煤矿生产监控与调度信息系统集成及应用
摘要: 为了提升龙东矿的信息化水平,提高安全生产的效率和效益,对目前龙东煤矿信息化的现状进行简单分析后,借助于先进的信息技术,提出了实施龙东煤矿生产监控与调度信息集成系统的构想。论文首先给出了完整的软硬件设计框架和结构,继而介绍了集成系统的特点,最后给出社会效益和经济效益分析。
关键词: 信息化建设;生产监控;信息集成;安全生产
1.问题的提出
龙东煤矿在煤矿信息化建设中已经做出了一定的努力,井下许多生产设备已经处于监控之中,而且这些设备的监控信息也已经通过网络从井下传送到井上,在相关工控机上可以查看。但监控子系统之间,监控系统与生产管理以及与生产调试系统之间存在数字鸿沟,即信息互不相通,导致无法将管理与生产监测信息紧密结合起来。从系统集成的角度来看,煤矿生产、管理的自动化与信息化水平相对较低,特别是煤矿安全生产监测监控系统尚没有行业标准,各厂家都是自行制定传输协议和接口标准,各子系统之间不能互通和兼容,存在“信息孤岛”现象,信息资源难于共享,监测系统、控制系统和管理系统不能实现联动。
鉴于目前龙东煤矿的信息化的现状,要快速提高安全生产效率,提升企业形象,降低生产和管理成本,在龙东矿尽快实施生产监控与调度信息集成系统已迫在眉睫。
2.系统总体结构
龙东煤矿生产监控与调试信息集成系统由硬件系统和软件系统构成。
2.1硬件系统
整个硬件系统由办公自动化网和工业监控网络通过硬件防火墙把办公系统和生产监控和调度系统联系起来。办公系统局域网保持矿上原来局域网络结构不变。
工业监测监控局域网包括防火墙、热备双冗余千兆三层核心交换机、千兆二层接入交换机。工业监测监控网络中安置2台热备双冗余主服务器,进行数据存储、归档、处理及Web信息的发布。2台前置数据采集服务器用于采集下属子系统的数据信息,并将其传送到工业监测监控网络的主服务器上。
各已有工业监控子系统,通过相应交换机再通过光缆接入工业监控核心交换机。工控核心交换机与前置数据采集服务器及工业监测监控网络服务器相联,最后通过防火墙接入办公网络系统。
2.2软件系统
系统软件总体架构分三个层次:一是与井下设备监控子系统相关的底层软件系统接口,二是系统的数据中心(包括实时数据库和历史数据库)以及与之平行的信息交互交互系统,三是生产调度、管理与信息发布系统。
底层软件系统接口通过与各井下生产设备监控子系统的通信,获取相关设备运行状态,数据中心负责采集到的数据的集中存储,以便上层软件系统进行数据处理、查询和统计以及其它软件的信息共享。上层的生产调度、管理与信息发部系统的软件负责对数据中心数据的处理、分类、查询、计算,便于决策。除了与生产调度相关的信息处理外,同时上层软件系统还进行政工、公共信息、系统管理、后勤、安全等信息的处理与发布。
3. 系统特点
3.1系统网络采用星型树状拓扑结构,具有控制简单、方便扩展、容易维护和节省成本等优点。
3.2工业监测监控网络服务器采用双机热备的同时,每台服务器的硬盘之间又采用RAID-5技术对数据进行备份,防止数据丢失,确保数据的安全性。
3.3视频监视系统将传统的模拟信号传输改为数字化网络信号传输,并且将控制方式由C/S模式改为B/S方式,系统扩展能力强;维护费用低;可以录像保存,便于查询和检索;只要有网络并拥有相应的权限,通过浏览器就可以查看视频。
3.4客户端IE浏览器采用AJAX、CSS、DOM等技术,实现实时数据、状态异步更新,为用户提供了更好的视觉感觉。
3.5工业控制系统数据的采集和存储分别前置数据采集服务器和工业监测监控网络服务器来完成。前置数据采集服务器具有速度快的特点,负责各子系统数据的采集,并将采集到的数据组合打包发送给工业监测监控网络服务器;工业监测监控网络服务器具有容量大,速度快等特点,负责将接收到的子系统数据存储、网页发布等。这样将数据采集与存储发布独立执行,提高了整个系统的数据采集和传输速率,大大提高了工作效率。
3.6在不改变原有网络架构和子系统的前提下,本系统提供集中控制接口组件,由各自动化系统供应商配合开发控制接口功能,并植入原系统中,完成系统功能级的集成,节约了开发成本。
4. 系统效益分析
龙东煤矿往自投产22年来,矿党政坚持以人为本的管理思想和求真务实的工作作风,不断提高企业参与市场竞争的能力;合理开采布局,实现集中生产,大力推广应用新工艺新技术,为高产高效提供了有力保障。
我矿正着手开始实施煤矿监控与调度综合信息集成系统,以实现生产自动化实时信息、企业资源及管理信息之间的紧密集成,提高管理信息中有关生产数据的准确性、实时性。系统不仅具有现代化企业内部综合信息管理平台的功能,而且集成了安全生产所必须的业务处理。企业业务处理集中在一个平台上,实现信息的共享,提高办公效率及效益,降低企业运作成本。
该系统设计科学合理,具有人性化。系统操作方便快捷,运行稳定、安全、可靠,将大大提升了矿井自动化水平、管理水平和抗灾能力。
可以预料,系统实施将带来的社会效益主要体现在如下几个方面:
(1) 系统的远程实时监控及预警等功能提高了对故障的反应能力,从而确保系统整体的安全可靠运行,降低事故率,为企业的安全生产提供有力保障
(2) 企业员工素质的提高是系统实施的重大收获
(3) 系统实施促进企业管理创新与规范化、标准化、科学化
(4) 系统实施促进了企业技术进步
(5) 为其它煤矿的信息化做了很好的示范作用
系统实施运行后,将在提高生产效率、降低成本、降低事故率等方面有显著的成效,并节约大量资金。主要将体现在:
(1)由于系统的支持可实现井下系统的无人值守,每年将节省大量的人员工资。
(2)设备自动检测和监控机制杜绝了机器的空载运行时间,实现经济运行, 每年节约大量电费。
(3)降低事故率,被监控设备系统等故障时间大大减少,运行时间增加,年可多生产大量原煤,新增大量利税。
(4)井下机电设备严格按照系统中机电循环保养计划执行,大大降低了维修费用。
由此可见,信息集成系统的成功运行将为企业带来了显效的短期效益,同时也必将为企业带来长期的、持续效益。系统的实施将给企业带来了直接和间接经济效益,也使企业员工的素质有了提高,同时促进了企业技术进步、管理科学化,为煤矿企业的成功应用信息化技术起了示范带头作用,具有明显的社会效应。
5. 结束语
煤矿行业依然是劳动密集型产业,有关生产、管理的自动化与信息化水平相对较低。“信息孤岛”问题严重制约着煤矿行业信息技术应用整体效益的实现,特别是煤矿安全生产监测监控系统尚没有行业标准,各厂家都是自行制定传输协议和接口标准,各子系统之间不能互通和兼容,信息资源难于共享,监测系统和控制系统不能实现联动,这些都严重影响了系统作用的发挥。本文提出的根据现有系统状况实施的生产监控与调度信息集成系统有力地解决了煤矿这一“信息孤岛”现象,各个异构子系统通过一定接口方案统一到一个信息集成系统平台,有利用充分利用现有设备及其采集的数据,降低集成成本,提高信息交互能力、信息交换能力和信息共享能力,最终为煤矿效益服务,是非常经济而可行的方案。
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关键词: 信息化建设;生产监控;信息集成;安全生产
1.问题的提出
龙东煤矿在煤矿信息化建设中已经做出了一定的努力,井下许多生产设备已经处于监控之中,而且这些设备的监控信息也已经通过网络从井下传送到井上,在相关工控机上可以查看。但监控子系统之间,监控系统与生产管理以及与生产调试系统之间存在数字鸿沟,即信息互不相通,导致无法将管理与生产监测信息紧密结合起来。从系统集成的角度来看,煤矿生产、管理的自动化与信息化水平相对较低,特别是煤矿安全生产监测监控系统尚没有行业标准,各厂家都是自行制定传输协议和接口标准,各子系统之间不能互通和兼容,存在“信息孤岛”现象,信息资源难于共享,监测系统、控制系统和管理系统不能实现联动。
鉴于目前龙东煤矿的信息化的现状,要快速提高安全生产效率,提升企业形象,降低生产和管理成本,在龙东矿尽快实施生产监控与调度信息集成系统已迫在眉睫。
2.系统总体结构
龙东煤矿生产监控与调试信息集成系统由硬件系统和软件系统构成。
2.1硬件系统
整个硬件系统由办公自动化网和工业监控网络通过硬件防火墙把办公系统和生产监控和调度系统联系起来。办公系统局域网保持矿上原来局域网络结构不变。
工业监测监控局域网包括防火墙、热备双冗余千兆三层核心交换机、千兆二层接入交换机。工业监测监控网络中安置2台热备双冗余主服务器,进行数据存储、归档、处理及Web信息的发布。2台前置数据采集服务器用于采集下属子系统的数据信息,并将其传送到工业监测监控网络的主服务器上。
各已有工业监控子系统,通过相应交换机再通过光缆接入工业监控核心交换机。工控核心交换机与前置数据采集服务器及工业监测监控网络服务器相联,最后通过防火墙接入办公网络系统。
2.2软件系统
系统软件总体架构分三个层次:一是与井下设备监控子系统相关的底层软件系统接口,二是系统的数据中心(包括实时数据库和历史数据库)以及与之平行的信息交互交互系统,三是生产调度、管理与信息发布系统。
底层软件系统接口通过与各井下生产设备监控子系统的通信,获取相关设备运行状态,数据中心负责采集到的数据的集中存储,以便上层软件系统进行数据处理、查询和统计以及其它软件的信息共享。上层的生产调度、管理与信息发部系统的软件负责对数据中心数据的处理、分类、查询、计算,便于决策。除了与生产调度相关的信息处理外,同时上层软件系统还进行政工、公共信息、系统管理、后勤、安全等信息的处理与发布。
3. 系统特点
3.1系统网络采用星型树状拓扑结构,具有控制简单、方便扩展、容易维护和节省成本等优点。
3.2工业监测监控网络服务器采用双机热备的同时,每台服务器的硬盘之间又采用RAID-5技术对数据进行备份,防止数据丢失,确保数据的安全性。
3.3视频监视系统将传统的模拟信号传输改为数字化网络信号传输,并且将控制方式由C/S模式改为B/S方式,系统扩展能力强;维护费用低;可以录像保存,便于查询和检索;只要有网络并拥有相应的权限,通过浏览器就可以查看视频。
3.4客户端IE浏览器采用AJAX、CSS、DOM等技术,实现实时数据、状态异步更新,为用户提供了更好的视觉感觉。
3.5工业控制系统数据的采集和存储分别前置数据采集服务器和工业监测监控网络服务器来完成。前置数据采集服务器具有速度快的特点,负责各子系统数据的采集,并将采集到的数据组合打包发送给工业监测监控网络服务器;工业监测监控网络服务器具有容量大,速度快等特点,负责将接收到的子系统数据存储、网页发布等。这样将数据采集与存储发布独立执行,提高了整个系统的数据采集和传输速率,大大提高了工作效率。
3.6在不改变原有网络架构和子系统的前提下,本系统提供集中控制接口组件,由各自动化系统供应商配合开发控制接口功能,并植入原系统中,完成系统功能级的集成,节约了开发成本。
4. 系统效益分析
龙东煤矿往自投产22年来,矿党政坚持以人为本的管理思想和求真务实的工作作风,不断提高企业参与市场竞争的能力;合理开采布局,实现集中生产,大力推广应用新工艺新技术,为高产高效提供了有力保障。
我矿正着手开始实施煤矿监控与调度综合信息集成系统,以实现生产自动化实时信息、企业资源及管理信息之间的紧密集成,提高管理信息中有关生产数据的准确性、实时性。系统不仅具有现代化企业内部综合信息管理平台的功能,而且集成了安全生产所必须的业务处理。企业业务处理集中在一个平台上,实现信息的共享,提高办公效率及效益,降低企业运作成本。
该系统设计科学合理,具有人性化。系统操作方便快捷,运行稳定、安全、可靠,将大大提升了矿井自动化水平、管理水平和抗灾能力。
可以预料,系统实施将带来的社会效益主要体现在如下几个方面:
(1) 系统的远程实时监控及预警等功能提高了对故障的反应能力,从而确保系统整体的安全可靠运行,降低事故率,为企业的安全生产提供有力保障
(2) 企业员工素质的提高是系统实施的重大收获
(3) 系统实施促进企业管理创新与规范化、标准化、科学化
(4) 系统实施促进了企业技术进步
(5) 为其它煤矿的信息化做了很好的示范作用
系统实施运行后,将在提高生产效率、降低成本、降低事故率等方面有显著的成效,并节约大量资金。主要将体现在:
(1)由于系统的支持可实现井下系统的无人值守,每年将节省大量的人员工资。
(2)设备自动检测和监控机制杜绝了机器的空载运行时间,实现经济运行, 每年节约大量电费。
(3)降低事故率,被监控设备系统等故障时间大大减少,运行时间增加,年可多生产大量原煤,新增大量利税。
(4)井下机电设备严格按照系统中机电循环保养计划执行,大大降低了维修费用。
由此可见,信息集成系统的成功运行将为企业带来了显效的短期效益,同时也必将为企业带来长期的、持续效益。系统的实施将给企业带来了直接和间接经济效益,也使企业员工的素质有了提高,同时促进了企业技术进步、管理科学化,为煤矿企业的成功应用信息化技术起了示范带头作用,具有明显的社会效应。
5. 结束语
煤矿行业依然是劳动密集型产业,有关生产、管理的自动化与信息化水平相对较低。“信息孤岛”问题严重制约着煤矿行业信息技术应用整体效益的实现,特别是煤矿安全生产监测监控系统尚没有行业标准,各厂家都是自行制定传输协议和接口标准,各子系统之间不能互通和兼容,信息资源难于共享,监测系统和控制系统不能实现联动,这些都严重影响了系统作用的发挥。本文提出的根据现有系统状况实施的生产监控与调度信息集成系统有力地解决了煤矿这一“信息孤岛”现象,各个异构子系统通过一定接口方案统一到一个信息集成系统平台,有利用充分利用现有设备及其采集的数据,降低集成成本,提高信息交互能力、信息交换能力和信息共享能力,最终为煤矿效益服务,是非常经济而可行的方案。
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