其內(nèi)置的行業(yè)函數(shù)庫(kù)能夠以快捷的方式為企業(yè)解決80%以上的常規(guī)計(jì)算分析工作。