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1、 .目录1综合自动化系统31.1项目概述31.1.1总体目标31.1.2工程容31.2系统总体设计41.2.1设计依据、原则41.2.2系统总体结构61.2.3工业以太网平台121.2.4平台系统特点121.3综合自动化集成软件平台141.3.1概述141.3.2软件平台的架构141.3.3软件平台特点151.3.4软件平台主要功能171.4KJ90-1工业电视系统331.4.1概述331.4.2系统设计依据和原则341.4.3系统组成361.4.4系统技术特点371.4.5系统具有的功能381.4.6主要设备技术指标401.4.7KJ90-1视频综合管理系统411.5KJ90NB安全监控系统
2、451.5.1概述451.5.2设计依据461.5.3系统结构461.5.4系统主要特点481.5.5系统主要功能501.5.6系统主要技术参数531.6通讯、定位二合一系统541.6.1概述541.6.2设计依据551.6.3系统结构551.6.4系统技术优势561.6.5主要功能特点571.6.6系统主要技术指标58 / 1 综合自动化系统1.1 项目概述1.1.1 总体目标综合自动化系统将实现矿井综合信息网络化、工程控制自动化、安全管理集约化为总体目标，工程完成后要达到国一流的矿井自动化水平。矿井综合自动化系统网络平台，主要是建立高速的数据工业以太网网络，解决所有子系统传输物理通道和接入
3、协议通信；对所要求各子系统进行数据采集、处理、存储、发布，完成一个信息集中管控/网络发布平台，建立一套适合煤矿的安全生产信息管理系统，在公司系统网络过Web权限认证可以看到煤矿生产实时信息。总之：系统建成后，能把各个子系统有机整合在一起，能使各矿井上下各生产环节的工况信息和环境信息在统一平台下进行有效集成，实现各子系统的数据的深入挖掘、分析处理以与关联业务数据的综合评估，实现各生产环节的实时控制，从而达到“管控一体化”和减员增效的目标。1.1.2 工程容根据对建设综合自动化系统平台的需求，通过规划建设容如下：1. 建设100M工业以太网平台，构建地面和井下工业以太环网;2. 对矿井工业电视系统
4、进行建设,并接入自动化系统平台；3. 对矿井无线通讯系统进行建设,并接入；4. 对矿井人员定位系统进行建设,并接入；5. 对矿井安全监控系统进行建设,并接入；1.2 系统总体设计1.2.1 设计依据、原则1.2.1.1 设计依据煤矿安全规程；煤炭工业矿井设计规；煤矿安全装备基本要求；煤矿监控系统总体设计规；煤矿监控系统中心站软件开发规；爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备要求；爆炸性环境用防爆电气设备通用要求；煤矿通信、检测、控制用电工产品通用技术条件；设备可靠性试验；电气设备的抗干扰特性基本测量方法；矿井通风安全监测系统装备标准和使用管理规定；矿用一般型电气设备要求；煤炭调度自动
5、化装备技术规；监测监控质量标准化实施标准；工业电视系统工程设计规；电子计算机机房设计规中华人民国消防法；建筑设计防火规；建筑部装修设计防火规；煤炭工业矿井设计规；建筑工程消防监督审核管理规定；智能调度室装备规；建筑物防雷设计规；建筑物电子信息系统防雷技术规；1.2.1.2 设计原则考虑到综合信息系统建设的实际需要和将来的发展趋势，各系统的实际需求与具体的使用特性，同时兼顾技术新旧更替不断加快的特点，项目的设计原则为：“先进性、成熟性、实用性、安全性、实时性、易操作性、完整性、可查询性、互联性和可扩展性、经济性”。为了使所设计的方案尽可能满足矿方实际的需求，使系统正常、高效地运转，整体方案设计遵
6、循以下设计原则： 先进性、成熟性使用先进、成熟、实用和具有良好发展前景的技术，使得各个子系统具有较长的生命周期，不盲目追求高档次，既能满足当前的需求，又能适应未来的发展。 实用性由于现代煤矿企业的安全、生产监控与调度任务、各职能部门之间业务的联系在很大程度上是以网络为基础，而安全、生产监控则对数据的实时性要求很高。因此，在设计上应保证网络的处理能力和带宽。 可靠性高效稳定的系统，能提供全年365 天，一天24 小时的不停顿运作。对于安装的服务器、终端设备、网络设备、控制设备与布线系统，必须能适应严格的工作环境，特别考虑要适应煤矿井下高温、高湿、高瓦斯的客观环境，以确保系统稳定。实时监控的不可间
7、断性决定了在网络设计中（尤其是网络主干）必须考虑提高网络运行的可靠性，保证系统在一个节点出现意外时整个系统仍能运行。因此，在选型、线路、支撑环境与结构上都必须高质量，并保证核心网络设备具备冗余。 安全性网络的各个环节要尽可能多的提供安全措施，来保证网络的性能。安全措施应包括：防病毒、防黑客、防止非法或越权访问、传输加密、安全策略控制等。 易操作性先进且易于使用的图形人机界面功能，提供信息共享与交流、信息资源查询与检索等有效工具。 实时性设备和终端必须反应快速，充分配合实时性的需求。 完整性提供与各种外界系统的通信功能，确保信息的完整性并充分利用在整体系统的运作上。 可查询性提供易于使用的数据库
8、功能，让使用者能随时查询信息与制作所需的报表。 互联性和可扩展性把各子系统有机结合起来，满足信息层结构中各层之间信息沟通，增加各子系统之间的互联性和可扩展性。充分考虑将来需求的成长空间，所提供的系统平台与技术将充分配合未来功能与扩充项目的需求，以避免将来重复的投资。标准化、结构化、模块化的设计思想贯彻始终，奠定了系统开放性、可扩展性、可维护性、可靠性和经济性的基础。 经济性在一定的资金资源下，尽量有效地利用，以适当的投入，建立一个尽可能高水平的、完善的网络系统。所有设备的选型配置和采购订货，坚持性能价格比最优的原则，同时兼顾供货商的资信度和维修服务能力。1.2.2 系统总体结构矿井综合自动化系
9、统采用工业以太网+现场总线结构。系统总体结构分为管理层、控制层和设备层三层结构，如图1：工业以太环网综合自动化传输平台网络拓扑。其中管理层为矿地面局域网系统；控制层以工业以太环网为数据传输平台，主要由整个监控中心设备与环网平台；设备层采用现场总线，保证了现场子系统的实时性和可靠性，主要由各自动化子系统设备组成。图1：工业以太环网综合自动化传输平台网络拓扑在管理层，通过矿局域网系统，在各台计算机上，可以在统一的界面下根据权限和等级查看全矿的所有信息，将本部门的信息向管理网公布，实现全矿安全生产的自动化管理。控制层是在工业以太环网上接入的操作站、工程师站上，通过综合自动化软件平台向设备层的控制器发
10、送控制指令，并实现对整个子系统设备的集中控制。如：主煤流运输、井下排水、瓦斯抽放等，或对所有设备和环境参数的监测。如：瓦斯监测系统、火灾束管监测预报系统、辅助运输信号等。设备层主要包括：设备操作台、PLC控制箱、传感器、执行器、开关柜、智能变配电装置、行程开关等现场设备。是具体控制动作的执行者。软件系统包含综合自动化与自动化管理平台软件、SCADA/HMI组态软件、安全管理软件、WEB访问软件、数据上传联网软件等。以完成整个系统的自动集中控制、安全管理与预警、综合分析执行等功能。1.2.2.1 系统安全网络安全建设是一个系统工程，KJ90型矿井综合自动化系统安全体系建设应按照“统一规划、统筹安
11、排、统一标准、相互配套”的原则进行，采用先进的“平台化”建设思想，避免重复投入、重复建设，充分考虑整体和局部的利益，坚持近期目标与远期目标相结合。在进行网络系统安全方案设计、规划时，应遵循以下原则：需求、风险、代价平衡的原则，综合性、整体性原则、一致性原则，易操作性原则，适应性、灵活性原则，多重保护原则，可评价性原则。1.2.2.2 物理层安全解决方案保证计算机信息系统各种设备的物理安全是保障整个网络系统安全的前提。物理安全是保护计算机网络设备、设施以与其它媒体免遭地震、水灾、火灾等环境事故以与人为操作失误或错误与各种计算机犯罪行为导致的破坏过程。它主要包括三个方面：环境安全、设备安全、链路安
12、全。在整个系统方案中主要考虑链路安全上体现在以下几个方面：在整个工业以太环网中完全采用物理环网，当光纤某一个地方发生断路后，整个系统不受干扰，并且在中心核心交换机和井下环网与地面环网之间采用了双冗余设计；即使某一台环网交换机损坏后也只能小围受到影响。KJ90型矿井综合自动化系统所有主要设备完全采用双机备份，如：核心交换机、数据库服务器等实现双机备份。KJ90型矿井综合自动化系统在控制网与管理信息网之间，增加防火墙进行隔离, 并实施相应的安全策略控制。另外，根据对外提供信息查询等服务的要求，为了控制对关键服务器的授权访问控制，建议把对外公开服务器集合起来划分为一个专门的服务器子网，设置防火墙策略
13、来保护对它们的访问。网络边界安全一般是采用防火墙等成熟产品和技术实现网络的访问控制，采用安全检测手段防非法用户的主动入侵。如图2：防火墙设置示意图。图2：防火墙设置示意图1.2.2.3 网络层安全解决方案在整个网络层安全中考虑防火墙、网闸等设备，为保证数据传输的性和完整性，KJ90型矿井综合自动化系统在各子系统数据采集时，采用自编码格式进行加密和解密。1.2.2.4 系统层安全解决方案系统层安全主要包括三个部分：操作系统安全技术、数据库安全技术、文件系统安全技术。具体体现在： 操作系统安全技术操作系统安全不再仅仅是用户组网才会思考的问题，如今的网络情况纷繁复杂，网络安全更要考虑的详尽周到。在系
14、统建设中，操作系统采取如下措施确保系统安全：禁用不必要的服务和端口，保证系统不受黑客和病毒的破坏；系统文件设置为只读文件，防止系统崩溃的发生，采用RAID 5 ，对发生崩溃时与时的恢复；利用双机热备，确保系统稳定运行；操作系统设置具有较高的安全措施，限制用户的权限；建立良好的本地安全策略，确保计算机的安全日志上记录安全事件。 文件系统安全：控制文件的物理位置和逻辑组织，按文件的类划分文件的存储区域。由操作系统控制的合法用户对文件系统的访问，要根据用户的身份与文件的逻辑组织进行控制。限制用户在相应文件逻辑区域对文件的操作权限，防止非法建立修改、删除文件，严格设置用户对文件的读、写权限。对主要文件
15、的存储和传输应进行加密，防止信息泄露，防止盗用访问口令。 数据库安全数据库系统的访问控制分別在系统级和应用级实施，系统级应控制数据库的备份和加密，应用级应控制数据库系统的输入和输出。应维护数据库系统的数据完整性，具有较好的数据安全机制，在系统故障时能启动事件保护和恢复相应数据。数据库安全主要是使用时策略：使用安全的密码策略；使用安全的策略；加强数据日志记录；使用协议加密；定期备份策略；1.2.2.5 应用层安全解决方案KJ90型矿井综合自动化系统网络的业务和服务，我们采用身份认证技术、防病毒技术、以与对各种应用服务的安全性增强配置服务来保障网络系统在应用层的安全。 应用软件安全设计KJ90型矿井综合自动化系统架构采用C/S和B/S相结合模式，工程师站作为主控端，采用C/S模式。客户端采用B/S模式。系统为两种模式的用户分配不同级别的权限，并设有多级口令保护，只有授权人员才能登录操作、浏
