金家渠煤礦安全生產綜合監控系統建設及應用

邊 杰(神華寧夏煤業集團信息技術中心 寧夏 銀川 750004)

引言:現有煤礦監測監控等信息化系統在實時監控、安全生產、提高企業生產效率和設備利用效率上，起到了非常重要的作用。但也存在著軟件不兼容、數據無法及時、全面、有效共享等問題［1］。為此，金家渠煤礦利用異構系統數據集成技術、數據挖掘分析技術、移動互聯網技術及可視化分析等技術，設計、建設煤礦安全生產綜合監控系統平臺，涵蓋生產綜合監控平臺軟件開發建設、監測監控類子系統接入、移動終端APP應用程序的開發和與平臺數據的對接集成與共享。

金家渠煤礦綜合監控系統實時采集全礦井安全、生產、管理及經營等多種數據，進行綜合分析挖掘，提供報表、圖表、趨勢分析曲線等多種可視化展現方式，為領導層的決策分析提供依據，提高企業效率效益。

1 系統架構與業務流程設計

1．1系統架構設計。基于分層架構設計方法［2］，依據生產綜合監控系統的結構特點及金家渠煤礦的建設需要，系統建設分為三個層次和兩個系統。三個層次分別為設備接入層、過程控制層、信息處理分析層，兩個系統分別為制造企業生產過程執行系統和分析決策報表系統。

設備接入層。根據金家渠煤礦底層子系統的建設情況及其他信息化系統的建設情況，設計接入13類子系統和4個監測系統，系統硬件通過以太網通訊接口、軟件通過標準協議(Profibus、Modbus、OPC等)與各子系統連接，為實現過程控制提供基礎數據保證。

過程控制層。實現過程控制類子系統13類28個系統，根據各個子系統的工藝流程實現遠程一鍵手動(自動)啟停設備，針對異常數據進行分級別預警、報警，實現相關系統之間連鎖、聯動功能。

信息處理分析層。建立綜合自動化信息展示平臺，采用面向對象技術［3］，針對不同的數據信息(安全、生產、管理、成本、監測監控數據等)進行綜合分析，為煤礦決策者有效實施管理和制定計劃提供依據。

生產過程執行系統，即面向制造企業執行層的生產信息化管理系統［4］。可以為企業提供包括設備運行管理、生產數量管理、作業績效管理、生產能耗管理、調度臺賬、維修管理、移動互聯、系統集成、基礎模型等管理模塊，為企業打造一個扎實、可靠、全面、可行的制造協同管理平臺。

分析決策報表系統。類Excel設計風格，使用者可以非常方便的對報表進行重新設計和修改，降低學習成本。系統可以進行遠程設計，本地設計遠程發布模板，以及直接對服務器報表文件編輯更改，實現多部門、多人員協同工作。

1．2系統業務流程設計。系統通過底層數據采集驅動程序和通訊中間件，將綜合自動化系統中各子系統的實時數據以及異構系統的實時數據，統一采集到實時數據庫中，并存儲到歸檔服務器。同時將安全管理數據、現有供應、運銷、勞資等業務管理系統數據通過數據中間件存儲到關系數據庫中。

在由綜合分析執行模塊進行深入挖掘、整合、分析、評估基礎上，從而得到科學的可供領導決策的各類統計、評估數據。最后在統一的框架平臺上進行表現，供調閱、查詢及打印，并通過Web服務向外發布并上傳至公司。對于綜合自動化系統的控制指令的發送可在平臺軟件上進行操作，也可在操作員站上的綜合自動化軟件上進行。

2 系統功能構成

系統在統一擴展接口、統一編碼、統一安全管理和配置管理的基礎上，提供設備連接控制與數據獲取功能，并實際監測數據和控制設備運轉，提供海量數據存儲與分析，提供礦井一張圖、統一報表服務等控制與自動化服務，同時借助移動互聯網，提供多終端訪問使用的功能。

3 系統應用情況

目前，金家渠煤礦生產綜合監控系統已經集成接入綜采工作面監控系統、提升機監控系統、主運輸監控系統、運輸監控系統、輔助運輸監控系統、供配電監控系統、主排水監控系統、抗災潛水監控系統、礦井排水處理監控系統、礦井通風機監控系統、制冷降溫監控系統、礦井空壓機監控系統、鍋爐房監控系統、安全監測監控系統、人員定位系統、工業電視系統和無人值守燈房等系統。

綜合監控系統的建設，為全礦井安全生產提供了一個完整的信息化平臺，實現了礦井生產調度的統一指揮與管理，同時為各類報警的有效預防、調度指揮、遠程聯動控制管理、數據分析利用、多終端服務等提供了有力的支持。對礦井提高安全生產水平，提高安全生產效率，減少事故發生提供了有力保障，很好地促進了金家渠煤礦安全高效生產。