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力控eForceCon在煤矿数据集成监测平台系统中的应用案例
系统概况
随着煤矿生产系统、安全监控系统等的不断完善,煤矿综合自动化改造日趋紧迫,调度中心与煤矿井下之间的实时通讯与调度面临更大的挑战,旧有的管理手段和管理模式已无法满足新的管控需求,力控eForceCon产品在煤矿数据集成监测平台的应用中以自己的产品优势直面这些挑战,可以帮助企业显著提升其调度监测管理水平。
以eForceCon产品构建的煤矿数据集成监测平台可为管理层提供一个稳定,可靠,可信及时的监控系统,系统对整个煤矿调度室及监控室的运行参数进行采集、存储、分析、展示以及应用,以实际数据为依据,优化并指煤矿的生产运营。系统将矿井各子系统多种类型的监控站点的实时数据传送到数据集成监测平台,供调度中心操作员实时监控,画面也可同时呈现在大屏幕显示系统上。
系统设计
SCADA 平台组态软件以分布式区域实时数据库为核心,分布式实时数据库技
术可以保证生产数据精确输出并完成可视化。其主要实现目标如下:
数据全面采集

实现矿井多源异构数据的全面采集。

监测及报表

在浏览器上访问、控制、浏览、打印、导出系统监测及报表。

重要信息提示

统筹查看整个矿井系统的所有重要信息提示。

不同报表需求

按要求制作成不同的报表输出,满足全矿井管理中用到的不同报表需求。

管理和维护

记录平台软件在运行过程中出现的各种事件或问题,以便于对监测监控平台软件的管理和维护工作。

数据存储

实现煤矿自动化监控系统的无缝对接,并通过实时数据库把数据提供给综合管控平台的历史数据库进行数据存储。

集成标准及数据标准

监测监控平台向煤矿智能矿山系统平台、提供开放协议和接口,分别提供集成标准及数据标准。

授权应用

授权应用可获取权限范围内的所有数据及组态画面。

系统架构

该SCADA平台组态软件以分布式区域实时数据库为核心,保证生产数据精确输出并完成可视化;支持独立的历史归档数据库,可进行海量历史数据归档,方便历史数据追忆;具备分布式的数据源管理模式,可视化人机交互界面无需编程,直接通过远程数据源的组态方式就能与远程数据库进行信息交互,完成生产监控、查询、曲线分析等各项功能,满足企业“两化融合”的需要;具备灵活的架构,能满足现有多种系统架构要求。

系统主要包括调生产现场监控、生产调度系统、管理中心系统。生产现场监控,需要配备场站监控(冗余监控系统)和触摸屏(单机或触屏监控系统),生产调度系统主要配备实时数据库、历史数据库、远动OPC服务器、操作员站及部署服务器等,管理中心系统主要配置企业级实时历史数据库和企业实时信息门户;层级之间配备了隔离网关和防火墙等安全设备保证系统信息安全。

主要系统节点说明如下:

1. 通信服务器
通讯服务器能以有线,无线等多种通讯方式与地理分散的控制设备进行实时采集与控制,通讯服务器将实时数据提供给SCADA系统的实时及历史服务器来完成数据的上传与指令下达。通信服务器支持冗余配置,支持设备冗余。SCADA平台组态软件的通讯服务程序可独立进行部署。
2. 实时数据服务器
实时数据库的分层结构设计方便“海量”的数据管理与历史数据归档管理,提供了参数的“动态”注册的负载均衡机制,图形监控系统与数据处理和归档采用分离结构可以构造复杂灵活的分布式生产调度系统。
3. 历史数据服务器
对实时数据进行海量历史数据归档,提供历史数据接口服务。历史数据存储归档支持数据定时存储、条件存储、变化压缩存储、趋势压缩存储等多种技术,具备更强大的生产数据分析与统计功能。
4. 远动及OPC服务器
以远动规约或者OPC服务方式向上一级系统提供数据。
5. Web服务器
提供监控组态画面的Web发布服务。Web客户端与网络服务器的实时数据传输采用事件驱动机制、变化传输方式,因此通过互连网远程访问力控Web服务器,IE“瘦”客户端显示的监控数据具有更好的实时性。
6. 部署服务器
提供整个系统工程的开发部署、画面组态等,并对各节点工程进行统一管理。
7. 网络安全防护
系统采用纵深防御和安全分区设计,将全网划分为多个不同的网络安全层次,使层级间具备方位路径控制、入侵检测与防护、技术隔离与安全审计能力,构建在安全管理中心支持下的计算环境、区域边界、通信网络三重防御体系,以实现系统安全互联、区域边界安全防护和计算环境安全,据层级间的边界防护,层内安全,主机安全及数据安全的要求,在各个分系统中部署力控工业安全防护隔离设备pSafetyLink,系统可将病毒及网络黑客行为彻底隔离在外网,最大限度的保护生产系统的安全和可靠运行。
1、 权限管理

平台权限管理通过角色与用户的定义,可使不同的用户在该平台上体验不同的浏览内容。对于不同的管理权限,查看不同的系统以及系统模块内容。系统中每个系统功能块大致可分为:数据总览、报表图表查看、详细数据查看、基础配置;用户按照部门、角色进行权限划分,也可以按照模块、功能等级进行权限划分。

 

2、 数据采集

台提供毫秒级数据采集能力,采用高效压缩算法将生产过程的各类数据采集存储于统一数据中心的实时历史数据库中。平台数据采集方式采用冗余的方式进行采集,进一步保证了数据监测的安全可靠。

 

3、 Web服务

平台软件配置独立的Web发布服务器,Web通讯的负载均衡使系统具备高容量的数据吞吐能力和良好的健壮性,保证客户端的并发访问。客户端不需要特殊的驱动程序或支持软件,即使您远离现场,也可以通过企业的内部网络,在任何一个科室的工作站上用标准的浏览器浏览生产过程。

 

4、 统一消息

平台通过底层统一的数据总线接口将感知层数据统一采集上传,统一到一体化的数据中心。实现全矿井安全生产及监测子系统的集成,通过数据集成平台的上的综合展示、曲线报表、故障报警等功能模块,进行统一融合展示。

 

5、 报表管理

具备统一的报表管理模块,通过报表中心模块,可以对全矿井接入系统的数据按照要求制作成不同的报表输出,以便于全矿井管理中用到的不同报表需求。

 

6、 日志管理

具有平台运行管理日志记录功能,该日志模块的使用,记录了平台软件在运行过程总出现的各种事件或问题,以便于对监测监控平台软件的管理和维护工作。

 

7、 联动告警

通过视频监控系统实现操作界面与现场视频信号的交互,实时查看现场运行工况,并根据事故报警等级调用监控画面,当报警及故障发生时,可以及时自动弹出现场画面,方便操作员及时处理系统故障。

 

8、 自动化系统功能

通过SCADA软件工业数据接口可实现与煤矿自动化监控子系统实现无缝对接,并通过实时数据库把数据提供给平台的历史数据库进行数据存储。对数据进行综合分析、挖掘、整理,加工利用,在推动矿井实现自动化、信息化、智慧化的同时,能更好的保障煤矿安全生产。

 

9、 扩展接口

系统接口、功能都可扩充,留有子系统接口模块,在子系统数量增加或数据量增加时应不影响现有系统功能和结构,能够方便后续其他系统模块的扩展。监测监控平台具有开放的数据接口,可向其他的信息化平台提供Web API、MQTT等接口,经过授权的应用可获取权限范围内的所有数据及组态画面。

 

应用总结

以eForceCon产品构建的煤矿数据集成监测平台,通过各子系统的数据采集、转换、传输、显示与存储。彻底解决了“信息孤岛”现象,其稳定、可靠、高速、多平台的真正融合在实际应用中得到了较为理想的综合显示效果。

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