【摘要】文章主要探讨了滕东煤矿机电集控系统建设的统一网络传输平台,将矿井的各个控制系统及各工业现场的视频监控汇聚到集成监控平台,充分考虑了子系统的接入与整合,节省投资、资源共享,提高系统功能,并可与矿信息管理网实现无缝联接,从而为信息化矿井建设奠定坚实的技术基础。
【关键词】滕东煤矿;机电集控;自动化;智慧矿山
0.引言
系统可使各自动化子系统数据在异构条件下可进行有效集成和有机整合,实现相关联业务数据的综合分析,集控中心人员或相关专业部门人员通过相应的权限对安全和生产的主要环节设备实时监测和进行必要的控制,实现全矿井的机电数据采集、生产调度、决策指挥的信息化,为矿井预防和处理各类突发事故和自然灾害提供了有效手段。
1.滕东煤矿机电系统发展历程
滕东煤矿建设于2005年1月开工建设,2010年6月投产验收,核定生产能力45万吨/年,原隶属于山东省监狱管理局,2016年随着国家政策监狱退出煤矿高危行业,整体划转给山东能源枣庄矿业集团有限公司。因政策缺乏投入和维护,原监狱遗留机电设备多为失修、陈旧、落后淘汰产品,自枣矿集团接管以来不断加大对机电设备的更新升级改造,坚持“聚心创新铸精优”的战略定位,秉持“阳光公正、制度管理、服务为基、共赢共享”的发展理念和“真+严”的工作方针,2018年顺利通过国家一级安全生产标准化矿井验收。大力实施“一提双优”工程建设即提高装备升级,优化劳动结构、优化生产系统。倡导无人则安的理念,率先打造了山东能源“单班百人矿井”,坚持安全、高效、绿色、集约发展,同时全面实施“六位一体”管控体系力度,强化资金管控、成本管控和经营业绩的考核。
1.1主排水系统
中央泵房4台主排水泵完成了自动化升级改造,实时获取各种运行参数,收集存储在中央服务器,安装了高清视频监控系统,泵房实现了无人值守,由地面集控室操作水泵启停,减少了水泵司机8人。
1.2压风系统
地面6台压风系统采取集中远程控制方式,实时获取各种运行参数,数据收集存储在中央服务器,安装了高清视频监控系统,实现了无人值守,由地面集控室操作压风机启停,减少了压风司机8人。
1.3主通风机
两台主通风系统,完成了远程智能控制改造和完善了在线监测系统以及各项保护,实现了远程监控、远程倒机,实时获取各种运行参数,数据收集存储在中央服务器,安装了高清视频监控系统,减少了岗位司机8人。
1.4主提升系统
主提升系统现采用ZKTD215/40(1050kW750V85r/min)型低速直联悬挂式直流电动机,调速装置选用西门子6RA70和6RA80两套互备直流调速系统,两套系统可相互切换互为备用,以6RA80系统为主,6RA70系统作为备用。电控系统采用晶闸管直流传动提升机成套电气控制设备和西门子PLC集中控制,目前主井提升系统具备自动运行,无人开车功能,主副井井上下安装了高清视频监控系统,机房安装了工业环网分站,数据收集存储在中央服务器,提升机房和机电集控室均可实时监控动态画面和运行数据。
1.5主运输皮带巷集控系统
实现了主运输皮带自动化建设远程集控系统,实现了远程开停车、各项运行参数上传地面集控室。主运系统有2部强力皮带、1部上仓皮带、3部给煤机,皮带机头机尾和装载点安装了高清视频监控系统,机头配电点安装了工业环网分站,数据收集存储在中央服务器,通过地面集控室实现远程画面监视和集控操作,减少了岗点工10人。
2.主要技术原理及应用情况
滕东煤矿机电集控系统主要包括主机提升系统,副井提升系统、通风系统、压风系统、中央泵房集控系统、主运皮带集控系统。其中通风系统、压风系统、中央泵房集控系统、主运皮带集控系统上位机监控计算机均在机电集控室。主机提升系统,副井提升系统集控上位机在各自的提升车房。集控系统相对分散,不利于人员调度,无法统一了解现场设备运行状态。为了更快捷全面的了解设备运行状态,统一调度,经过技术整合将各个子系统集成到一台上位机。在集控中心设立两台服务器(互为冗余),两台服务器间自动实现数据的同步,并互为热备,当某台服务器故障时,另一台自动接替,以防止数据丢失。
滕东煤矿机电子系统上位机软件均为西门子WINCC系列产品,但是由于各系统实现集控年份不同,导致各WINCC版本不同,WINCC版本从6.2到7.4到博图几乎囊括WINCC的整个发展历程。需要找到各个版本间共同的通讯协议,基于工业通讯标准,我们依靠OPC通讯协议实现各个版本间的数据通讯,OPC基于Microsoft公司的DistributedinterNetApplication(DNA)构架和ComponentObjectModel(COM)技术的,根据易于扩展性而设计,首先修改所有上位机操作系统用户名和密码一致,将需要融合的子系统计算机DCOM配置成OPC服务器形式,融合的这台计算机配置成OPC客户端。配置完成后,WINCC通过OPC通道可以搜索到配置好的OPC服务器,在各个服务器内找到OPC变量,实现现场数据的读取。系统融合到一台上位机后,WINCC通过WEBUX技术将WINCC运行界面发布到WINCCWEB服务器,集控人员便可通过一台上位机查看多个子系统。
系统具有编辑态、置数态和运行态三个状态,在编辑态下可修改系统的一些消息类别、用户文本块和报警临界值,在置数态下可对一些动态变量进行修改,在运行态下只能对实时模拟量数据进行监视。系统提供实时、历史报表曲线。实时曲线画面反映一定时间间隔的实时数据的变化趋势。历史曲线画面反映过去某个时间段的实时数据变化趋势。通过曲线报表将子系统的各个主要设备参数连续的记录并保存,以便以后的查询,调用管理。按时间顺序,将各个历史动作的顺序、时间记录下来,供事后分析用。具有本地和远程启、停功能,具有强大的系统自诊断与故障报警功能,可准确判断设备故障类型、位置,并能提供图像和声音报警提示以及打印输出。
4.结语
自动化信息平台可实现多级设备参数远程监控,实现在线设备状态、相关参数的实时监测、协助、监督,提高大型设备的安全性、重点设备的维护达到高效、实时。通过当前和历史数据进行分析和统计,利用历史追忆的形式分析大型设备的耗能比、各环节的故障率、从而减少各类故障和资源浪费,实现节能增效。可实现集控数据的上传,实现生产管理的信息化,减少现场作业人员,符合国家“机械化换人,自动化减人”工作部署。
参考文献
[1].钱建生《智慧煤矿建设现状与发展方向》
[2].王军李明雷汝海《分布式数据采集监控系统》
[3].雷汝海赵强《矿井带式输送机节能优化与智能控制系统研究》