基于5G傳輸?shù)拿旱V綜合智能化系統(tǒng)解決方案

（一）系統(tǒng)部署設(shè)計(jì)
本方案選擇力控科技pSpace6和eForcecon系列產(chǎn)品作為綜合智能化系統(tǒng)的平臺(tái)軟件,該系統(tǒng)在煤炭行業(yè)應(yīng)用普遍，應(yīng)用基礎(chǔ)深厚，能夠滿足本礦井綜合自動(dòng)化監(jiān)控的要求。子系統(tǒng)接入采用工業(yè)通信網(wǎng)關(guān)pFieldComm,實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型、安全管理、診斷維護(hù)、報(bào)警及事件處理和授權(quán)服務(wù)。軟件可以實(shí)現(xiàn)以下功能：
?生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集
?流程及設(shè)備組態(tài)監(jiān)控
?數(shù)據(jù)趨勢及報(bào)表
?實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)歸檔
?生產(chǎn)信息Web發(fā)布
根據(jù)XX煤礦礦井自動(dòng)化涉及的子系統(tǒng)情況和生產(chǎn)管理需要，配置包括實(shí)時(shí)服務(wù)器、歷史數(shù)據(jù)庫、操作員站、工程師站、WEB服務(wù)器、子系統(tǒng)接入網(wǎng)關(guān)等。
1、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器
數(shù)據(jù)采集是數(shù)據(jù)訪問的首要步驟，本系統(tǒng)通過采集軟件將現(xiàn)場的PLC、分站等智能設(shè)備，支持單臺(tái)服務(wù)器采集5至10萬點(diǎn)數(shù)據(jù)，通過Modbus、電力規(guī)約、OPC?等多種驅(qū)動(dòng)協(xié)議進(jìn)行通訊。在采集層數(shù)據(jù)處理過程中，采集軟件支持多個(gè)數(shù)據(jù)通信協(xié)議可以與西門子、AB、施耐德等主要廠商的控制設(shè)備或任何開發(fā)的控制網(wǎng)絡(luò)通信。并且使用了先進(jìn)的數(shù)據(jù)集成方式，提供卓越的連通性，可以通過多種方式連接到設(shè)備和其它系統(tǒng)，包括?OPC、數(shù)據(jù)庫、文件采集、Web?Service、用戶自定義采集等等。
提供4000個(gè)以上的IO通訊驅(qū)動(dòng)程序及驅(qū)動(dòng)快速開發(fā)工具，保障礦區(qū)各子系統(tǒng)或控制設(shè)備數(shù)據(jù)接入能力和接入效率。
組態(tài)軟件通過硬件設(shè)備的驅(qū)動(dòng)協(xié)議對設(shè)備數(shù)據(jù)采集，如Modbus、OPC、Logic?Ethernet等，通過簡易配置即可從現(xiàn)場控制器中獲取壓風(fēng)機(jī)、主扇設(shè)備、排水設(shè)備、運(yùn)輸皮帶等各種設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)與狀態(tài)，同時(shí)還提供與設(shè)備通訊的狀態(tài)監(jiān)測、鏈路的運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測，包括鏈接超時(shí)、讀寫反饋、發(fā)包次數(shù)等。
組態(tài)系統(tǒng)通過采用符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的?SQL?查詢接口對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)采集，可以無縫地集成各種關(guān)系數(shù)據(jù)庫，例如Microsoft?SQL?Server?、MySQL、Oracle?等。歸檔也可以輕松實(shí)現(xiàn)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫有獨(dú)特的自主歸檔技術(shù)，可以通過例程或者事件觸發(fā)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)歸檔、釋放磁盤空間、備份和恢復(fù)長期存儲(chǔ)文件。通過封裝成熟的ODBC、OLEDB、Oracle等多種接口與關(guān)系數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取。
組態(tài)系統(tǒng)集成了SNMP協(xié)議接口，可針對可網(wǎng)管設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，如網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，通過SNMP接口針對交換機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)獲取整個(gè)礦井?dāng)?shù)據(jù)通訊環(huán)網(wǎng)的通訊鏈路系統(tǒng)狀態(tài)。
為保證數(shù)據(jù)采集服務(wù)器的運(yùn)行穩(wěn)定性，建議配置兩套互為冗的實(shí)時(shí)服務(wù)器。
2、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器
歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器作為煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的核心，是分析展示軟件的數(shù)據(jù)來源，它實(shí)時(shí)記錄采集的各子系統(tǒng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并長期保存，為煤礦生產(chǎn)及管理提供數(shù)據(jù)支持，并為網(wǎng)絡(luò)中的其它服務(wù)器和工作站提供數(shù)據(jù)服務(wù)。為了保證歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)安全性，配置兩臺(tái)服務(wù)器，以磁盤陣列的方式進(jìn)行雙機(jī)熱備冗余。
?特點(diǎn)
極高的安全可靠性和資料數(shù)據(jù)的恢復(fù)能力。
支持多平臺(tái)結(jié)構(gòu)，支持標(biāo)準(zhǔn)的開放數(shù)據(jù)接口(ODBC)。
數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)效率，以有效的壓縮方式保證現(xiàn)場所有的能源和生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息的完整性；計(jì)算分析結(jié)果，歷史數(shù)據(jù)能夠在線長期保存（5年以上），壓縮的資料恢復(fù)時(shí)間在秒級以內(nèi)。
足夠的系統(tǒng)開放性，可維護(hù)性和二次開發(fā)能力及數(shù)據(jù)的緩沖能力，以及針對全礦廠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力。
3、操作員站
提供給調(diào)度中心操作人員使用，實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)的統(tǒng)一監(jiān)控和管理，實(shí)現(xiàn)對多個(gè)子系統(tǒng)的集中展示、集中監(jiān)控。
操作員站作為人機(jī)界面（HMI），通過多媒體手段（畫面、聲音等）及圖表分析工具，為使用者提供各子系統(tǒng)形象直觀的現(xiàn)場過程數(shù)據(jù)、過程報(bào)警、事件報(bào)警等。
操作員站，可劃分為多種操作員站，按照職責(zé)和業(yè)務(wù)范圍的不同，分為通風(fēng)、主運(yùn)、安全監(jiān)控、排水、技術(shù)支持等。監(jiān)控操作員站，側(cè)重于對生產(chǎn)過程設(shè)備的操作和控制，主要使用生產(chǎn)工藝流程圖和設(shè)備的細(xì)節(jié)圖等。安全操作員站，只監(jiān)測不控制，側(cè)重于對生產(chǎn)過程中的異常情況、報(bào)警和停機(jī)事件的處理。技術(shù)支持操作員站，對停機(jī)、故障等事件進(jìn)行分析，能夠使用歷史數(shù)據(jù)、趨勢圖、統(tǒng)計(jì)圖等。
?組態(tài)系統(tǒng)的主要功能有數(shù)據(jù)訪問、設(shè)備操控管理、系統(tǒng)報(bào)警管理、系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析設(shè)計(jì)、智能定位、視頻接入、Web發(fā)布以及多樣化移動(dòng)應(yīng)用等。該系統(tǒng)能夠使生產(chǎn)工況信息有效集成，可將各個(gè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效整合，同時(shí)可靠的報(bào)警管理，完善的系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析設(shè)計(jì)，豐富的業(yè)務(wù)應(yīng)用及多樣化的交互式應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)智能化監(jiān)控管理，進(jìn)而確保系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。
系統(tǒng)配置XX用戶可用于本地實(shí)時(shí)操作員監(jiān)控站，24小時(shí)在線運(yùn)行，監(jiān)視各個(gè)安全、生產(chǎn)設(shè)備的情況和信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。也可用于本地或遠(yuǎn)程Web訪問。
4、工程師站
提供給調(diào)度中心管理人員使用，工程師站是進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)、維護(hù)的平臺(tái)，可完成如下功能：
?經(jīng)過授權(quán)的維護(hù)人員（維護(hù)工程師），通過工程師站可以對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，包括控制網(wǎng)絡(luò)的組態(tài)設(shè)置（網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增減、通訊速率的設(shè)置等）、人機(jī)界面（HMI）畫面的修改、現(xiàn)場過程數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)和被控點(diǎn)的增減等；
?具有操作員站的全部功能，需要時(shí)可以作為操作員站使用。
5、WEB服務(wù)器
隨著Internet科技日益滲透到生活、生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域,傳統(tǒng)自動(dòng)化軟件的趨勢已發(fā)展成為整合IT與工業(yè)自動(dòng)化的關(guān)鍵。系統(tǒng)提供了For?Internet應(yīng)用版本。其采用B/S結(jié)構(gòu),支持?Internet/Intranet網(wǎng)絡(luò)上的任何一臺(tái)PC機(jī)通過瀏覽器瀏覽工業(yè)現(xiàn)場的實(shí)時(shí)畫面,監(jiān)控各種工業(yè)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)了對客戶信息服務(wù)的動(dòng)態(tài)性、實(shí)時(shí)性和交互性。系統(tǒng)具備將集中監(jiān)控系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成Web發(fā)布系統(tǒng)的功能，運(yùn)行在Web服務(wù)器上，客戶端支持IE、火狐、谷歌等瀏覽器訪問Web發(fā)布系統(tǒng)，根據(jù)不同授權(quán)可查詢不同的生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、信息透明，通過Web發(fā)布、生產(chǎn)信息的LED顯示等各種方式讓各相關(guān)部門人員全方位的了解實(shí)時(shí)生產(chǎn)情況。
Web發(fā)布系統(tǒng)運(yùn)行與組態(tài)系統(tǒng)相同的監(jiān)控畫面,瀏覽器客戶端與Web服務(wù)器保持高效的數(shù)據(jù)同步,通過網(wǎng)絡(luò)可以在任何地方獲得與Web服務(wù)器上相同的畫面和數(shù)據(jù)顯示、報(bào)表顯示、報(bào)警顯示等。同時(shí)可以方便快捷的向工業(yè)現(xiàn)場發(fā)布控制命令,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制的功能。系統(tǒng)具有以下幾點(diǎn)技術(shù)特性：
（1）實(shí)現(xiàn)工程發(fā)布、工程下載、畫面展示和數(shù)據(jù)訪問等功能;
（2）支持工程中所有控件的發(fā)布;
（3）Web服務(wù)器能夠直接引用數(shù)據(jù)服務(wù)器端的變量;
（4）需要單獨(dú)建立一個(gè)工程作為Web服務(wù)器進(jìn)行發(fā)布;
（5）為客戶端提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)等。
（6）數(shù)據(jù)服務(wù)器由IO服務(wù)器、冗余服務(wù)器、采集服務(wù)器以及歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器組成。
（7）任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)都可以下載客戶端工程,從Web服務(wù)器上讀取變量并實(shí)時(shí)更新畫面。

（二）平臺(tái)功能設(shè)計(jì)
綜合智能化系統(tǒng)需要采集全礦井的生產(chǎn)信息和安全信息，將礦井中有關(guān)安全、生產(chǎn)、電力等主要子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在礦井調(diào)度指揮中心進(jìn)行集中監(jiān)控、集中調(diào)度指揮，實(shí)現(xiàn)管控一體化，具備信息化數(shù)據(jù)接口。
1、數(shù)據(jù)庫融合
基于數(shù)據(jù)庫的多樣性，數(shù)據(jù)采集過程中需具備數(shù)據(jù)庫融合的功能。本系統(tǒng)支持多種數(shù)據(jù)庫訪問接口，可實(shí)現(xiàn)MES系統(tǒng)、SAP系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互；利用內(nèi)置的數(shù)據(jù)集功能快速的從數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索、聚合、過濾、計(jì)算、更新、反饋等操作，及時(shí)獲取工作計(jì)劃，并可通過設(shè)備運(yùn)行狀況及時(shí)調(diào)整執(zhí)行順序；支持的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫接口有：ODBC、OLEDB、Oracle、SQL?Server等。
2、可視化監(jiān)控
組態(tài)系統(tǒng)由高速引擎呈現(xiàn)實(shí)時(shí)生產(chǎn)監(jiān)控，畫面具有矢量化展示角度，可視化效果形象，更加直觀的反映各個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)狀態(tài)以及運(yùn)行情況。此外，可視化監(jiān)控畫面可進(jìn)行場景漫游，故障定位，設(shè)備巡檢等功能，進(jìn)而更好的實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)監(jiān)控。
2、視頻系統(tǒng)融合
視頻系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)的融合更加方便、快捷、直觀的監(jiān)控調(diào)度現(xiàn)場工作。本系統(tǒng)內(nèi)部集成了ONIVF協(xié)議，可將遠(yuǎn)程的視頻攝像頭數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)部實(shí)時(shí)視頻展示，通過內(nèi)部命令控制視頻攝像頭的監(jiān)測畫面，支持云臺(tái)的操控，可以與設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行捆綁，一旦有報(bào)警事件、設(shè)備故障等突發(fā)事故出現(xiàn)可進(jìn)行數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)。
3、實(shí)時(shí)監(jiān)測
XX煤礦管控一體化平臺(tái)統(tǒng)一使用組態(tài)軟件，將各子系統(tǒng)主要控制設(shè)備和工藝過程控制過程制作相應(yīng)的組態(tài)畫面，組態(tài)界面在顯示終端就可以展示設(shè)備現(xiàn)場的視覺效果。組態(tài)系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示各設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)，支持圖表、組態(tài)畫面、動(dòng)畫等多種顯示方式。提供管控一體化組態(tài)工具及多終端一體化運(yùn)行環(huán)境，以數(shù)據(jù)展示的直觀性（圖形、圖表、曲線、報(bào)表）、圖形格式的矢量化、數(shù)據(jù)監(jiān)控的實(shí)時(shí)性、事件處理的智能性為XX煤礦提供開發(fā)和運(yùn)行環(huán)境。
4、實(shí)時(shí)控制
實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)是由上位機(jī)控制系統(tǒng)、下位機(jī)控制系統(tǒng)和通訊模塊組成集散控制系統(tǒng)。上位機(jī)控制系統(tǒng)使用遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，下位機(jī)包括plc和擴(kuò)展I/O點(diǎn)，上位機(jī)和下位機(jī)之間通過通訊模塊互聯(lián)，通過組態(tài)軟件配置程序控制設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。控制功能包括遠(yuǎn)程手動(dòng)控制、遠(yuǎn)程自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程與就地切換等。
5、報(bào)警管理
遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)在圖形表格中選擇消息變量、消息位、消息文本、錯(cuò)誤點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置各種報(bào)警參數(shù)，隨后設(shè)置監(jiān)視變量和延遲時(shí)間，系統(tǒng)按照設(shè)置參數(shù)進(jìn)行報(bào)警。報(bào)警種類包括故障報(bào)警、通訊故障報(bào)警、模擬量越界報(bào)警、控制失敗報(bào)警、開關(guān)變位報(bào)警等等。報(bào)警可以是聲光報(bào)警、語音報(bào)警、圖形報(bào)警燈。
系統(tǒng)報(bào)警管理是系統(tǒng)能夠安全、穩(wěn)定運(yùn)行的重要核心部分，本系統(tǒng)報(bào)警模塊將分布式企業(yè)范圍內(nèi)的報(bào)警與事件管理體系結(jié)合，設(shè)計(jì)了更準(zhǔn)確、及時(shí)的實(shí)時(shí)報(bào)警管理。本系統(tǒng)基于安全報(bào)警管理規(guī)范，保證報(bào)警的正確分析和制造工廠的事件。
實(shí)時(shí)報(bào)警管理建立在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，根據(jù)標(biāo)簽點(diǎn)的定義，系統(tǒng)能夠定義指定工藝或質(zhì)量點(diǎn)的報(bào)警限，報(bào)警限包括：高限、高高限、低限、低低限、偏差報(bào)警、變化率報(bào)警。實(shí)時(shí)報(bào)警應(yīng)能設(shè)立優(yōu)先級，定義報(bào)警區(qū)和類別。系統(tǒng)在發(fā)生故障等異常情況時(shí)，針對各個(gè)子系統(tǒng)所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理。各種預(yù)警信息應(yīng)提供死區(qū)、延時(shí)、報(bào)警抑制選項(xiàng)，防止在一定時(shí)間內(nèi)的重復(fù)報(bào)警，并可在通信中斷、維護(hù)和測試時(shí)抑制選項(xiàng)，防止在一定時(shí)間內(nèi)的重復(fù)報(bào)警。對設(shè)備的啟停和各項(xiàng)參數(shù)提供常規(guī)的文字和語音報(bào)警外，對系統(tǒng)由低到高采取分級預(yù)警方式實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度輔助決策。
軟件的配置無需任何改動(dòng)，只是做為數(shù)據(jù)源，同時(shí)設(shè)置被監(jiān)測指標(biāo)的限值，簡單易行。
每個(gè)報(bào)警可以單獨(dú)設(shè)置值班人員，報(bào)警重復(fù)次數(shù)，報(bào)警延時(shí)，報(bào)警間隔。
報(bào)警提示可設(shè)置為報(bào)警重復(fù)發(fā)送，直到系統(tǒng)確認(rèn)為止。可實(shí)現(xiàn)分級發(fā)送，比如報(bào)警時(shí)，先發(fā)送給現(xiàn)場人員，一段時(shí)間仍未解決，發(fā)送給工程師，依次類推。
系統(tǒng)設(shè)置可實(shí)現(xiàn)黑白班值守，不同時(shí)間段發(fā)送給不同的值班人員。
報(bào)警信息可實(shí)現(xiàn)定時(shí)發(fā)送信息，比如可定時(shí)發(fā)送給值班人員，或值班人員可通過手機(jī)APP主動(dòng)查詢，隨時(shí)掌握設(shè)備信息。
在運(yùn)行時(shí)，可以隨時(shí)可按組或?qū)蝹€(gè)報(bào)警暫時(shí)禁用，啟用。
6、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)
各種報(bào)警可以單一報(bào)警，也可以設(shè)置關(guān)聯(lián)關(guān)系，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置的關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行聯(lián)合報(bào)警。
7、系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析
系統(tǒng)數(shù)據(jù)的整理、計(jì)算、分析是確保系統(tǒng)信息與操作應(yīng)用的保證。本系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析有運(yùn)營管理統(tǒng)計(jì)分析、生產(chǎn)運(yùn)維統(tǒng)計(jì)分析及設(shè)備運(yùn)行統(tǒng)計(jì)分析構(gòu)成。其主要可實(shí)現(xiàn)的功能如下：
歷史曲線：可查詢各計(jì)量點(diǎn)的歷史曲線。
異常報(bào)警：各計(jì)量數(shù)值異常時(shí)發(fā)出報(bào)警，并保存異常記錄內(nèi)容。
系統(tǒng)的運(yùn)營管理統(tǒng)計(jì)分析可自動(dòng)生成調(diào)度報(bào)表和調(diào)度日志，無需人為參與。管理人員、調(diào)度人員能隨時(shí)查看。具體內(nèi)容包括產(chǎn)量報(bào)表、故障報(bào)表、報(bào)警統(tǒng)計(jì)報(bào)表等。
系統(tǒng)的生產(chǎn)運(yùn)維統(tǒng)計(jì)分析可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)報(bào)警、產(chǎn)能、故障、效率等相關(guān)參數(shù)歷史數(shù)據(jù)的分析和關(guān)聯(lián)性分析，可實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)與往年全年數(shù)據(jù)的對比分析，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)變化規(guī)律和連帶影響參數(shù)，為生產(chǎn)工藝、設(shè)備的優(yōu)化尋求改進(jìn)的策略和方法。
8、統(tǒng)計(jì)報(bào)表
組態(tài)系統(tǒng)具有強(qiáng)大的報(bào)表管理功能，根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置各種數(shù)據(jù)報(bào)表，授權(quán)不同用戶定制開發(fā)和查詢報(bào)表，對各種報(bào)表可以導(dǎo)出電子報(bào)表。