研祥产品在煤矿安全生产监测系统解决方案

【摘要】
针对当前煤矿安全监测手段落后，缺乏足够的监督手段，研祥智能科技股份有限公司基于多套成功案例，结合组态软件的优势，总结出了一套低成本、高效益的解决方案，并成功应用于某煤矿公司，解决了当前煤矿安全生产中存在的问题。
【背景】
能源工业是我们国家经济发展的命脉所在，近年来，随着石油资源的紧张、石油价格的飚升，煤炭行业的重要性和不可替代性也日益凸现。但中国煤炭行业的安全生产形势却不容乐观，尤其是重、特大伤亡事故屡见报端，据不完全统计，2003年中国煤炭产量占世界产量的35％，可事故伤亡人数却占80％。在这些事故中，瓦斯爆炸又占绝大多数。这其中固然有很多因素，但各煤矿生产企业安全监测不完备、管理手段落后也是造成事故频发的重要原因之一。
随着国家对煤矿安全生产工作的日益重视，以及矿务局自身现代化管理的需求，煤矿安全监测系统越来越体现出其重要性。从技术和管理的角度出发，煤矿系统联网安全监测已是必然趋势。做为自动化业内领先的硬件供应商，研祥智能科技股份有限公司拥有安全监测系统成功的经验和成熟的案例，并结合组态软件，就以ⅹⅹ矿业(集团)公司的安全生产监控和信息化建设为例，对煤矿的安全生产监测系统进行分析。
【系统要求】
ⅹⅹ矿业(集团)公司安全生产监测系统是在生产、安全及管理方面的一个实时监控系统，对于煤矿的生产运行状况、安全水平、灾害预测预报具有重要的作用。为了加强集团公司对下辖各矿的安全生产管理，利用现有网络资源掌握各个下属煤矿的安全和生产情况，要求建立了一套安全生产监测信息系统，将各个下属煤矿的实时监测数据集成在公司调度室，形成公司一级的安全生产监控网络，各个下属煤矿又把所属的每个矿井的生产和安全数据集成在矿调度室，组建矿一级监控子网，使公司从上到下各个部门以及领导都可以随时掌握各个煤矿和矿井的生产状况和安全状况，并可以进行综合性动态分析，为领导决策提供依据，实现资源共享。
煤矿安全生产监测系统是个实时调度、指挥系统，通过本系统可以使管理层快速、及时、准确地获取生产相关数据，提高决策科学性，从而避免或减少因决策失误而造成的安全生产事故和经济损失。本系统通过集团公司以太网络将各矿远程监测监控信息传送到总部，并可以对各矿井监测监控信息进行分析汇总，为领导提供辅助决策功能。
【控制系统现状】
ⅹⅹ矿业(集团)公司共有6个煤矿需要进行联网监控，每个矿都有一套独立的监测系统在使用，但不是同一个厂家的产品。具体如下： 
序号 生产厂家 型号 型号 备注
1  ××自动化研究所  KJ95  3 均已具备联网条件，含五个矿 
2  ××煤矿安全仪器总厂  KJ75  1 尚不具备联网条件，一个矿 
3  ××××研究院  KJ90  1 尚不具备联网条件，一个矿 
4  美国霍尼韦尔公司  HIMASS  1 尚不具备联网条件，一个矿 
其中，无论是哪个厂家的设备和系统，在技术上都是支持联网和数据交换的，它们都提供第三方数据接口或标准通讯协议，如OPC、DDE等，这也意味着利用组态软件从各系统中采集数据进行联网、组态是完全可行的。
【系统建设方案】
本系统实施共分为三块：开发已有控制系统数据采集接口、组建实时数据库和用户组态三个部分。系统网络图和数据流图如下所示：
 
 
开发已有控制系统数据采集接口是整个系统建设的技术关键和技术难点，有些煤矿早期投用的控制、监测系统，由于当时技术水平限制，根本没有提供外接数据接口，这些系统连接起来比较困难，一般需要找原始厂家解决问题。90年代新上的控制系统一般都具有各种各样外接数据接口，利用工控组态软件提供的丰富数据外部接口协议、手段和标准，就可以完成开发已有控制系统数据采集接口的工作。
与已有控制系统建立通讯以后，按照整个煤矿安全生产监控系统建设的要求，组建实时数据库和用户工程组态，完成整个系统所要求达到的各项功能建立。
【系统主要产品配置】
1、 研祥工控计算机：祥锐II-P24D22（P4级别），祥捷II-P10S12（P3级别）
2、 一体化工作站和平板电脑：EWS-844E、PPC-1701
3、 数据采集控制模块和板卡：ARK-2400系列模块和板卡
4、 防火墙：IPC-8101服务器
5、 数据服务器
6、 组态软件
7、 打印设备
【系统功能】
1、实时显示：通过紫金桥组态软件实时显示各矿监测系统动态图形；
2、实时报警故障记录、逐级报警功能：保证各级领导实时掌握故障、报警信息；
3、各矿安全监测系统查询统计分析、历史监测信息曲线显示；
4、数据安全采集：通过数据采集接口安全地从各矿现有监测系统读取数据，并且保证数据传输的单向性；
5、采集数据组态化：通过工控组态软件的组态工具可以改变要采集的数据，从而使数据采集变得更加灵活；
6、提供关系数据库接口：通过工控组态软件的的关系数据库接模块可以将数据写入到关系数据库表中，为管理系统使用相关数据提供方便；
7、保存历史数据：工控组态软件可以保存和显示历史数据和记录；
8、数据处理及转发：工控组态软件能够对采集的数据进行处理,并将数据转发给数据请求者； 
9、IE浏览：通过在网页上建立超链接，使查询不同地点数据时更加灵活方便；
【系统特点】
1、开放性好：采用计算机平台，系统平台开发，更工控组态软件数据库提供了开放数据访问接口，可以实现数据库的二次开发；
2、良好安全性：所有的设计方案都充分考虑了系统的安全性，使用采集系统对监控系统的影响达到最小。设立数采计算机的方法使局域网与控制网相互隔离，从而避免局域内人为因素或计算病毒对监控系统的影响；
3、响应速度快：客户端访问实时数据库的速度低于1秒；
4、运行稳定：实时数据平台经过严格的测试和长期的运行考查具有良好的稳定性；
5、扩展性强：提供开放I/O接口规范，增强系统扩展性；
【结束语】
利用工控计算机与工控组态软件相互结合，可以实现煤矿安全生产实时调度监控，不仅解决了煤炭行业整体技术水平低、管理落后的局面，提高了行业的信息化管理水平，更重要的是可以实时监测各个矿井的安全状况，随时调度指挥生产，避免和减少安全事故的发生，因此煤矿安全生产监测系统的建设，对煤炭企业的安全生产、文明生产、科学生产具有重要的意义。