煤矿安全生产系统监测解决方案

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，最后采用EVOC的EIP平台和利用现有的工业控制技术手段，总结出了一套低成本、高效益的煤矿安全生产监控解决方案，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。 关键词：煤矿 EIP 监控 组态 Summary：Aim at the draggly colliery security surveillance system . be short of enough surveillance instrument. Shenzhen EVOC Intelligent Technology Company Limited base on many successful cases, combine the advantage of configuration software, adopt the EIP platform of EVOC and industrial control technique, summarize a suit of low cost and high benefit colliery security production surveillance solution project, and succeed to use on some colliery company system, solve some safety problem of colliery. Key words :colliery EIP surveillance configuration 【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。做为控制、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）公司目前采用的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 数量 备注 1 ××自动化研究所 KJ95 3 均已具备联网条件，含三个矿 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 从上可以看出，目前在我国的煤炭安全监测行业中，有多家公司涉及这一行业，然而煤矿安全监控系统一直以来并没有统一的通信协议，系统各自处于封闭状态，系统间无法实现信息共享，很难实现全局或更高级别的联网，实现系统的实时监测和管理。 几乎各个系统自己有自己的协议标准，而且即使同一个厂家之间不同版本的产品协议也可能不一致，因此如果要实现系统的联网是极其困难的事。在一个矿务局不同的矿上采用的系统往往不尽相同，一般都存在着多种安全监控系统。 从我们掌握的情况看，各个系统的开放性也不一致，的可以往关系数据库存贮数据，有的是自己的数据系统，即使往关系数据库中存贮数据有的只存历史数据，有的同时存实时数据。甚至有的厂家为了自己系统的保密甚至对数据库加密。因此，如果要对所有的系统进行联网，必须要有足够的技术实力对数据解密。 而随着对煤矿安全生产的更高要求，各个煤矿系统的联网是必须的。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，从而实现整个系统的联网。 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，配置：IPC-8419/FSC-1713VNA/P4 2.4G/256M/80G等），祥捷II-P10S12（P3级别，配置：IPC-8419/FSC-1613VNA/P3 1.0G/128M/40G等） 2、 研祥一体化工作站和平板电脑：EWS-844E、PPC-1701 3、 研祥数据采集控制模块和板卡：ARK-2400系列模块和板卡 4、 研祥防火墙：IPC-8101/IPC-8116/IPC-8118 5、 数据服务器 6、 组态软件 7、 打印设备 8、 监控电视墙 【系统功能】 1、实时状态显示：通过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、安全监测、显示：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，系统平台开放，易升级，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】 利用研祥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。 参考文献：《煤矿安全规程及相关法规》，煤矿信号工、中国煤炭网、中国煤炭工业网 作者简介：梁茂海，男，出生于贵州，毕业于武汉理工大学自动化专业学士学位，毕业后一直从事于专业学习和研究，目前在研祥智能科技股份有限公司担任产品经理职务，一直致力于研祥EIP产品规划和方案设计工作。