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1、矿井综合自动化系统建设及方案第一节 综合自动化系统建设的要求一、系统一般要求金星矿井设计规划 30 万 t/a，是采用两立一斜混合开拓的新型矿井 。当前，随着对煤矿安全生产的要求日益提高，积极采用高新技术和先进适用技术，实现“煤矿装备现代化、系统自动化、管理信息化” ，立足将本矿井建设成为安全高效的大型现代化矿井。二、系统的总体要求通过优化矿井的相关生产资源综合管理调控能力，建立矿井监测、控制、管理一体化的、基于网络的信息化系统集成，以实现全矿井各生产环节的过程控制自动化、安全生产综合调度指挥和业务运转网络化、行政办公无纸高效化。1、应用计算机技术、网络技术、信息技术、控制技术、智能技术和煤矿
2、生产工艺技术，实现企业的经营、生产决策、安全生产管理和设备控制等信息的有机集成。2、应用计算机技术、网络和自动化控制技术，实现在矿调度指挥中心监测井下环境参数，集中控制井上、井下机电设备，减少井下作业人数，达到减人增效和提高矿井安全水平的目的。3、应用计算机技术、网络技术和自动化技术实现井下人员跟踪、位置查询、人数汇总、安全告警等井下人员信息。4、通过应用软件，实现生产计划、生产安全调度、生产过程控制最优化，并能实现对关键设备的状态监测和故障分析。5、利用先进的技术和合理的方案，使系统具有良好的性价比。三、系统网络要求监控系统及自动化网络主要实现对整个煤矿安全生产的实时情况调度监视和查询，对各
3、个重要的设备进行监视与控制，因此该网络与煤矿安全生产密切相关，也加深了系统对网络安全性的要求。本系统中，监测监控网络、管控网络、自动化网络从网络架构上都是相对独立的网络，相互间是物理隔离的，外网和内网之间的物理隔离都通过部署隔离网闸的方式实现。同时在信息管理网络上也允许一部分高层主管领导用户对监控及自动化网络中的资源及系统进行访问。因此配置防火墙和网闸以实现与外界的安全通讯。第二节 安全监控指挥中心的建设一、.机房的建设地板地板选用防静电陶瓷架空活动地板，豪华、美观、耐磨，地板安装高度为 10-15mm，下面留出充分的布线空间。参见下图：地板与墙体交界处做封边处理。机房入口处让出开门空间。调度
4、室进口留出 2 米通道，铺上除尘地毯，典雅豪华。地板铺设安装牢固，平整、无松动。墙面墙面、柱面进行防尘、防潮、防水、保温处理，确保洁净度高、不产生粉尘、不产生龟裂、眩光，起到防水、防潮、防霉的效果，同时使房屋内部平整、光滑，清洁美观。墙面做必要的美观装饰设计，必须做防火阻燃处理。大屏幕显示墙安装到位（设备安装紧固）后，对屏幕四周边预留空隙进行收口(以不漏光为原则)，并作必要的修饰，颜色与周围整体协调。吊顶采用钢骨架结构，顶面为高耐火性能的泰山牌石膏板材。造型美观，颜色与整个空间的色调协调。灯光控制大屏幕显示墙的背后应有不少于 1-2 米的维修通道，设置可独立控制灯光。灯光控制要求设置可以分组独
5、立控制开关，特别强调显示拼接墙前面 4米内的灯光要能单独控制，平行于屏幕排列，要单独可控开与关。灯光不能直接照射到屏幕上。尽量设计背朝大屏方向。整个大厅的灯按平行于屏幕方向分组进行控制，不能选用较强光的光源。灯光的布置原则是：使工作区有足够灯光强度，但对屏幕又不会产生明显的影响。数字显示拼接墙需要对周围太阳光线进行控制，采用加厚型全遮光布做窗帘，用于遮光并隔热。二、调度室、机房平面布置图调度中心、机房设在三层，调度室面积 121m2 ，维修间面积 17.9m2 ，机房面积 18m2 ，放置设备（墙架、调度台、大屏控制柜、服务器机柜、网络机柜、调度通信机柜等） ，以下为安装摆放位置相对示意图：调
6、度台调 度监控室机房暗门暗门进门 备门 进门机柜拼接显示墙维修间整个装修要求格调清新、色调偏冷，以简捷明快为好。装修材料必须选用耐火阻燃优质材料并做表面耐火处理。保证机房的温度、湿度、洁净度、照度、防静电、防火、防雷电等，能充分满足计算机设备的安全可靠地运行，延长计算机系统使用寿命的要求，同时又要给系统管理员创造一个舒适、典雅的环境。装修后效果图三、.防雷接地网建设机房的防雷方案 ，依据中华人民共和国国家标准建筑物防雷设计规范 （GB50057-94 ）要求：为防止由电源线侵入的感应雷破坏机房信息系统，应在电源线路引入的配电箱处装设过电压保护器。本方案采用二级防雷：主级防雷：在机房配电箱电源进
7、线处安装武汉雷光 60KA 和武汉雷光 40KA 高容量防雷器，当感应雷袭来时，主级防雷器可迅速被击穿，通过接地线将雷击高压浪涌泄入大地，从而保护机房设备。次级防雷：为了防止雷电残压侵入设备，在设备电源线进线处安装雷光 20KA 防雷器和万佳防雷插座，在网络进线处设置 迪舰科技 20 口和 8 口网络信号避雷器可进一步减小感应雷电的影响，保护电子设备免受损坏。接地系统构成： 电子计算机机房设计规范 （GB50174 93）规定：电子计算机机房接装置的设置应满足人身的安全及电子计算机正常运行和系统设备的安全要求，本方案采用综合接地方式，交流接地和安全工作接地合二为一，与直流接地的接地引线引至大楼
8、的地面，再将它们与避雷地桩接成综合接地网。这样他们就有同样的电位，在发生雷击时，不会发生雷电反击而损坏设备。同时，要求接地电阻小于 4，可保证接地线间不产生电位差、不相互干扰。这是目前工程上最常见的做法。3.1 接地模块平面图说明：为了保证接地电阻小于 4，采用优质的接地体和引下线（25 mm2 铜线 2 根） ，由专业防雷工程公司设计和施工，根据实际情况综合运用，采用 12 块 50*70 接地极，相互间用镀锌钢板（40*4）焊接相连牢靠，深埋（60CM）地下，然后铺撒 20 袋（25KG/每袋）降阻剂、浇水渗透，增大接地线面积和接地可靠性，保证接地电阻达到要求。接地极通过镀锌钢板引入室内作
9、为综合接地端，最后经过鑫道技术人员、本矿机电科、登封市气象局逐次检验都达到了要求 。 3.2 一楼总电源防雷和 UPS 电源接地图说明：一台 60KV 电源避雷器安装在一楼电源配线箱里接开关上线，一台 40KV 电源避雷器也安装在电源配线箱里接开关下线，这两个避雷器分别用 25 平方接地线连接到一楼接线铜板上，接线铜板连接到接地极上，UPS 电源用 2 根 6 平方接地线连接到接线铜板上，使 UPS 电源完全接地，更好的保护 UPS 电源。四、.机房配电1.机房内供电电源为三相四线制；2.灯光、空调等用电设备作接地保护，并入办公楼配电系统；3.机房用电设备之间有选择性地配合，从不同相线引出，均
10、衡负荷，以放射式向用电设备供电；4.机房的设备供电用两双路供电，其中设备供电由 UPS 提供并按设备总用电量进行了预留，而空调用电由市电提供，并按空调设备的要求供配。5.维修通道内或底架下面配置 6 个插座：8 块大屏配两个，16 台监视器和 LED 屏用 4 个，调度台设备用 3 个，每个插座由单独的开关控制。6.位于大屏幕显示系统维修通道内的空调（柜式空调） ，其出风口的冷风顺着通道吹送，不能对着投影墙直吹，以避免投影墙屏幕冷热不均匀而损坏和结露现象。大屏幕前面和后面修护通道的空调开关集中安装一个地方，在使用空调时应同时打开或同时关闭送风，防止遗忘某个开关造成严重的温差。7.电源引入由于
11、UPS 电源系统放置在一楼，三楼机房到地下室走线在 1、2、3层楼板上打 1 个 75mm、两个 110mm 的过线孔连通至楼下电缆沟，并安装相应的穿线管，分别敷设电源线、接地线、信号线。 （参照设计图纸）接地系统进入地下室打一个过墙孔，镀锌扁钢引入室内接地线盒。监控室与机房隔墙过线孔（约 60*300）两个8、UPS 电源，山特 EX-30KVAS/4 小时，风帆电池 12V100A，96 块。五、大屏幕显示系统矿井在调度中心配置 1 套大屏幕显示系统，由 1 组 678 DLP 矿井监控信息显示系统，2 组 24 台 32液晶显示器和 1 套 LED（发光二极管）显示系统组成，使调度人员对
12、全矿井监控及自动化系统运行情况进行实时、灵活、清晰的多画面、多信息集中监视。DLP 大屏幕投影拼接系统，集信息搜集、传递、处理、切换、控制、显示、决策于一体，采用国际先进的 DLP 高清晰度数码显示技术、投影墙无缝拼接技术、多屏图像处理技术和控制技术，构成具有高亮度、高清晰度、高智能化控制、功能先进、操作方法先进的大屏幕显示系统。通过这套大屏幕投影拼接系统，可以实时观看与监控系统有关的各种信息，包括 GIS 电子地图、实时工业视频监控信号、各种管理信息系统数据、各种历史数据图像以及计算机、电视、实物投影仪、DVD 等信号源的信息和计算机网络信息等多种信息，可随时对各种现场信号和各类计算机图文信
13、号进行多画面显示和分析，及时做出判断和处理，发布调度指令，实现实时监控和集中调度的目的。DLP 大屏幕投影拼接系统设备包括 DLP 背投机投影拼接墙、多拼图形控制系统、大屏幕应用系统管理软件和信号控制与切换系统设备等。LED（发光二极管）显示系统由 LED 显示屏、控制主机、及软件等组成，便于矿井名称、井下人数、时钟、气象及矿井重要信息的显示。第三节 全矿井综合自动化系统的建设综合自动化系统包括：2 台 IBM 数据服务器，2 台 IBM 采集服务器、1 台 IBMweb 服务器、 1 台 IBM 应用服务器、 1 台 IBM 流媒体服务器、视频存储柜、磁盘阵列、以及防火墙、隔离网闸、网络打印
14、机及 UPS 电源、软件等。综合自动化系统的布线、敷设通过服务器和工作站全部接入1000M 环网交换机，将地面和井下的各类信号统一传输到安全调度指挥中心。在环网的关键地点，设置交换机，能够将附近的 PLC 等自动化设备接入进来。通过多台交换机，在地面和井下形成一个环网，环网故障恢复时间应小于 200ms，提高系统可靠性。井上下环网通过光纤连接，在井下，有安全监测监控系统、视频监控系统以及人员定位系统等几部分，根据煤矿安全规程，每部分分别组建自己的工业以太网系统，分别通过各自的交换机将监测、监控信息传到井上监控中心。在井上，有独立的自动化系统组成环网，还有管理控制网络系统、信息管理网络系统，各部
15、分系统通过防火墙和网闸实现信息安全共享。一、监测监控系统1、系统组成本矿井选择 KJ95N 安全监测监控系统，由地面中心站，现场分站、安全生产参数传感器、断电仪、报警器以及信息传输介质、网络通讯接口等组成。对矿井生产环境中影响安全生产的参数和设备进行自动检测和闭锁控制，并在地面中心站计算机上进行集中显示、报警、记录和自动报表等，并进行危险分析与预测，以提高矿井生产的安全性和自动化水平。KJ95N 安全监测监控系统是一个综合性的监控系统，它可以将安全与生产监测信息等各种信息综合在一起，实现了信息的综合利用，同时系统还可以方便汇接其他监测系统（KJ69，提升装置,瓦斯抽放系统等） ，实现了信息共享
16、和局部环节的自动化控制。整个系统是典型三级网络架构，是一种先进的集散型微处理机系统。先进可靠的软件，总线型的分站和传感器使系统保持领先的技术水平，局部传感器及其连接线的故障不会影响系统的正常工作，从而确保整个系统的可靠性。系统具有技术先进、结构合理、运行可靠、故障分散、维修方便等优点。2、系统现状中心站设在调度楼三楼监控中心，主机一备一用，操作台上 8 台计算机和打机全部用超六类网线进入 DLK24 口交换机，交换机的 11 口与赫斯曼核心交换机 1 口相连，经过核心交换机用 24B 矿用阻燃光缆传入井下防爆环网交换机，下接备用电源、分站和传感器。主井变电所安装备用电源和分站一台，主井东大巷上山迎头装甲烷传感器一台、回风装甲烷传感器一台，西大巷装甲烷传感器一台、回风装甲烷传感器一台，总回风装甲烷、一氧化碳、温度、风速传感器各一台，主副井共装传感器 8 台。斜风井用两根 MHYVP1*4*7*0.52 通讯电缆从调度
