矿井自动化和数字化平台技术研究报告.ppt

矿井自动化和数字化平台建设技术研究 一、概述 王楼煤矿属临矿集团重点煤矿，是临矿集团一座先进的现代化矿井。始建于2004年9月，2007年7月正式投产，全矿井自动化系统2007年5月开始安装，至2007年7月，自动化系统第一阶段建设完成，并开始投入使用。这也标志着整个矿山自动化建设的初期阶段圆满完成。 以信息化带动煤炭工业化，走新型工业化道路，建设新型现代化矿井，是二十一世纪煤炭企业提高矿井安全程度、实现高产高效、增强核心竞争力的必然途径，是煤炭科技发展的方向。王楼煤矿以“创建国内一流信息化矿井”为总目标，步入了信息化建设的轨道。 二、项目简述 王楼煤矿数字化矿山的建设是一个庞大的系统工程，该系统能够实现资源与开采环境数字化、技术装备智能化、生产过程控制可视化、信息传输网络化、生产管理与决策科学化。 王楼煤矿为临矿集团新建的现代化矿井，矿井综合自动化系统建设已初具规模，承载网络为井上下光纤工业以太网冗余环网，已接入安全生产监测系统、无线通信系统、矿井人员管理系统、工业电视及调度大屏幕指挥系统、井下皮带自动控制系统、主井提升自动化控制系统、副井提升自动化控制系统、井下泵房监测系统、矿灯考勤管理系统、地面原煤运输自动控制系统、35KV变电所自动控制系统、核子秤监测系统、主扇风机在线监测系统、压风机在线监测系统共14个子系统。 结合王楼煤矿的具体情况，从实用性和先进性的角度考虑，拟定王楼煤矿数字矿山的建设内容如下图所示： 数字化建设完成情况 建设方案从先进性、实用性和可操作性的目的出发给出了“数字化矿山”建设的基本概念、基本构架和最终目标。采用成熟的计算机软件系统，实现从矿山资源、开采方案优化、设计、生产计划与开采环境的数字化、模型化与可视化；采用先进传感器网络技术，实现矿山生产过程、设备、安全与开采环境监控等数据的自动采集、智能分析与可视化处理；采用工业以太网、PLC智能控制及视频监视系统，实现对矿井提升、运输、通风、排水等系统及设备的智能化集中监控。采用先进的生产管理系统，实现矿山生产人员与移动设备的定位、跟踪及生产过程智能化调度与控制，全面提升矿山的生产管理与决策的科学性。 （一）井上下光纤工业以太网冗余环网 井下工业以太环网是井下的信息高速公路，它具有易扩展、易升级、易维护、安全性能高等特点。建成了井下工业以太环网，矿井自动化控制系统就有了安全可靠的运行平台，我们的目标是，建设井下千兆工业以太环网，这也是我矿建设国内一流信息化矿井的基础和标志。 其中：硬件方面，该平台能够满足综合自动化系统与各现场单元硬件，以标准RS232/422/485接口进行信息传输，并以100M速率与以太网连接，符合标准协议的各子系统均可直接接入以太网。 软件方面，采用标准的软件接口规范和协议，如OPC、NETDDE等，实现按照统一的数据访问标准与不同厂商的软硬件产品进行通讯，无需另外为不同协议和标准的设备编制接口软件而投入资金。 （二）井下皮带运输自动化控制系统 系统特点：采用PLC控制技术，利用现场总线和交换机技术，将相关监测数据和控制信号传输至地面控制中心，实现井下皮带系统的自动控制和异地控制。 通过应用井下皮带自动化系统我们发现： （1）调度人员通过观看各煤仓煤位变化情况及时调度井下各采区皮带运输的连贯性，防止满仓、空仓。从而优化了皮带运输系统，提高了运输效率。 （2）在生产提升量大，皮带启动频繁的时候，地面调度人员能纵观井下各条皮带运输情况，及时与控制室联系控制开停各条皮带，保证皮带运输通畅。 （3）集控皮带安装了各种保护，当保护起作用时皮带将自动停止，地面调度人员能够直观的看到哪种保护起作用，并可及时通知维护人员赶赴现场维修。各项保护预防、制止了皮带事故的发生。 （4）井下每条皮带安装了视频监控，地面调度人员可以通过监控监视皮带运输情况，调度各皮带司机有效的控制皮带的开、停，降低运输成本。 （5）该系统能够浏览皮带运行的参数，能够显示操作记录、报警历史和实时记录，实现了皮带模拟量的历史趋势。 （四）安全监测系统 （1）系统能够实时显示井下各监测点内瓦斯、风速、CO、烟雾、温度、风机开停、风门开关、煤仓煤位、水仓液位等参数，独特的三级断电控制和超强异地交叉断电能力（中心站手控、分站程控和传感器就地控制）。 （2）系统显示画面采用文本、图形兼容方式，显示信息直观、生动，具有实时多屏显示功能。 （3）系统具有自检功能，可对分站、电源、传感器、电缆等设备进行诊断，能报警和记录并自动切断故障支路。有完善的多级口令保护功能。 （五）井下人员管理系统 在井下设监测分站，可以实现井下人员监测查询、安全保障、统计考勤、信息联网功能，有效地堵住各种管理上