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力控eForceCon在煤礦數據集成監(jiān)測平臺系統中的應用案例
系統概況
隨著煤礦生產系統、安全監(jiān)控系統等的不斷完善,煤礦綜合自動化改造日趨緊迫,調度中心與煤礦井下之間的實時通訊與調度面臨更大的挑戰(zhàn),舊有的管理手段和管理模式已無法滿足新的管控需求,力控eForceCon產品在煤礦數據集成監(jiān)測平臺的應用中以自己的產品優(yōu)勢直面這些挑戰(zhàn),可以幫助企業(yè)顯著提升其調度監(jiān)測管理水平。
以eForceCon產品構建的煤礦數據集成監(jiān)測平臺可為管理層提供一個穩(wěn)定,可靠,可信及時的監(jiān)控系統,系統對整個煤礦調度室及監(jiān)控室的運行參數進行采集、存儲、分析、展示以及應用,以實際數據為依據,優(yōu)化并指煤礦的生產運營。系統將礦井各子系統多種類型的監(jiān)控站點的實時數據傳送到數據集成監(jiān)測平臺,供調度中心操作員實時監(jiān)控,畫面也可同時呈現在大屏幕顯示系統上。
系統設計
SCADA 平臺組態(tài)軟件以分布式區(qū)域實時數據庫為核心,分布式實時數據庫技
術可以保證生產數據精確輸出并完成可視化。其主要實現目標如下:
數據全面采集

實現礦井多源異構數據的全面采集。

監(jiān)測及報表

在瀏覽器上訪問、控制、瀏覽、打印、導出系統監(jiān)測及報表。

重要信息提示

統籌查看整個礦井系統的所有重要信息提示。

不同報表需求

按要求制作成不同的報表輸出,滿足全礦井管理中用到的不同報表需求。

管理和維護

記錄平臺軟件在運行過程中出現的各種事件或問題,以便于對監(jiān)測監(jiān)控平臺軟件的管理和維護工作。

數據存儲

實現煤礦自動化監(jiān)控系統的無縫對接,并通過實時數據庫把數據提供給綜合管控平臺的歷史數據庫進行數據存儲。

集成標準及數據標準

監(jiān)測監(jiān)控平臺向煤礦智能礦山系統平臺、提供開放協議和接口,分別提供集成標準及數據標準。

授權應用

授權應用可獲取權限范圍內的所有數據及組態(tài)畫面。

系統架構

該SCADA平臺組態(tài)軟件以分布式區(qū)域實時數據庫為核心,保證生產數據精確輸出并完成可視化;支持獨立的歷史歸檔數據庫,可進行海量歷史數據歸檔,方便歷史數據追憶;具備分布式的數據源管理模式,可視化人機交互界面無需編程,直接通過遠程數據源的組態(tài)方式就能與遠程數據庫進行信息交互,完成生產監(jiān)控、查詢、曲線分析等各項功能,滿足企業(yè)“兩化融合”的需要;具備靈活的架構,能滿足現有多種系統架構要求。

系統主要包括調生產現場監(jiān)控、生產調度系統、管理中心系統。生產現場監(jiān)控,需要配備場站監(jiān)控(冗余監(jiān)控系統)和觸摸屏(單機或觸屏監(jiān)控系統),生產調度系統主要配備實時數據庫、歷史數據庫、遠動OPC服務器、操作員站及部署服務器等,管理中心系統主要配置企業(yè)級實時歷史數據庫和企業(yè)實時信息門戶;層級之間配備了隔離網關和防火墻等安全設備保證系統信息安全。

主要系統節(jié)點說明如下:

1. 通信服務器
通訊服務器能以有線,無線等多種通訊方式與地理分散的控制設備進行實時采集與控制,通訊服務器將實時數據提供給SCADA系統的實時及歷史服務器來完成數據的上傳與指令下達。通信服務器支持冗余配置,支持設備冗余。SCADA平臺組態(tài)軟件的通訊服務程序可獨立進行部署。
2. 實時數據服務器
實時數據庫的分層結構設計方便“海量”的數據管理與歷史數據歸檔管理,提供了參數的“動態(tài)”注冊的負載均衡機制,圖形監(jiān)控系統與數據處理和歸檔采用分離結構可以構造復雜靈活的分布式生產調度系統。
3. 歷史數據服務器
對實時數據進行海量歷史數據歸檔,提供歷史數據接口服務。歷史數據存儲歸檔支持數據定時存儲、條件存儲、變化壓縮存儲、趨勢壓縮存儲等多種技術,具備更強大的生產數據分析與統計功能。
4. 遠動及OPC服務器
以遠動規(guī)約或者OPC服務方式向上一級系統提供數據。
5. Web服務器
提供監(jiān)控組態(tài)畫面的Web發(fā)布服務。Web客戶端與網絡服務器的實時數據傳輸采用事件驅動機制、變化傳輸方式,因此通過互連網遠程訪問力控Web服務器,IE“瘦”客戶端顯示的監(jiān)控數據具有更好的實時性。
6. 部署服務器
提供整個系統工程的開發(fā)部署、畫面組態(tài)等,并對各節(jié)點工程進行統一管理。
7. 網絡安全防護
系統采用縱深防御和安全分區(qū)設計,將全網劃分為多個不同的網絡安全層次,使層級間具備方位路徑控制、入侵檢測與防護、技術隔離與安全審計能力,構建在安全管理中心支持下的計算環(huán)境、區(qū)域邊界、通信網絡三重防御體系,以實現系統安全互聯、區(qū)域邊界安全防護和計算環(huán)境安全,據層級間的邊界防護,層內安全,主機安全及數據安全的要求,在各個分系統中部署力控工業(yè)安全防護隔離設備pSafetyLink,系統可將病毒及網絡黑客行為徹底隔離在外網,最大限度的保護生產系統的安全和可靠運行。
1、 權限管理

平臺權限管理通過角色與用戶的定義,可使不同的用戶在該平臺上體驗不同的瀏覽內容。對于不同的管理權限,查看不同的系統以及系統模塊內容。系統中每個系統功能塊大致可分為:數據總覽、報表圖表查看、詳細數據查看、基礎配置;用戶按照部門、角色進行權限劃分,也可以按照模塊、功能等級進行權限劃分。

 

2、 數據采集

臺提供毫秒級數據采集能力,采用高效壓縮算法將生產過程的各類數據采集存儲于統一數據中心的實時歷史數據庫中。平臺數據采集方式采用冗余的方式進行采集,進一步保證了數據監(jiān)測的安全可靠。

 

3、 Web服務

平臺軟件配置獨立的Web發(fā)布服務器,Web通訊的負載均衡使系統具備高容量的數據吞吐能力和良好的健壯性,保證客戶端的并發(fā)訪問??蛻舳瞬恍枰厥獾尿寗映绦蚧蛑С周浖?,即使您遠離現場,也可以通過企業(yè)的內部網絡,在任何一個科室的工作站上用標準的瀏覽器瀏覽生產過程。

 

4、 統一消息

平臺通過底層統一的數據總線接口將感知層數據統一采集上傳,統一到一體化的數據中心。實現全礦井安全生產及監(jiān)測子系統的集成,通過數據集成平臺的上的綜合展示、曲線報表、故障報警等功能模塊,進行統一融合展示。

 

5、 報表管理

具備統一的報表管理模塊,通過報表中心模塊,可以對全礦井接入系統的數據按照要求制作成不同的報表輸出,以便于全礦井管理中用到的不同報表需求。

 

6、 日志管理

具有平臺運行管理日志記錄功能,該日志模塊的使用,記錄了平臺軟件在運行過程總出現的各種事件或問題,以便于對監(jiān)測監(jiān)控平臺軟件的管理和維護工作。

 

7、 聯動告警

通過視頻監(jiān)控系統實現操作界面與現場視頻信號的交互,實時查看現場運行工況,并根據事故報警等級調用監(jiān)控畫面,當報警及故障發(fā)生時,可以及時自動彈出現場畫面,方便操作員及時處理系統故障。

 

8、 自動化系統功能

通過SCADA軟件工業(yè)數據接口可實現與煤礦自動化監(jiān)控子系統實現無縫對接,并通過實時數據庫把數據提供給平臺的歷史數據庫進行數據存儲。對數據進行綜合分析、挖掘、整理,加工利用,在推動礦井實現自動化、信息化、智慧化的同時,能更好的保障煤礦安全生產。

 

9、 擴展接口

系統接口、功能都可擴充,留有子系統接口模塊,在子系統數量增加或數據量增加時應不影響現有系統功能和結構,能夠方便后續(xù)其他系統模塊的擴展。監(jiān)測監(jiān)控平臺具有開放的數據接口,可向其他的信息化平臺提供Web API、MQTT等接口,經過授權的應用可獲取權限范圍內的所有數據及組態(tài)畫面。

 

應用總結

以eForceCon產品構建的煤礦數據集成監(jiān)測平臺,通過各子系統的數據采集、轉換、傳輸、顯示與存儲。徹底解決了“信息孤島”現象,其穩(wěn)定、可靠、高速、多平臺的真正融合在實際應用中得到了較為理想的綜合顯示效果。

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