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1、计算机应用软件论文计算机软件应用论文：综合自动化系统在耿村煤矿的应用摘要:介绍了综合自动化系统的组成、工作性能,并以义煤集团耿村煤矿为例阐述了系统的应用情况。实践证明,通过采用监控监测技术、视频技术、网络技术、数字信号传输技术、计算机多媒体技术等技术,实现了对煤矿机电运输装备的实时监测、监视和远程集控,保证了设备的安全可靠运转,取得了一定的经济效益。关键词:煤矿;综合自动化系统;远程监测 近几年来,PLC控制技术、变频器技术在煤矿机电装备系统中的普遍使用,为实现机电运输系统设备的远程集中控制创造了有利条件。耿村煤矿综合自
2、动化系统就是在这一背景下应运而生的,系统应用了当今国际、国内先进的监控监测技术、视频技术、网络技术、数字信号传输技术、计算机多媒体技术等技术,对煤矿井上下胶带运煤、通风、压风、排水、提升物料运输等系统的设备实行远程监测、指挥和集中控制,使耿村矿的综合自动化水平大大提高。1 系统结构耿村煤矿综合自动化系统的结构总体上划分为信息管理、控制与指挥、设备控制3部分。1·1 信息管理信息管理部分由Web服务器、数据服务器和个人计算机、工控以太网设备及相关软件通过基于TCP/IP的Ethernet组成,Ethernet贯穿于全矿的各管
3、理职能部门。核心交换机、地面井下交换机、服务器、操作员总站(工控机12台)、工程师站(工控机2台)、千兆防火墙、输入输出设备、不间断电源、打印机等硬件设备安装在地面指挥控制中心。主要对采集的各类数据信息进行处理,并根据需要发布指挥和控制命令信息。1·2 控制与指挥控制与指挥部分由PLC现场控制分站、现场操作员站、远程I/O分站、就地和中央控制站、信息层和控制层网关设备、控制总线等组成。主干网络全部采用单模光纤,主要用于实时I/O控制、数据采集和编程下载等。1·3 设备控制包括井下胶带、主斜井强力胶带、井上煤楼胶带、井下轨道
4、机车信息集中闭塞、地面压风机、主要通风机、井下架空人车、斜坡运输8个监控子系统以及其他子系统(安全监测、工业电视、电力监控、井下人员跟踪、井下移动通信、办公自动化等7个子系统)。现场安装的监控设备有地面SIPLUS控制器、井下KJD21型控制器、控制分站传感器、摄像仪等,主要用于对设备运行状态的实时监测和监视各种数据信息的采集、传输,并执行指控中心的命令,实现对设备的远程集中控制。2 工作性能 2·1 远程控制与3DVR指挥平台通过12套管控计算机,16套3D监控站和大屏幕实现全矿机电装备运行工况的监控与指挥。(1)各个集
5、控子系统的远程指挥控制软件能够融合相关子系统二次传感信息及内部状态机模型信息,对子系统的工作流进行远程判断及控制。(2)在3DVR实时引擎的支撑下,全景再现核心集控子系统的运行工况,并能通过色彩变化反映各个现场设备的内部诊断状态。利用自诊断模块提供的可靠参数驱动3D模型,实时全景显示子系统的运行状态及变化趋势。(3)集成相关设备的工业电视信号。(4)通过中央PLC控制器,实现对胶带运输、井下排水、井下斜坡绞车运输、副井提升、地面通风机和压风机、电力监控、架空人车等子系统的远程集中控制。2·2 井上/井下双环1000Mb/s
6、光纤工业以太网数字信息传输通道为工业以太网,主要性能为:(1)主干网络采用单模光纤传输,形成贯通井上下的光纤高速数据传输通道,可同时接入不同协议的数据,在数据传输平台中提供以太网和现场总线的传输链路,实现数据的网络化传输和交换。(2)整个网络具有自愈能力,并在500ms内恢复正常的通信,确保网络稳定可靠运行。2·3 本地单元/设备控制实现本地单元设备的运行控制和基本保护功能,显示本地控制状态信息。集中控制的单元设备本地控制器统一具有同步互锁控制、故障自诊断和运行控制等功能。在远程控制模式下,本地控制器接受中央控制器的集中调
7、度,在发生通信故障的情况下,能实现自治运行,在故障清除后能够和中央控制器实现信息同步。3 系统特点(1)中央PLC采用2套SiemensS7-400大型PLC组成硬件双冗余系统,确保在1套PLC系统发生故障的情况下不停机运行。(2)中央PLC和WinCC服务器连接在网络双环冗余的光纤环网上,具有极高的网络连接可靠性。(3)中央WinCC组态服务器硬件上采用双冗余结构,并在WinCC冗余服务模块的支持下形成冗余组态服务器,确保出现1台组态服务器失效时,系统能正常工作。(4)采用中央PLC实现远程控制的模式能解决病毒攻击导致的
8、全局失效问题,在核心交换机的支持下,还能较好地克服网络堵塞攻击带来的连接失效问题。4 应用实例结合耿村煤矿机电运输的实际情况共安装了8个集控子系统。4·1 胶带输送机集控子系统胶带输送机集控子系统分为主斜井强力胶带、地面煤楼胶带、东三区胶带、西二区胶带4个胶带监控单元。4·1·1 主斜井强力胶带集控单元
