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单侯煤矿企业综合自动化系统

单侯煤矿企业综合自动化系统

一,项目背景
       单侯矿井位于河北省张家口市蔚县涌泉庄乡境内,东西长4.6公里,南北长6.6公里,总面积约30余平方公里,煤种主要是低灰、中灰、低硫、低磷的长焰煤及少量的不粘结煤,发热量一般为28.89-29.31MJ/kg。据统计,地质储量为313.74Mt,可采储量为177.08Mt;设计生产能力为1.5Mt/a,服务年限为81.4a。它是开滦(集团)有限责任公司蔚州矿区总体规划建设的五对矿井之一,是蔚州矿区并入开滦(集团)后,由开滦自行建设的第一座大型现代化矿井,同时单侯矿井的建设也是河北省2004年确定的重点建设项目。
       单侯矿井筹建处成立于2003年10月,负责单侯矿井投产前的筹备、建设工作。经过半年的前期准备,2004年5月1日,单侯矿井建设工程正式开工,当年实现三井到底的奋斗目标,这在开滦建井史上是绝无仅有的,也达到了国内同类矿井建设的领先水平。
       煤矿企业综合自动化系统从根本上解决生产信息利用率低、改扩建工程难以实施的问题,信息的综合利用为企业的快速预警系统、快速应急体系、事故追踪系统的建立提供了基础,为煤矿安全生产提供了更强有力技术支持。
二,项目特点
1、数据隔离
       煤矿企业综合信息自动化系统主要由管理子网和生产子网组成。管理子网主要面向生产安全管理部门,通过管理子网的生产信息系统对煤矿企业安全生产进行快速追踪与分析。生产子网主要是生产控制系统的集中监控和系统调度。同时对生产信息的综合利用,建立快速安全生产应急体系,将企业安全生产作为首要目标。
       处于数据安全的考虑,两个子网之间的数据是单向的,管理子网对工业库的数据进行利用的时候不允许与生产子网的工业库发生直接的关系。因此此项目中采用数据库镜像功能来实现这种要求。两个子网中的工业库不在一个位置,通过镜像的方式,生产子网数据库的数据被备份到管理子网的工业库中去。这样保证了数据的单向流动,对生产控制管理不产生任何影响。
2、将不同的控制系统集成到一个平台
       在实际工程项目中,现场的各种控制系统常常由不同厂家的软件实现。不同厂家的软件在数据接口上的不同,生产信息的分散导致企业无法综合利用企业的信息资源。这正是企业通过一定时间的信息化建设却看不到投资回报的重要原因。

      作为生产过程控制系统的集成平台,生产监控层的工业数据库KingHistorian能够从SCADADCS、PLC、RTU、板卡、仪表、模块、OPC等多种软件、设备、协议获取数据。为应对复杂的通信环境,KingHistorian的数据采集系统针对慢速或断续的数据网络进行了特别的优化处理。


       工业数据库KingHistorian在此实现了将企业分散的信息资源集成到一个平台,对外提供通用的服务接口。作为生产执行系统的核心,它为企业的信息化的建设打下了坚实的基础。
       作为生产过程控制系统的集成平台,煤矿企业可以随着企业的发展,随时将新的系统连接到这个平台上。在企业扩建的过程中最大限度的利用起施工较早的控制系统,充分发挥新建控制系统的效能。
3、实现高效的过程数据存储
       在煤矿企业中,事故追踪系统与安全与警系统同等重要,但由于生产中的过程数据的庞大是关系型数据库无法处理的。
       为解决实际应用中数据库规模庞大的问题,KingHistorian提供对过程数据的无损和有损两种独立的压缩功能。无损压缩不仅能够以高压缩比对过程数据进行压缩,而且保证恢复后的数据与压缩前的数据完全一致。有损压缩采用业内通用的旋转门压缩算法,能够提供比无损压缩功能更高的压缩比。无论采用无损和有损哪一种压缩算法,数据库的规模都将比存储原始值更小,数据查询速度更快。在工业数据库KingHistorian帮助下,系统可在线存储长达数十年的生产数据,为企业的事故追踪提供可靠的法律依据。
4、具有高可靠性的系统架构
       作为整个煤矿综合信息自动化系统的核心,数据库系统和数据的高可靠性是整个企业信息化建设的关键。
       KingHistorian提供数据采集器冗余、数据采集器缓存、数据服务器冗余、数据服务器镜像、数据文件在线备份等功能。从数据采集、数据服务,到数据存储贯穿过程数据处理全过程的信息安全解决方案。


三,项目方案
       系统情况:系统主要包含的对象如下:中央泵房、东翼皮带、西翼皮带、通风机、井上分选系统、主井提升系统、付井提升系统、筛分系统、配煤装车系统、井下供电系统、井上供电系统、污水处理系统。


       单侯煤矿综合信息自动化系统采用4套工业数据库KingHistorian运用双冗余、双镜像结构构成生产、管理数据中心。强大的数据冗余系统和数据镜像处理,保证了系统安全稳定的运行,控制网内采用集控双击热备,专门工程师站对系统进行维护,系统在控制网外通过数据服务器的镜像进行数据发布,使得控制网和办公网完全隔离。当时系统设计规模10万点,现阶段运行15425点。
       为适应企业中不同工作的需要,KingHistorian提供丰富的数据可视化方式,包含工艺流程仿真画面、数据趋势曲线、报警信息统计、实时报表与周期报表等。所有数据可视化方式不仅能够以C/S模式在固定计算机上展示,也可以采用B/S模式实现信息的Web发布。
       在生产控制层,工作人员需要实时的了解到企业的生产运行情况,生产信息和视频数据量的庞大需要在这一层使用基于C/S技术的数据展示方式。
       在生产管理层,企业的管理者通常只关心企业的经济指标。为方便企业的管理者能够随时随地的了解到企业的运行情况,在这一层需要使用基于B/S的数据展示方式。
       基于工业数据库的安全预警与事故应急系统是帮助煤矿企业避免重大事故的有力保证。系统的实时计算能力在此显得尤为重要。
KingHistorian的实时决策支持系统能够以时间触发或变量触发的方式执行数学分析模型,实时的将过程数据转换为指导企业战略制定的重要信息。作为分布式系统的一个独立组件,实时决策支持系统可以安装在与数据服务器相同或不同的计算机上。其内置的行业函数库能够以快捷的方式为企业解决80%以上的常规计算分析工作。

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