單侯煤礦企業綜合自動化系統案例介紹

　　一，項目背景

　　單侯礦井位于河北省張家口市蔚縣涌泉莊鄉境內，東西長4.6公里，南北長6.6公里，總面積約30余平方公里,煤種主要是低灰、中灰、低硫、低磷的長焰煤及少量的不粘結煤，發熱量一般為28.89-29.31MJ/kg。據統計，地質儲量為313.74Mt，可采儲量為177.08Mt;設計生產能力為1.5Mt/a，服務年限為81.4a。它是開灤(集團)有限責任公司蔚州礦區總體規劃建設的五對礦井之一，是蔚州礦區并入開灤(集團)后，由開灤自行建設的第一座大型現代化礦井，同時單侯礦井的建設也是河北省2004年確定的重點建設項目。

　　單侯礦井籌建處成立于2003年10月，負責單侯礦井投產前的籌備、建設工作。經過半年的前期準備，2004年5月1日，單侯礦井建設工程正式開工，當年實現三井到底的奮斗目標，這在開灤建井史上是絕無僅有的，也達到了國內同類礦井建設的領先水平。

　　煤礦企業綜合自動化系統從根本上解決生產信息利用率低、改擴建工程難以實施的問題，信息的綜合利用為企業的快速預警系統、快速應急體系、事故追蹤系統的建立提供了基礎，為煤礦安全生產提供了更強有力技術支持。

　　二，項目特點

　　1、數據隔離

　　煤礦企業綜合信息自動化系統主要由管理子網和生產子網組成。管理子網主要面向生產安全管理部門，通過管理子網的生產信息系統對煤礦企業安全生產進行快速追蹤與分析。生產子網主要是生產控制系統的集中監控和系統調度。同時對生產信息的綜合利用，建立快速安全生產應急體系，將企業安全生產作為首要目標。

　　處于數據安全的考慮，兩個子網之間的數據是單向的，管理子網對工業庫的數據進行利用的時候不允許與生產子網的工業庫發生直接的關系。因此此項目中采用數據庫鏡像功能來實現這種要求。兩個子網中的工業庫不在一個位置，通過鏡像的方式，生產子網數據庫的數據被備份到管理子網的工業庫中去。這樣保證了數據的單向流動，對生產控制管理不產生任何影響。

　　2、將不同的控制系統集成到一個平臺

　　在實際工程項目中，現場的各種控制系統常常由不同廠家的軟件實現。不同廠家的軟件在數據接口上的不同，生產信息的分散導致企業無法綜合利用企業的信息資源。這正是企業通過一定時間的信息化建設卻看不到投資回報的重要原因。

　　作為生產過程控制系統的集成平臺，生產監控層的工業數據庫KingHistorian能夠從SCADA、DCS、PLC、RTU、板卡、儀表、模塊、OPC等多種軟件、設備、協議獲取數據。為應對復雜的通信環境，KingHistorian的數據采集系統針對慢速或斷續的數據網絡進行了特別的優化處理。

　　工業數據庫KingHistorian在此實現了將企業分散的信息資源集成到一個平臺，對外提供通用的服務接口。作為生產執行系統的核心，它為企業的信息化的建設打下了堅實的基礎。

　　作為生產過程控制系統的集成平臺，煤礦企業可以隨著企業的發展，隨時將新的系統連接到這個平臺上。在企業擴建的過程中最大限度的利用起施工較早的控制系統，充分發揮新建控制系統的效能。

　　3、實現高效的過程數據存儲

　　在煤礦企業中，事故追蹤系統與安全與警系統同等重要，但由于生產中的過程數據的龐大是關系型數據庫無法處理的。

　　為解決實際應用中數據庫規模龐大的問題，KingHistorian提供對過程數據的無損和有損兩種獨立的壓縮功能。無損壓縮不僅能夠以高壓縮比對過程數據進行壓縮，而且保證恢復后的數據與壓縮前的數據完全一致。有損壓縮采用業內通用的旋轉門壓縮算法，能夠提供比無損壓縮功能更高的壓縮比。無論采用無損和有損哪一種壓縮算法，數據庫的規模都將比存儲原始值更小，數據查詢速度更快。在工業數據庫KingHistorian幫助下，系統可在線存儲長達數十年的生產數據，為企業的事故追蹤提供可靠的法律依據。

　　4、具有高可靠性的系統架構

　　作為整個煤礦綜合信息自動化系統的核心，數據庫系統和數據的高可靠性是整個企業信息化建設的關鍵。

　　KingHistorian提供數據采集器冗余、數據采集器緩存、數據服務器冗余、數據服務器鏡像、數據文件在線備份等功能。從數據采集、數據服務，到數據存儲貫穿過程數據處理全過程的信息安全解決方案。

　　三，項目方案

　　系統情況：系統主要包含的對象如下：中央泵房、東翼皮帶、西翼皮帶、通風機、井上分選系統、主井提升系統、付井提升系統、篩分系統、配煤裝車系統、井下供電系統、井上供電系統、污水處理系統。

　　單侯煤礦綜合信息自動化系統采用4套工業數據庫KingHistorian運用雙冗余、雙鏡像結構構成生產、管理數據中心。強大的數據冗余系統和數據鏡像處理，保證了系統安全穩定的運行，控制網內采用集控雙擊熱備，專門工程師站對系統進行維護，系統在控制網外通過數據服務器的鏡像進行數據發布，使得控制網和辦公網完全隔離。當時系統設計規模10萬點，現階段運行15425點。

　　為適應企業中不同工作的需要，KingHistorian提供豐富的數據可視化方式，包含工藝流程仿真畫面、數據趨勢曲線、報警信息統計、實時報表與周期報表等。所有數據可視化方式不僅能夠以C/S模式在固定計算機上展示，也可以采用B/S模式實現信息的Web發布。

　　在生產控制層，工作人員需要實時的了解到企業的生產運行情況，生產信息和視頻數據量的龐大需要在這一層使用基于C/S技術的數據展示方式。

　　在生產管理層，企業的管理者通常只關心企業的經濟指標。為方便企業的管理者能夠隨時隨地的了解到企業的運行情況，在這一層需要使用基于B/S的數據展示方式。

　　基于工業數據庫的安全預警與事故應急系統是幫助煤礦企業避免重大事故的有力保證。系統的實時計算能力在此顯得尤為重要。

　　KingHistorian的實時決策支持系統能夠以時間觸發或變量觸發的方式執行數學分析模型，實時的將過程數據轉換為指導企業戰略制定的重要信息。作為分布式系統的一個獨立組件，實時決策支持系統可以安裝在與數據服務器相同或不同的計算機上。其內置的行業函數庫能夠以快捷的方式為企業解決80%以上的常規計算分析工作。