金家渠煤礦安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用

邊 杰(神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)信息技術(shù)中心 寧夏 銀川 750004)

引言:現(xiàn)有煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控等信息化系統(tǒng)在實(shí)時(shí)監(jiān)控、安全生產(chǎn)、提高企業(yè)生產(chǎn)效率和設(shè)備利用效率上，起到了非常重要的作用。但也存在著軟件不兼容、數(shù)據(jù)無法及時(shí)、全面、有效共享等問題［1］。為此，金家渠煤礦利用異構(gòu)系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘分析技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及可視化分析等技術(shù)，設(shè)計(jì)、建設(shè)煤礦安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，涵蓋生產(chǎn)綜合監(jiān)控平臺(tái)軟件開發(fā)建設(shè)、監(jiān)測(cè)監(jiān)控類子系統(tǒng)接入、移動(dòng)終端APP應(yīng)用程序的開發(fā)和與平臺(tái)數(shù)據(jù)的對(duì)接集成與共享。

金家渠煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集全礦井安全、生產(chǎn)、管理及經(jīng)營(yíng)等多種數(shù)據(jù)，進(jìn)行綜合分析挖掘，提供報(bào)表、圖表、趨勢(shì)分析曲線等多種可視化展現(xiàn)方式，為領(lǐng)導(dǎo)層的決策分析提供依據(jù)，提高企業(yè)效率效益。

1 系統(tǒng)架構(gòu)與業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)

1．1系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)?；诜謱蛹軜?gòu)設(shè)計(jì)方法［2］，依據(jù)生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及金家渠煤礦的建設(shè)需要，系統(tǒng)建設(shè)分為三個(gè)層次和兩個(gè)系統(tǒng)。三個(gè)層次分別為設(shè)備接入層、過程控制層、信息處理分析層，兩個(gè)系統(tǒng)分別為制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行系統(tǒng)和分析決策報(bào)表系統(tǒng)。

設(shè)備接入層。根據(jù)金家渠煤礦底層子系統(tǒng)的建設(shè)情況及其他信息化系統(tǒng)的建設(shè)情況，設(shè)計(jì)接入13類子系統(tǒng)和4個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)硬件通過以太網(wǎng)通訊接口、軟件通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議(Profibus、Modbus、OPC等)與各子系統(tǒng)連接，為實(shí)現(xiàn)過程控制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保證。

過程控制層。實(shí)現(xiàn)過程控制類子系統(tǒng)13類28個(gè)系統(tǒng)，根據(jù)各個(gè)子系統(tǒng)的工藝流程實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程一鍵手動(dòng)(自動(dòng))啟停設(shè)備，針對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行分級(jí)別預(yù)警、報(bào)警，實(shí)現(xiàn)相關(guān)系統(tǒng)之間連鎖、聯(lián)動(dòng)功能。

信息處理分析層。建立綜合自動(dòng)化信息展示平臺(tái)，采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)［3］，針對(duì)不同的數(shù)據(jù)信息(安全、生產(chǎn)、管理、成本、監(jiān)測(cè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等)進(jìn)行綜合分析，為煤礦決策者有效實(shí)施管理和制定計(jì)劃提供依據(jù)。

生產(chǎn)過程執(zhí)行系統(tǒng)，即面向制造企業(yè)執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)［4］?？梢詾槠髽I(yè)提供包括設(shè)備運(yùn)行管理、生產(chǎn)數(shù)量管理、作業(yè)績(jī)效管理、生產(chǎn)能耗管理、調(diào)度臺(tái)賬、維修管理、移動(dòng)互聯(lián)、系統(tǒng)集成、基礎(chǔ)模型等管理模塊，為企業(yè)打造一個(gè)扎實(shí)、可靠、全面、可行的制造協(xié)同管理平臺(tái)。

分析決策報(bào)表系統(tǒng)。類Excel設(shè)計(jì)風(fēng)格，使用者可以非常方便的對(duì)報(bào)表進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和修改，降低學(xué)習(xí)成本。系統(tǒng)可以進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)，本地設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程發(fā)布模板，以及直接對(duì)服務(wù)器報(bào)表文件編輯更改，實(shí)現(xiàn)多部門、多人員協(xié)同工作。

1．2系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)。系統(tǒng)通過底層數(shù)據(jù)采集驅(qū)動(dòng)程序和通訊中間件，將綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中各子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及異構(gòu)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，統(tǒng)一采集到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中，并存儲(chǔ)到歸檔服務(wù)器。同時(shí)將安全管理數(shù)據(jù)、現(xiàn)有供應(yīng)、運(yùn)銷、勞資等業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)中間件存儲(chǔ)到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中。

在由綜合分析執(zhí)行模塊進(jìn)行深入挖掘、整合、分析、評(píng)估基礎(chǔ)上，從而得到科學(xué)的可供領(lǐng)導(dǎo)決策的各類統(tǒng)計(jì)、評(píng)估數(shù)據(jù)。最后在統(tǒng)一的框架平臺(tái)上進(jìn)行表現(xiàn)，供調(diào)閱、查詢及打印，并通過Web服務(wù)向外發(fā)布并上傳至公司。對(duì)于綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的控制指令的發(fā)送可在平臺(tái)軟件上進(jìn)行操作，也可在操作員站上的綜合自動(dòng)化軟件上進(jìn)行。

2 系統(tǒng)功能構(gòu)成

系統(tǒng)在統(tǒng)一擴(kuò)展接口、統(tǒng)一編碼、統(tǒng)一安全管理和配置管理的基礎(chǔ)上，提供設(shè)備連接控制與數(shù)據(jù)獲取功能，并實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和控制設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，提供海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析，提供礦井一張圖、統(tǒng)一報(bào)表服務(wù)等控制與自動(dòng)化服務(wù)，同時(shí)借助移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，提供多終端訪問使用的功能。

3 系統(tǒng)應(yīng)用情況

目前，金家渠煤礦生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)集成接入綜采工作面監(jiān)控系統(tǒng)、提升機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、主運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)、運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)、輔助運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)、供配電監(jiān)控系統(tǒng)、主排水監(jiān)控系統(tǒng)、抗災(zāi)潛水監(jiān)控系統(tǒng)、礦井排水處理監(jiān)控系統(tǒng)、礦井通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、制冷降溫監(jiān)控系統(tǒng)、礦井空壓機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、鍋爐房監(jiān)控系統(tǒng)、安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)和無人值守?zé)舴康认到y(tǒng)。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，為全礦井安全生產(chǎn)提供了一個(gè)完整的信息化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了礦井生產(chǎn)調(diào)度的統(tǒng)一指揮與管理，同時(shí)為各類報(bào)警的有效預(yù)防、調(diào)度指揮、遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)控制管理、數(shù)據(jù)分析利用、多終端服務(wù)等提供了有力的支持。對(duì)礦井提高安全生產(chǎn)水平，提高安全生產(chǎn)效率，減少事故發(fā)生提供了有力保障，很好地促進(jìn)了金家渠煤礦安全高效生產(chǎn)。