文/李誠(chéng)誠(chéng)

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷革新，作為我國(guó)的傳統(tǒng)工業(yè)煤礦工業(yè)也不斷的發(fā)展進(jìn)步，越來越多的礦井發(fā)現(xiàn)自動(dòng)化和信息化改造對(duì)煤礦安全高效生產(chǎn)的好處，煤礦單機(jī)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)不斷建設(shè)，傳感器數(shù)據(jù)量幾何式增加。沒有做好統(tǒng)一規(guī)劃，盲目的建設(shè)，近年來不少煤礦暴漏出以下問題：

（1）人員、材料等資源浪費(fèi)，設(shè)備傳感器重復(fù)安裝，通信線路單獨(dú)敷設(shè)不能共用，各系統(tǒng)又配備專業(yè)崗位進(jìn)行管理維護(hù)，不僅造成了人力、財(cái)力的浪費(fèi)，還增加了各系統(tǒng)的維護(hù)量，進(jìn)而增加了煤礦安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。

（2）各獨(dú)立自動(dòng)化系統(tǒng)，各自設(shè)計(jì)功能，數(shù)據(jù)不互通，形成“信息孤島”，礦領(lǐng)導(dǎo)等綜合管理人員無法從整體上統(tǒng)一查看各系統(tǒng)運(yùn)行情況，無法對(duì)安全生產(chǎn)信息進(jìn)行及時(shí)有效的調(diào)度，不利于煤礦整體資源的調(diào)度，難以發(fā)揮自動(dòng)化、信息化改造的最大效益。

（3）各系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、通訊協(xié)議均不統(tǒng)一，無法為現(xiàn)在日益發(fā)展的工業(yè)大數(shù)據(jù)分析。

本文通過對(duì)煤礦系統(tǒng)集成平臺(tái)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，提出了關(guān)于礦井綜合集成平臺(tái)的建設(shè)規(guī)劃。

2 系統(tǒng)概述

基于IFIX5.8 組態(tài)軟件庫(kù)的強(qiáng)大功能，集成平臺(tái)具有各控制子系統(tǒng)無縫集成的能力，系統(tǒng)平臺(tái)要求盡量使用網(wǎng)絡(luò)通信，用于形成數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)化標(biāo)準(zhǔn)，提高系統(tǒng)的傳輸效率和穩(wěn)定性。系統(tǒng)支持安全監(jiān)控、人員管理、瓦斯監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控、配電監(jiān)測(cè)、機(jī)電設(shè)備監(jiān)測(cè)管理等各種子系統(tǒng)的軟件適配。系統(tǒng)架構(gòu)全開放，擴(kuò)展能力很強(qiáng)。每接入一個(gè)子系統(tǒng)模塊，只需要一個(gè)適配程序。

圖1：系統(tǒng)平臺(tái)拓?fù)浼軜?gòu)圖

3 系統(tǒng)架構(gòu)

整體網(wǎng)絡(luò)初步設(shè)計(jì)為2 臺(tái)信息層核心交換機(jī)、2 臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、2 臺(tái)管控服務(wù)器、1臺(tái)Web 服務(wù)器、6 臺(tái)工業(yè)控制電腦、1 臺(tái)工程師站、1 臺(tái)隔離網(wǎng)閘、1 臺(tái)防火墻。如圖1所示。

其中管控服務(wù)器安裝IFIX SCADA 功能軟件，用于采集和管理實(shí)時(shí)過程數(shù)據(jù)，雙擊熱備。Web 服務(wù)器安裝IFIX WEBSPACE 功能軟件，用于發(fā)布軟件平臺(tái)的數(shù)據(jù)到辦公網(wǎng)，發(fā)布方式為IE 網(wǎng)頁(yè)方式。操作員站安裝IFIX Client 功能軟件用于顯示組態(tài)界面。工程師站安裝IFIX Developer 功能軟件用于系統(tǒng)的后期修改維護(hù)。

4 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

4.1 實(shí)現(xiàn)與各子控系統(tǒng)的連接

通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)和OPC 數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)與礦井人員管理系統(tǒng)、安全監(jiān)控子系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)子系統(tǒng)、電力監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、礦壓監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、產(chǎn)量監(jiān)控子系統(tǒng)、礦用自動(dòng)防塵噴霧控制子系統(tǒng)、主通風(fēng)機(jī)監(jiān)控子系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)等的連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。

4.2 系統(tǒng)圖形

通過IFIX 的圖形編輯功能，可以繪制或轉(zhuǎn)換CAD 格式的礦井井下巷道圖，能把井下監(jiān)測(cè)設(shè)備以圖元的形式標(biāo)注到巷道圖上?？梢詫?shí)現(xiàn)隨時(shí)增加和刪除。并且可以把繪制好的圖形轉(zhuǎn)換為XML 格式，以供Web 訪問。

把所有系統(tǒng)所采集到的數(shù)據(jù)，通過模擬圖以圖形的形式表現(xiàn)出來。準(zhǔn)確的、真實(shí)的模擬出監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的情況?？梢园丫缕Ъ叵到y(tǒng)圖、鍋爐監(jiān)測(cè)系統(tǒng)圖、井下供電監(jiān)控系統(tǒng)圖、井下排水自動(dòng)控制系統(tǒng)圖、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)圖、安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)圖、井下人員定位系統(tǒng)圖等集成到一張圖上。各主要系統(tǒng)圖還支持子圖功能，圖形支持局部放大功能?？梢詫?shí)現(xiàn)報(bào)警的圖形跟蹤。

4.3 數(shù)據(jù)的處理

實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸以及和歷史數(shù)據(jù)的處理、顯示、記錄、打印。并且實(shí)現(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)相互數(shù)據(jù)的共享和處理。實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)以C/S 和B/S 模式的查詢和打印。支持歷史曲線的查詢和打印，故障報(bào)警分析統(tǒng)計(jì)，實(shí)時(shí)報(bào)警故障記錄，數(shù)據(jù)系統(tǒng)分級(jí)管理，事件記錄，安全認(rèn)證。

4.4 聯(lián)動(dòng)功能

通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)視頻電視系統(tǒng)與各個(gè)子系統(tǒng)的視頻聯(lián)動(dòng)功能。

5 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合煤礦的實(shí)際情況，結(jié)合組態(tài)軟件的功能，對(duì)系統(tǒng)集成平臺(tái)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。目前此平臺(tái)已經(jīng)在煤礦得到了良好的應(yīng)用，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。系統(tǒng)集成平臺(tái)是煤礦數(shù)據(jù)采集利用的第一步，是重要的基礎(chǔ)平臺(tái)，平臺(tái)的架構(gòu)與設(shè)計(jì)決定著智慧礦山建設(shè)工作的成敗。