煤矿综合自动化与信息化讲稿.ppt
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1、2023年年1月月6日日http:/煤矿综合自动化与煤矿综合自动化与信息化信息化中国中国矿业矿业大学大学 1.1.煤矿综合自动化、信息化现状概述煤矿综合自动化、信息化现状概述煤矿综合自动化、信息化现状概述煤矿综合自动化、信息化现状概述2.2.煤矿综合自动化建设模式与相关技术煤矿综合自动化建设模式与相关技术3.3.基于防爆工业以太环网的基于防爆工业以太环网的煤矿综合自动煤矿综合自动煤矿综合自动煤矿综合自动化及信息化化及信息化化及信息化化及信息化4.4.龙口矿业集团综合信息化建设示范工程龙口矿业集团综合信息化建设示范工程2023年1月6日http:/目目 录录(一)煤矿综合自动化、(一)煤矿综合自
2、动化、信息化现状概述信息化现状概述2023年1月6日http:/煤矿自动化与信息化发展现状(1)p 80年代:安全监测系统,如年代:安全监测系统,如KJ2、KJ4系统。系统。采用技术:单片机(主站呼叫分站)采用技术:单片机(主站呼叫分站)p 90年代:自动化技术应用于煤矿安全生产各个领年代:自动化技术应用于煤矿安全生产各个领域,如皮带、水泵、变电所、选煤厂等。域,如皮带、水泵、变电所、选煤厂等。采用技术:采用技术:单片机单片机 PLC 集中控制集中控制 DCS(分散控制分散控制)FCS(现场总线控制)(现场总线控制)2023年1月6日http:/p21世纪初(世纪初(2002年):以神东公司大
3、柳塔为代表年):以神东公司大柳塔为代表的矿井综合自动化装备。的矿井综合自动化装备。采用技术:网络化的现场工业总线采用技术:网络化的现场工业总线p 2004年以来:以龙口矿业集团公司北皂矿为代表年以来:以龙口矿业集团公司北皂矿为代表的基于防爆工业以太网的煤矿综合自动化与信息的基于防爆工业以太网的煤矿综合自动化与信息化系统。化系统。采用技术:工业以太网采用技术:工业以太网+现场总线现场总线煤矿自动化与信息化发展现状(2)(二)煤矿综合自动化建设模式(二)煤矿综合自动化建设模式与相关技术与相关技术2023年1月6日http:/n 缺乏统一的通信及信息交换标准缺乏统一的通信及信息交换标准 国国内内的的
4、安安全全生生产产监监测测监监控控系系统统多多为为封封闭闭系系统统,系系统统中中使使用用的的通通信信协协议议和和信信息息交交换换标标准准都都是是由由厂厂商商自自己己制制定定的的,严严格格保保密密,互互不不兼兼容容,与与其其它它系系统统联联网网很很困困难难,难难以以做做到到数数据据共共享享。网网络络结结构构和和通通信信模模式式多多样样,极极不不规规范范。每每种种系系统统都都需需要要建建立立自自己己的的通信网通信网络络,造成重复投,造成重复投资资,通信,通信资资源利用低下。源利用低下。n 网络数据传输交换速度慢网络数据传输交换速度慢 一一般般监监测测系系统统网网络络传传输输速速率率都都在在4800b
5、ps4800bps以以下下,现现场场总总线线的的传传输输速速率率都都在在12Mbps12Mbps以以下下,不不仅仅不不能能用用于于传传输输多多路路信信息息,甚甚至至原有系原有系统统的的扩扩容也很容也很难实现难实现。目前部分监测、控制单机系统存在的缺陷2023年1月6日http:/信息化:自动化基础上的信息化统一的信息传输平台统一的软件集成平台统一的技术管理平台自动化:网络环境下的自动化煤矿自动化与信息化发展目标煤矿自动化与信息化建设目标体系煤矿自动化与信息化煤矿自动化与信息化皮带自动化生产过程自动化生产过程自动化轨道自动化供电自动化采煤自动化排水自动化通风自动化提升自动化选煤自动化安全监控数字
6、化安全监控数字化企业管理信息化企业管理信息化信息管理集约化信息管理集约化预测综合化数据实时化预警智能化办公无纸化系统有机化商务电子化网络一体化手段现代化业务集中化网络支撑平台2023年1月6日http:/统一的信息传输平台1 1、工、工业业以太网以太网技技术术指指标标:百百/千兆千兆带宽带宽,以太网光、,以太网光、电电口,口,RS485RS485等串行接口等串行接口综综合接合接入,入,电电气气输输入入输输出口均出口均为为本安;本安;环环形冗余;形冗余;防爆型式防爆型式为为隔爆兼本安、本隔爆兼本安、本质质安全型;安全型;节节点点间间数据直接交数据直接交换换;具;具备备QoS(Quality of
7、 Service)QoS(Quality of Service)等网等网络络管理功能管理功能 应应用用单单位:位:龙龙口、开口、开滦滦、淮南、淮南、兖矿兖矿、宁煤、潞安等、宁煤、潞安等矿矿区使用区使用煤炭生产技术及装备政策导向目录煤炭生产技术及装备政策导向目录 (国家鼓励类(国家鼓励类 )2 2、GEPONGEPON网网络络:技技术术指指标标:千兆无源光网千兆无源光网络络,时时分制透明分制透明传输传输;环环形或双网冗余;形或双网冗余;防爆型式防爆型式为为本本质质安全型;安全型;节节点点间间数据直接交数据直接交换换;具;具备备QoS(Quality of Service)QoS(Quality
8、of Service)等网等网络络管理功能管理功能 应应用用单单位:位:平平顶顶山、淮北山、淮北矿矿区使用区使用3 3、MSTPMSTP网网络络:技技术术指指标标:百百/千兆千兆带宽带宽,时时分制透明分制透明传输传输,带宽带宽利用率高;利用率高;环环形冗余;形冗余;防爆型式防爆型式为为本本质质安全型;安全型;节节点点间间数据直接交数据直接交换换;具;具备备QoS(Quality of Service)QoS(Quality of Service)等网等网络络管理功能管理功能 应应用用单单位:位:淮北、淄博、晋城等淮北、淄博、晋城等矿矿井使用井使用信息传输平台比较:工工业业以太网以太网为现阶为现
9、阶段信息段信息传输传输网网络络主流主流产产品,用量最大。品,用量最大。兼容性好,支持几乎所有流行的网兼容性好,支持几乎所有流行的网络协议络协议。通通过过各种工各种工业级验证业级验证,可靠性好,广泛,可靠性好,广泛应应用于网用于网络络控制控制领领域。域。能能实现实现工工业业控制网控制网络络与企与企业业信息网信息网络络的无的无缝连缝连接,形成企接,形成企业级业级管控一体化的全开放网管控一体化的全开放网络络。技技术术已已经经非常成熟,支持以太网的非常成熟,支持以太网的软软硬件受到厂商的高度重硬件受到厂商的高度重视视和广泛支持,有多种和广泛支持,有多种软软件开件开发环发环境和硬件境和硬件设备设备供用供
10、用户选择户选择,如西,如西门门子、子、RockwellRockwell等等与与GEPONGEPON网网络络和和MSTPMSTP网网络络相比相比较较,工,工业业以太网具有以下特点:以太网具有以下特点:统一的软件集成平台要实现真正意义上的矿井信息化、管控一体化,需要组态软件保证可靠的数据采集和实时的发送控制命令。常用的组态软件有:西门子公司:西门子公司:WinCC 6.0WinCC 6.0 ,系统在集成西门子产品时具,系统在集成西门子产品时具有优势,兼容性较差;有优势,兼容性较差;WonderwareWonderware公司:公司:FactorySuiteA2FactorySuiteA2 ,系统采
11、用面向对,系统采用面向对像编程技术,功能强大,造价昂贵;像编程技术,功能强大,造价昂贵;美国通用电气(美国通用电气(GEGE):):IFix4.0IFix4.0,强大的过程数据库保,强大的过程数据库保证系统数据采集实时性,造价适中,证系统数据采集实时性,造价适中,iFixiFix是全球最领先的是全球最领先的HMI/SCADAHMI/SCADA自动化监控组态软件,已有超过自动化监控组态软件,已有超过300300,000000套以上的套以上的软件在全球运行。软件在全球运行。统一的软件集成平台指标l 信息的综合功能信息的综合功能 l WEB浏览功能浏览功能l 数据系统分级管理数据系统分级管理l 实时
12、报警故障记录实时报警故障记录l 完整的事件记录完整的事件记录 l故障报警分析统计故障报警分析统计 l综合查询综合查询 l全矿井自动化系统总图全矿井自动化系统总图 l煤流监测煤流监测 l历史曲线历史曲线 应用单位:淮南、兖矿、龙口等矿区使用淮南、兖矿、龙口等矿区使用统一的技术管理平台信息化体系主要由生信息化体系主要由生产过产过程自程自动动化、安全化、安全监监控数字化、企控数字化、企业业管管理信息化、信息管理集理信息化、信息管理集约约化化组组成。保成。保证证信息装信息装备备的安全运行是信的安全运行是信息管理机构、息管理机构、维护单维护单位和信息工作人位和信息工作人员员的首要任的首要任务务。信息管理
13、信息管理维护维护的主要任的主要任务务是:在建成国内一流信息化是:在建成国内一流信息化矿矿井的基井的基础础上,上,进进一步巩固信息化建一步巩固信息化建设设成果,全力推成果,全力推进应进应用工作,将信息用工作,将信息化化转转化化为为生生产产力,完成信息装力,完成信息装备应备应用目用目标标。信息装信息装备备具有全程全网、具有全程全网、联联合作合作业业、信息容量大、技、信息容量大、技术业务术业务范范围围广等特点,各广等特点,各单单位之位之间间必必须须分工明确、密切配合、服从分工明确、密切配合、服从领导领导、听从指听从指挥挥,努力做好本,努力做好本单单位信息装位信息装备备的管理和的管理和维护维护工作,确
14、保各工作,确保各信息系信息系统畅统畅通可靠。通可靠。自自动动化与信息化是一化与信息化是一项项关关联联各各专业专业的系的系统统工程,涉及机构工程,涉及机构设设置、置、生生产产流程、深流程、深层层次管理等方方面面的次管理等方方面面的问题问题,因此各,因此各单单位要位要坚坚持一持一把手把手亲亲自抓的原自抓的原则则。管控一体化。以煤炭生管控一体化。以煤炭生产过产过程控制系程控制系统为统为基基础础,运用,运用现现代化企代化企业业生生产产管理模式建立覆盖企管理模式建立覆盖企业业生生产产管理与基管理与基础础自自动动化的化的综综合系合系统统。(三)基于防爆工业以太环网的(三)基于防爆工业以太环网的煤矿综合自动
15、化及信息化煤矿综合自动化及信息化u现场总线技术现场总线技术 缺乏统一的通信及信息交换标准缺乏统一的通信及信息交换标准 标准太多,形同没有标准标准太多,形同没有标准 网络数据传输交换速度慢网络数据传输交换速度慢 实时性、可靠性实时性、可靠性u工业以太网技术工业以太网技术 应用广泛应用广泛 成本低廉成本低廉 通信速率高通信速率高 软硬件资源丰富软硬件资源丰富 可持续发展潜力大可持续发展潜力大 易于与易于与Internet连接,便于信息化建设连接,便于信息化建设 网络选型百兆网百兆网络络(100Mbps)千兆网千兆网络络(1000Mbps)技技术术方方面面优点技术上比较成熟,已经有具体应用,实现简单
16、,性能较为可靠。技术先进,有足够带宽,可以实现井下三网合一,便于井下包括图像在内各类信息的网上查询和点播。缺点不能提供足够带宽同时传输图像和话音信号,只能作为控制网络的综合传输平台。控制领域的应用较少,另外,实现三网合一需要涉及多个先进技术,其技术在地面的实现目前只能做到同缆不同芯,系统复杂,可靠性相对较差。价格方面价格方面价格较低,性价比高,一个大型矿井的建设费用约为100万元左右。价格偏高,整个系统实现所需的费用相当于百兆网络的2.5倍左右,即250万元左右(图像接口)。100M/1000M工业以太网比较1000M工业以太网设备比较厂厂 家家产产品参数品参数型号型号技技术术参数参数接口接口
17、类类型型电电源及功耗源及功耗网管网管功能功能传输传输距离距离自愈时间自愈时间罗罗杰康杰康RS900G两个千兆光口,8个10/100M电口24VDC,冗余输入,波动范围9V-36V基于WEB的网管,ROS网管,OPC90Km小于300ms安安创创N-TRON9000两个千兆光口,8个10/100M电口,可添加到24个百兆端口24VDC,冗余输入,波动范围19V-36V基于WEB的网管,OPC40Km小于300ms东东土土电电信信KIEN 3000-GI两个千兆光口,8个10/100M电口,可添加到24个百兆端口24VDC,冗余输入,可容忍波动范围15基于WEB的网管,集成网管40Km小于300m
18、s西西门门子子SCALANCE X-400两个千兆光口,12个10/100M电口,可添加到20个百兆电口和4个千兆光口24VDC,冗余输入,波动范围18V-32VSNMP和基于WEB的网管40Km小于300ms摩莎摩莎EDS-726两个千兆光口,8个10/100M电口,可添加到24个百兆端口24VDC,冗余输入,波动范围12V-45VSNMP和基于WEB的网管40Km小于300ms赫斯曼赫斯曼MICE RS两个千兆光口,8个10/100M电口,可添加百兆和千兆模块24VDC,冗余输入,波动范围18V-32VSNMP和基于WEB的网管,OPC50Km小于300ms系统结构图自动化与信息化集成内容
19、 1 1、安全、生产自动化实时信息集成、安全、生产自动化实时信息集成 2 2、办公应用系统集成、办公应用系统集成 矿井工业现场的图形图像、历史曲线、报警信息;显示矿井工业现场的图形图像、历史曲线、报警信息;显示工艺流程模拟图;显示相应设备开停状态、模拟动画;显示工艺流程模拟图;显示相应设备开停状态、模拟动画;显示相应模拟量数值等相应模拟量数值等 。包括:安全监测系统集成包括:安全监测系统集成 ,束管监测系统集成,主副井,束管监测系统集成,主副井提升系统集成,核子秤信息集成,灰分仪信息集成,皮带秤提升系统集成,核子秤信息集成,灰分仪信息集成,皮带秤信息集成信息集成 ,输变电信息集成,工业电视系统
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