淺析生產綜合監控及調度指揮系統在煤炭企業中的應用

丁瑞元 曹作宇

摘? 要：生產綜合監控及調度指揮系統是一款基于綜合監控，集生產運行、設備狀態、安全環境、人員、視頻、通訊、圖文、調度指揮等功能于一體，集成了設備運行數據查詢和故障預警功能的生產調度指揮平臺軟件。該文主要介紹了平臺的設計原則、特點，重點論述了系統總體結構和功能結構。

關鍵詞：生產? 調度指揮? 信息化

中圖分類號：TD82 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）10（a）-0014-02

生產綜合監控及調度指揮系統是一款基于綜合監控，集生產運行、設備狀態、安全環境、人員、視頻、通信、圖文、調度指揮等功能于一體，集成了設備運行數據查詢和故障預警功能的生產調度指揮平臺軟件。系統是在多系統集成的基礎上，實現信息融合，徹底重構了信息的利用和操作方式，通過空間信息聯動和業務屬性聯動，讓用戶只需要遵循自身的業務需要和業務邏輯，即自然、透明、綜合的應用各類底層子系統提供的功能。

1? 設計原則

系統在設計開發過程時，應用了以下幾個重要原則。

（1）容易集成。

各類系統一定要很容易整合。平臺運行機制通用性強，只要遵循簡潔的基本規則，子系統接入后，就能夠自然而然的融入平臺中，并能夠讓平臺及自身都更強大，充分發揮1+1>2的作用。

（2）開放、兼容性強。

系統間松耦合，開放，不綁架用戶，允許集成國內外各領域最優秀的子系統，用戶選擇余地大，對于各種類型的子系統能夠最大限度的兼容。

（3）能夠實現系統聯動。

一個信息平臺，不但要有各類實時信息的集成展示，還要具備視頻和融合通信系統的支撐，有圖紙、文檔、數據的共享，能夠實現多系統的聯動，要能夠真正跨越各子系統界限。用戶在平臺的支持下，只需專注于自己面對的業務，在業務目標的實現過程中，自然、透明、無縫的使用，聯動圖文、數據信息、應急預案、廣播及通信、視頻、人員、安全監測、各類自動化監控等各類相關子系統。

（4）維護應盡可能簡單，努力實現“免維護、少維護、緩維護”目標。

2? 功能結構

2.1 綜合監控一張圖

實現圖形可視化的實時綜合監測。實現跨子系統的一站式操作，采用一機多屏，在綜合監控一張圖界面中，隨功能場景對子系統功能進行“隱形、透明”調用。

2.2 數據采集和數據服務

接入和采集多種子系統數據，處理實時數據，并為客戶端提供實時數據推送服務。

2.3 視頻聯動

通過網絡接入準能公司及下屬單位工業視頻，建立視頻和報警等業務活動的聯動顯示。

2.4 通信聯動

將系統通信模塊融入通信網絡，能夠通過系統撥打電話，并形成通信和業務活動的聯動。

2.5 圖文聯動

在線管理相關電子圖文，通過系統隨時調閱，形成圖文和業務活動的聯動，其中包括應急預案。

2.6 數據分析與智能預警

基于多個系統實時數據，對影響生產的因素進行綜合分析，智能預警，輔助業務管控，服務于指揮中心的業務需求。

2.7 應急指揮子系統

可視化集中調用應急所需的資源、預案、視頻、通信、數據信息，輔助應急指揮。

2.8 空間數據采集及管理工具

采集管理各類圖形信息，管理空間對象，編輯維護各類監控圖及動畫。

2.9 手機移動終端查詢

可通過手機端APP、微信推送、查詢重要數據和信息。

3? 系統總體結構

平臺通過將多個子系統數據進行采集接入，并對數據進行融合處理，實現綜合監測、系統聯動、一站式操作等功能。可以分為數據采集層、數據服務器層和業務處理層。核心部分包括數據采集、數據傳輸、數據加工、邏輯處理單元、報警監測、測點信息管理、實時數據管理、數據存儲、數據推送、接口管理等模塊。

3.1 數據采集

數據采集器需要與各個類型系統進行數據對接，包括OPC接口、文件接口、硬件接口、第三方接口等。可以根據需要靈活配置各種類型接口。所有采集器均可通過靈活配置選擇集中部署或者分布式部署。當采用集中部署時，采集器和數據服務之間直接通過消息管道進行通信，保證數據的高效傳輸。當采集器分布式部署時，系統支持采集器級聯，形成多級實時數據服務平臺，最終將數據傳輸到實時數據服務器。采集器與實時數據存儲之間通過網絡實時傳輸數據。當出現網絡故障導致通信中斷時，采集器能自動緩存實時數據，當網絡恢復正常時再將數據發送到數據服務，保證數據的完整性。為了保證數據的正確性和完整性，數據服務模塊將從采集器獲取到的實時數據進行加工整理，以便提供給上層應用，主要包括數據一致性驗證、數據可靠性分析、錯誤數據剔除等。

3.2 測點管理

測點信息是實時數據服務平臺的基礎數據。測點信息管理主要用來維護測點信息。當下層生產子系統的測點發生變化時，能夠根據已有信息對測點變化做出增加、修改、刪除測點的響應。當收到下層的異常信息時，能夠自動識別、防止測點誤刪除、導致測點丟失等。

3.3 報警監測

報警監測主要負責根據測點信息以及用戶配置的報警信息等，對實時數據進行監測，當收到超限、超量程、狀態異常等符合報警條件的數據時，或者發現數據傳輸中斷，或者符合用戶配置的報警條件等時，報警監測系統及時產生報警，并能通過數據推送模塊將報警發送到關注該報警的上層業務。

3.4 數據存儲

系統除了將基礎數據和實時數據推送給上層業務外，為了提高系統的效率，將數據存入實時數據庫。實時數據推送和實時數據庫對外提供統一的數據訪問接口。針對數據存儲部分，系統后臺還會定期數據備份、定時清理、一致性校驗、數據遷移等操作，確保數據安全可靠。

3.5 數據推送

客戶端通過請求訂閱當前關注的測點信息和實時數據。數據訂閱支持對所有測點進行任意分組，滿足各種類型的業務需要。業務訂閱信息成功后，會立即收到所請求數據的最新信息。

3.6 運行監測

實時數據服務平臺需要接入大量的控制系統，控制系統故障、網絡中斷、采集器異常等都可能造成數據異常。因此，必須對系統的運行情況進行實時監測。

3.7 系統運行監測功能

（1）網絡狀態監測：網絡狀態監測模塊主要負責實時監測與采集器之間的網絡連接。

（2）采集器監測：通過采集器監測模塊定時與采集器交互獲得采集器的運行狀態，從而在發生問題時及時定位解決。

（3）數據庫管理監測：實時數據服務平臺數據庫因為具有大量的數據，需要有一定的自維護功能，這些自維護功能一般通過定時作業執行腳本來完成，需要對此進行監測，便于保證數據庫健康運行。

（4）系統狀態監測：系統狀態監測用來監測系統運行狀態，可以判斷包括接收處理數據的當前值、峰值、CPU占用、內存占用等情況，避免系統過載而導致異常。

4? 結語

傳統監控和調度信息化系統，存在嚴重的不足，用戶往往面對多種多樣的子系統，以及多種多樣條塊分割的子系統邏輯，而被迫分割自身的業務邏輯，以各類子系統的不同方式分別去實現自身的某一部分業務目的。

生產綜合監控及調度指揮系統以調度業務為基礎，把分散在各子系統的數據進行集成、融合，并在一張圖中進行集中展示，去除信息孤島，保證數據一致性;統一接入、統一發布生產視頻，為露天煤礦調度指揮中心提供一體化的調度指揮平臺，對各單位生產作業全過程進行全方位的監測、預警、指揮、分析，實現生產作業任務的下達及反饋、突發事件管理及各級調度人員的信息交互的作用。

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