集中監控、科學管理，實現安全高效生產——記霍寶幹河煤礦綜合信息化項目

　　山西光遠科技有限公司    範誌峰

    應用背景

    霍州煤電集團公司是山西省三大煤炭基地之一的晉中基地內一個大型骨幹煤礦，也是晉南最大的省屬國有重點煤炭企業。公司已有47年的發展曆史，前身霍州礦務局始建於1958年，2000年底改製為霍州煤電集團有限責任公司，2001年10月同西山煤電、汾西礦業等聯合組建山西焦煤集團公司，為山西焦煤集團公司的子公司。

    霍寶幹河煤礦是霍州煤電集團與寶山鋼鐵公司合作建設的一座大型現代化礦井，年設計生產能力210萬噸，2004年6月開工建設， 2008年8月1日正式投產。

    霍寶幹河煤礦是在國家已經把企業信息化建設列入十一五發展規劃，把企業信息建設提升到戰略高度；霍州煤電集團經過近十年的企業信息化建設，取得了一定的成效，企業充分認識到企業信息化建設是提高企業經營管理水平、提高安全生產水平、tigaoqiyeshengchanxiaolvheshichangjingzhenglidebiyaoshouduandebeijingxiatouzijianshede。kuangjingzaijianshechuqijiuduixinxihuajianshefanganjinxinglegongkaizhaobiaohejitihuishen

，liqiubahuobaoganhemeikuangjianchenggaoduxinxihuadexinxingshifankuangjing。

    客戶需求

    建立底層生產監控係統，實時了解供電設備
、皮帶、水泵
、提升設備、通風機
、壓風機以及生產環境（包括瓦斯、CO
、溫度等）情況。

    建立生產監控平台

，集成各個底層監控係統，方便用戶了解全礦底層生產設備工作情況
，工作環境測量指標；方便總調度員遠程控製供電開關、皮帶
、水泵的開停。

    建立煤礦安全生產調度係統
，包括實施生產監控和調度管理功能，方便礦領導實時了解全礦生產情況。

　　 解決方案

    根據霍寶幹河煤信息一體化項目方案，全礦信息網絡由管理信息網、服務器群子網
、調度指揮信息網、集中控製網和生產過程控製網絡組成。

    集中控製網與調度指揮信息網連接並采用控製網專用網閘進行物理隔離
，實現單向通信（或嚴格限製返回字節數的雙向通信），調度指揮信息網與管理信息網之間通過防火牆等硬件安全設備以及相應的管理手段實現有限製的互聯互通。

    為了確保可靠性與安全性，生產過程控製網采用光纖傳輸環網結構，要實現井下所有信息係統（數據
、語音
、視頻）的接入。所有安全生產監控自動化子係統均接入到光纖傳輸環網進行傳輸，主幹網（地麵至井下中央變電所）不再敷設電纜。

    調tiao度du指zhi揮hui控kong製zhi中zhong心xin既ji是shi礦kuang井jing的de生sheng產chan安an全quan指zhi揮hui中zhong心xin

，又you是shi整zheng個ge礦kuang井jing生sheng產chan係xi統tong的de控kong製zhi中zhong心xin。在zai礦kuang井jing調tiao度du指zhi揮hui中zhong心xin既ji能neng夠gou實shi時shi監jian測ce到dao整zheng個ge礦kuang井jing的de生sheng產chan和he安an全quan狀zhuang況kuang，又you能neng夠gou對dui礦kuang井jing主zhu要yao生sheng產chan係xi統tong實shi現xian遠yuan程cheng控kong製zhi。

    在管理信息網絡上實現控製網絡實時數據與管理數據的共享，使企業管理者能夠通過計算機網絡係統隨時掌握企業的生產、安全和管理信息。

　　 係統數據流

    在生產控製網絡（控製環網）使用GE 公司工業組態軟件Proficy HMI/SCADA–iFIX集成各底層生產監控係統，實現遠程監控功能
，以便總調度員和各專業調度員實施了解現場生產情況，控製生產設備、供電開關的開停。

    通過單向數據傳送程序，實時生產數據跨過網閘傳輸到Proficy Historian（iH），通過Proficy Realtime Information Portal集成到煤礦安全生產調度係統中展示給Web瀏覽用戶
，結合調度員錄入的調度管理數據，產生經營管理所需的分析報表

，為管理決策提供依據。

    係統數據流如下圖所示： 

    係統設計

    ·實時生產服務器

    實時生產服務器由兩台Windows 2003服務器安裝Proficy iFIX Plus SCADA Server軟件冗餘運行，完成從現場控製設備采集、存儲數據的工作。同時還運行數據單向傳輸程序
，跨網閘發送數據到信息網Proficy Historian（iH）數據庫中。

    ·實時監控終端

    各實時監控終端在Windows XP環境中安裝Proficy HMI/SCADA–iFIX iClient軟件負責開發各個子係統的所有功能

，動態顯示生產情況、設備狀態、生成報表，供各專業調度員查看、完成遠控功能。

    ·Proficy Historian（iH）服務器

    Proficy Historian（iH）服務器由兩台Windows 2003服務器安裝Proficy Historian（iH）軟件和Microsoft SQL Server 2005服務器組成集群，提供實時曆史數據接收
、存儲
、查詢功能。

    ·Proficy Realtime Information Portal服務器

    Proficy Portal服務器在Windows 2003環境中安裝Proficy Realtime Information Portal軟件負責開發、發布各個子係統的所有功能提供WEB訪問。

    ·煤礦安全生產調度係統服務器

    煤礦安全生產調度係統服務器在Windows 2003環境中配置IIS服務負責發布.net平台上開發的生產調度係統
，接收調度管理數據存儲於Microsoft SQL Server 2005數據庫中

，查詢生成報表，通過框架調用Proficy Portal實時監控頁麵
，供用戶實時了解現場生產情況。

    ·Microsoft SQL Server 2005服務器

    Microsoft SQL Server 2005服務器由兩台Windows 2003服務器安裝Microsoft SQL Server 2005軟件和Proficy Historian（iH）服務器組成集群，提供調度管理數據
、生產統計數據的存儲、查詢功能。

    係統功能

    對應於以上網絡結構
，幹河煤礦軟件項目集成後在全礦將形成兩套係統：煤礦安全生產監控係統 + 煤礦安全生產調度係統。

    煤礦安全生產監控係統是對底層生產監控係統的集成，運行於網閘之內的集中控製工業環網
，使用GE公司的工業控製軟件Proficy HMI/SCADA–iFIX實現。視頻

、數據同步監控
，既有利於用戶從數據視頻兩方麵掌握生產現場狀況，又有利於用戶實時了解生產控製指令的執行情況
、執行效果
；係統設計各部門分項控製和總調集中控製功能，總調度員通過礦井概貌了解全礦生產情況、全部報警信息、控製關鍵生產設備實施緊急調度
；各部門、各專業調度員通過各子係統了解本部門、本專業生產情況

，實施遠程調度。如下圖所示：

    煤礦安全生產調度係統包括實時生產監測係統(煤礦安全生產監控係統不含控製功能) + 煤礦生產調度管理係統，運行於管理信息網絡
、調度指揮信息網，使用Web構架
，不需要複雜的安裝配置即可方便應用。

    實時生產監測係統，使用GE公司的工業控製軟件Portal和定製開發的功能模塊實現，供礦領導、礦調度員實時了解全礦生產情況、根據生產情況下發調度命令，要求生產控製調度人員執行生產調度命令。

    煤礦生產調度管理係統包括生產計劃的製定、生產執行情況、安全事故的記錄查詢統計等功能。如下圖所示：

    係統特色

    ·信息集成

     數據視頻同步監控：安裝有攝像頭的子係統，可以實現視頻
、數據同步監控；總集成畫麵(全礦生產概貌)：畫麵直觀生動，數據高度集成，力求礦調人員看此監控圖即可了解全礦的生產狀況。如下圖所示：

    ·故障自診斷

    定義故障條件後，當故障發生時，總集成界麵(全礦生產概貌)和子係統監控界麵中同時直觀的顯示故障、報警信息。

    ·聯控

    定義聯控條件、liankongchangjinghou，dangfuheliankongtiaojianhou，tiaodudapingzidongqiehuandaozhidingchangjing，xianshizhidingneirong。youxiaobangzhukuangtiaorenyuanjishichulishengchanshigu，zhihuipaichuanquanyinhuan。

    ·調度指揮管理係統

    全麵整合生產調讀日常管理數據、礦井安全監控係統實時數據
、自動化設備運行實時數據
、工業視頻數據、事故處理記錄、人員考勤記錄等多種信息。涵蓋作業計劃製定、生產過程監控、日常調度指揮
、應急事件處理等煤礦生產調度相關的各項業務。為調度員提供一個桌麵辦公平台，輔助調度員全麵、迅速、準確地進行生產調度。

    實施結果

    在這個項目中

，應用了GE的Proficy軟件係統為幹河煤礦生產管理提供了實用
、高效的技術平台，實現了行業領先的信息化礦山。通過項目的實施
，為實現遠程監控、井下無人值守創造了有利的設備基礎；為管理人員提供了透明化的信息支撐
，使生產決策更加科學合理
；此套係統為把煤礦建設成安全、高效
、環保
、節能的現代企業做出了突出貢獻。

    關於GE智能平台

    GE智能平台是一個提供高新技術的企業，它為世界各地的用戶提供用於自動化控製和嵌入式領域的軟硬件產品、服務以及專業技術。我們為用戶提供一個獨特的、靈活的、超可靠的技術基礎

，使得他們在包括能源、水處理、消費品、國防以及通訊等領域，獲得持續的競爭優勢。GE智能平台總部設在美國弗吉尼亞州的夏洛茨維爾，是GE企業解決方案業務集團的一員。需獲取更多詳情，請訪問www.ge-ip.com。

    關於GE企業解決方案

    GE企業解決方案通過提供集成的解決方案幫助客戶提升生產力和收益，這些解決方案涵蓋了傳感器和無損檢測、安防和生命安全技術、電力係統保護和控製以及工廠自動化和Embedded計算係統。企業解決方案的高科技、高增長的業務包括傳感與檢測技術，安防，數字能源和智能平台。世界各地60多個國家的17000多名員工為客戶解決各種問題。