基于安全隔离的煤矿多业务接入应用研究

论文摘要

近年来煤矿生产事故频发,煤矿安全生产是个亟待解决的问题,随着信息化水平的不断提高,远程监测监控技术在煤矿生产系统将会发挥巨大的作用。基于安全隔离的煤矿多业务接入系统是煤矿数字化瓦斯远程监测监控系统的一部分,将井下自动化生产、控制、监测等系统的多种业务接入集成到企业网络平台上,在企业网随时可以监测井下安全生产的情况,也可以在矿级以上的单位实现安全生产指挥调度。本文首先通过分析煤矿的多种监测系统并存和工业网与企业网之间无法安全连接现状后,提出了多业务整合以及工业网和企业网单向隔离的解决方案,并从总体框架上设计基于安全隔离的煤矿多业务接入系统,设计并实现了“煤矿数字化瓦斯远程监测监控系统”软件的数据整合和单向传输。本文重点讲述了软件实现中作者所做的具体工作:(1)数据库的设计;(2)提出多业务接入和安全隔离难点技术解决方案。在对实现过程的描述中,介绍了系统所用到的核心技术:DDE数据交换法,OPC数据采集、FTP数据采集,UDP远程通信技术,多线程程序实现。该方案作为课题组863项目“煤矿数字化瓦斯远程监测监控系统”的基础数据接入部分,在淄博矿业集团陕西亭南煤矿进行了现场实验,试运行以来,基本技术指标达到了预期效果。最后对以上工作进行了总结,通过分析远程监测监控技术的发展趋势,对该系统的进一步完善提出要求,进行展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外相关领域的现状和发展趋势
• 1.2.1 安全隔离
• 1.2.2 多业务接入系统
• 1.3 本论文的目的和研究意义
• 1.4 本论文所做工作及论文结构
• 2 相关技术和理论基础
• 2.1 工业网与企业网互联的安全隔离技术
• 2.2 UDP 协议
• 2.3 FTP 技术
• 2.4 DDE 技术
• 2.5 OPC 技术
• 2.6 多线程技术
• 3 安全隔离多业务接入解决方案
• 3.1 安全隔离多业务接入设计
• 3.1.1 安全隔离系统建模
• 3.1.2 基于安全隔离的多业务接入系统结构
• 3.2 多业务接入技术构成
• 3.2.1 数据采集
• 3.2.2 数据传输
• 3.2.3 数据处理
• 3.3 系统硬件相关要求
• 3.3.1 安全性要求
• 3.3.2 功能性要求
• 4 基于安全隔离的煤矿多业务接入系统实现
• 4.1 系统开发环境
• 4.2 数据通信协议
• 4.3 数据采集
• 4.3.1 数据接口技术要求
• 4.3.2 基于FTP 采集数据
• 4.3.3 基于DDE 数据采集
• 4.3.4 基于OPC 数据采集
• 4.4 数据传输
• 4.4.1 实现单向传输
• 4.4.2 定义数据体传输单元
• 4.5 数据处理和存储
• 4.5.1 报文解析
• 4.5.2 多线程技术在数据处理中的运用
• 4.5.3 数据存储
• 4.5.4 数据处理运行界面
• 4.6 数据库
• 4.6.1 数据库的选择
• 4.6.2 数据库设计准则
• 4.6.3 概念结构设计
• 4.6.4 数据库逻辑设计
• 5 基于安全隔离的煤矿多业务接入系统在淄矿集团亭南煤矿中的运用
• 5.1 亭南煤矿远程综合监测系统
• 5.1.1 淄矿集团亭南煤矿矿井介绍
• 5.1.2 淄矿集团亭南煤矿数字化瓦斯远程监测监控系统总体概述
• 5.1.3 整体运行情况
• 5.1.4 系统作用
• 5.1.5 系统功能
• 5.2 安全隔离多业务接入系统在淄矿集团亭南煤矿中的运用
• 5.3 淄矿集团亭南煤矿数字化瓦斯远程监测监控系统达到效果
• 6 总结
• 6.1 本文总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文