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摘 要：本文介紹了在梅花井礦綜合自動化項目中，采用GE智能平台iFIX組態軟件，對10個子係統進行遠程監控。該軟件不僅響應速度快、兼容性好，而且具有故障報警分析功能，提高了設備的使用效能。
1 應用背景
神華寧夏煤業集團有限責任公司梅花井礦，是寧東鴛鴦湖礦區規劃建設的五對大型煤礦之一，年設計生產能力1200萬噸，服務年限77年。井田南北走向長11km，東西傾向寬6.5km，麵積為71.5km2。煤礦井田內含煤地層厚度299米，內賦存煤層22層，可采煤層17層，不可采煤層5層，地質儲量25億噸，可開采儲量12.3億噸，屬於低灰、低硫、低磷、高熱值的不粘結煤。
2、項目需求
為了將梅花井礦建成國內一流的安全高效數字化礦井，一期將先後建設10個子係統，包括采運監控係統、篩分破碎監控係統、井下主排水監控係統、井下水處理監控係統、通風機監控係統、地麵和井下供電監控係統、鍋爐房監控係統、副井提升機監控係統、汙水處理監控係統、製氮機監控係統。
這些子係統如果不進行綜合自動化的集成監控，將會處於相互獨立的狀態，信息不能互通，形成"信息孤島"現象，嚴重影響了生產力水平的提高，很難從係統工程的角度對礦山進行統一的自動化管理，難以有效的發揮自動化集成的最大效益[1]。因(yin)此(ci)把(ba)現(xian)有(you)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)子(zi)係(xi)統(tong)整(zheng)合(he)到(dao)一(yi)個(ge)統(tong)一(yi)的(de)綜(zong)合(he)自(zi)動(dong)化(hua)軟(ruan)件(jian)平(ping)台(tai)上(shang)，從(cong)而(er)提(ti)高(gao)機(ji)電(dian)設(she)備(bei)的(de)利(li)用(yong)效(xiao)率(lv)，提(ti)高(gao)安(an)全(quan)生(sheng)產(chan)管(guan)理(li)水(shui)平(ping)，已(yi)成(cheng)為(wei)梅(mei)花(hua)井(jing)礦(kuang)迫(po)在(zai)眉(mei)睫(jie)的(de)首(shou)要(yao)任(ren)務(wu)。
3 解決方案
3.1 產品介紹
GE智能平台在自動化領域有著數十年的曆史，一直是先進技術的領導者。GE智能平台的解決方案是一個開放的、模塊化的、易於升級的、完全的解決方案，可以很容易地與其它廠家的係統集成在一起並最大限度地保護係統已有的投資。而且有著多種靈活、可靠、安全的控製係統，以滿足現場的各種需要。
本項目采用GE 智能平台的Proficy iFIX Plus SCADA V4.0作為數據采集軟件，采用Proficy Historian V3.1作為實時數據庫軟件，采用Proficy Portal V2.6 作為數據可視化分析和WEB發布軟件，采用Proficy iFIX iClient Developer V4.0作為工程師站軟件，采用Proficy iFIX iClient Runtime V4.0作為操作員站軟件。GE Fanuc 的iFIX是世界領先的工業自動化軟件解決方案，能夠提供完善的生產過程可視化、數據采集和數據監控功能。通過iFIX可以精確地監視、控製生產過程，並能分析設備故障，提高設備效能，優化生產過程，對突發事件進行應急處理。
3.2係統結構
GE智能集成監控平台的核心是安裝在梅花井礦的兩台SCADA數據采集服務器，互為冗餘、rebei，zhengchanggongzuoshiliangtaifuwuqitongbugongzuo，dangqizhongyitaiguzhangshi，lingyitaikezidongjietigongzuo，buhuidiushishengchanshuju，baozhenglexitongdekekaoxing。lingwai，haizhuanmenshejile1台Historian歸檔服務器對曆史數據進行歸檔和分析處理，1台Portal服務器用於礦領導在辦公室可以通過WEB瀏覽器監視礦井的生產狀況。在2台工程師站上通過iClient開發版軟件可以統一對各個自動化子係統進行組態編程，並可兼做網管工作站。每個操作員站上安裝一套iClient運行版軟件，操作員站通過交換設備與SCADA數據采集服務器相聯，從而實現對10個子係統進行遠程監控。
3.3 實施方案
梅花井礦的采運係統由主井皮帶、給煤機、石門皮帶和兩個綜采工作麵運輸順槽皮帶組成。主井皮帶將煤流通過201皮帶運至篩分破碎車間，主井皮帶機采用變頻器控製，石門皮帶、綜采工作麵皮帶采用液力偶合器進行控製。在采區變電所設置一號防爆PLC控製分站，用於控製石門皮帶和給煤機，同時采集兩條順槽皮帶的閉鎖信息。在主井驅動機房設置二號防爆PLC控製分站，用於采集主井皮帶沿線保護及主皮帶變頻器信號，並進行控製。PLC控製分站通過MVI56-MCM通訊模塊與KTC101信息分站的RS485接口相聯，以MODBUS方式進行數據傳輸；通過SST-PFB-CLX通訊模塊與變頻器的RS485接口相聯，以PROFIBUS方式進行數據傳輸。一號和二號PLC控製分站均通過1756-ENBT以太網模塊與防爆千兆網絡交換機的RJ45口連接，接入千兆以太環網並以OPC方式與iFIX 的 SCADA采集服務器進行數據通訊，實現遠程監控。其它子係統的實施方案均與采運係統相似。
圖1 采用iFIX開發的綜合自動化主界麵圖
4 技術優勢
4.1響應速度快
每一台Proficy Historian服務器部能在不犧牲效能上采集100000個不同的數據點，要采集新增的點，隻要簡單的加一台服務器在應用裏即可。采集點的時間分辨率為ms級，采集速度Poll Time 為100ms，並利用負載平衡來提高係統性能。在數據源支持的地方，采集器也可被組態。在離線時采集的數據，即經由文本采集器的數據可有1ms的時間標記分辨率。Proficy Historian不(bu)但(dan)有(you)秒(miao)以(yi)下(xia)的(de)速(su)率(lv)，讓(rang)同(tong)時(shi)采(cai)集(ji)數(shu)以(yi)千(qian)計(ji)的(de)數(shu)據(ju)變(bian)為(wei)可(ke)能(neng)，而(er)且(qie)通(tong)過(guo)高(gao)效(xiao)率(lv)的(de)壓(ya)縮(suo)方(fang)式(shi)，儲(chu)存(cun)的(de)數(shu)據(ju)隻(zhi)占(zhan)據(ju)磁(ci)盤(pan)極(ji)小(xiao)的(de)空(kong)間(jian)。經(jing)由(you)每(mei)秒(miao)20000事件的儲存及取回速率，Proficy Historian在采集及儲存信息時均可獲取極佳的性能。
4.2 設備效能高
設備效能分析是建立在實時設備信號的基礎上，對設備維護和提高設備效能起著重要的作用。Proficy iFIX通過采集設備狀態、故障信號以及相關生產信息來對設備的故障原因、weizhidengjinxingfenleifenxi，bingtongguolishishujumoxingduishebeiqidaoyuguxingdeweihubangzhu，tongshiduishengchanpingguyeqidaozhongyaodezuoyong。shebeixiaonengfenxixitongdejutigongnengbaokuo：采集設備狀態數據，存儲數據到 Historian數據庫，進行長期分析；采集故障信號，建立故障表，根據信號分析歸類設備故障原因；對設備故障進行分析，建立設備性能評估；通過 Web方式發布設備分析報告並進行交互式查詢等。
4.3 兼容性能好
由於綜合自動化係統是整個梅花井數字化礦山[2]建設的一個重要部分，因此，GE智能PCS過程控製平台必須具有較好的兼容性。向下能與各個自動化控製子係統進行連接和數據交換，向上能建設MES生產執行平台與ERP綜合信息管理平台，最終形成數字化礦山的三層框架結構。
5 實施效果
梅花井礦綜合自動化係統於2008年下半年開始建設，係統運行穩定可靠，達到了監、管、控一體化的目標，成為高起點、高標準、高質量、高產高效現代化礦井的示範工程，並於2009年11月yue通tong過guo神shen華hua寧ning煤mei集ji團tuan的de工gong程cheng竣jun工gong驗yan收shou。目mu前qian，梅mei花hua井jing礦kuang已yi經jing成cheng為wei神shen寧ning集ji團tuan原yuan煤mei生sheng產chan的de三san大da主zhu力li礦kuang井jing之zhi一yi，為wei寧ning東dong其qi他ta項xiang目mu建jian設she立li項xiang探tan索suo出chu了le一yi條tiao成cheng功gong經jing驗yan，被bei譽yu為wei“塞上梅花第一井”。
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的軟件、硬件和技術服務以及嵌入式計算。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、國防和防禦，以及通訊等產業領域獲得持續的優勢。GE智能平台是一家總部設在美國弗吉尼亞州的夏洛茨維爾的全球性企業，是GE企業解決方案集團公司的一員。想獲取更多信息，請訪問：www.ge-ip.com。
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