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煤礦綜合自動化軟件集成平臺華洋通信科技股份有限公司智能化部1主要內容煤礦綜合自動化信息化概述23綜合自動化軟件集成平臺iFIX架構4集成平臺的搭建2022/12/4

煤礦綜合自動化信息化建設背景

我國煤礦綜合自動化與信息化建設相對落后,許多礦井雖建有各種監控系統,但各子系統往往采用不同廠家的設備和方案，各子系統之間的信息無法集成和共享,難以為全礦的決策提供有效的數據支持。針對這種情況，需要建設一個統一的綜合自動化信息化集成平臺，可以將大量的工業監控的數據以及各種信息子系統的數據通過礦井工業以太網傳輸到綜合自動化信息化集成平臺進行統一的數據整合和統一的數據表現。煤礦綜合自動化信息化建設背景同時，系統提供對外的數據轉換，可以將集成過來的數據轉換為上級單位或兄弟單位需要的數據格式，實現與其他系統的集成。

系統提供數據轉換標準管理模塊，能夠實現自定義各種數據標準，然后將其轉換為系統需要的報表。煤礦綜合自動化信息化建設是保證煤礦安全生產的需要。世界主要產煤國家百萬噸死亡率對比表（2004年的數據）煤礦綜合自動化信息化中國煤礦百萬噸死亡率對比表煤礦綜合自動化信息化煤礦綜合自動化信息化國務院辦公廳關于進一步加強

煤礦安全生產工作的意見國辦發〔2013〕99號各省、自治區、直轄市人民政府，國務院各部委、各直屬機構：

煤炭是我國的主體能源，煤礦安全生產關系煤炭工業持續發展和國家能源安全，關系數百萬礦工生命財產安全。近年來，通過各方面共同努力，煤礦安全生產形勢持續穩定好轉。但事故總量仍然偏大，重特大事故時有發生，暴露出煤礦安全管理中仍存在一些突出問題。黨中央、國務院對此高度重視，要求深刻汲取事故教訓，堅守發展決不能以犧牲人的生命為代價的紅線，始終把礦工生命安全放在首位，大力推進煤礦安全治本攻堅，建立健全煤礦安全長效機制，堅決遏制煤礦重特大事故發生。為進一步加強煤礦安全生產工作，經國務院同意，現提出以下意見：煤礦綜合自動化信息化（十二）大力推進煤礦安全質量標準化和自動化、信息化建設。深入推進煤礦安全質量標準化建設工作，強化動態達標和崗位達標。煤礦必須確保安全監控、人員定位、通信聯絡系統正常運轉，并大力推進信息化、物聯網技術應用，充分利用和整合現有的生產調度、監測監控、辦公自動化等信息化系統，建設完善安全生產綜合調度信息平臺，做到視頻監視、實時監測、遠程控制。縣級煤礦安全監管部門要與煤礦企業安全生產綜合調度信息平臺實現聯網，隨機抽查煤礦安全監控運行情況。地方人民政府要培育發展或建立區域性技術服務機構，為煤礦特別是小煤礦提供技術服務。

煤礦綜合自動化信息化概念

煤礦綜合自動化信息化是指利用先進的網絡技術、自動控制技術、通信技術、計算機技術、視頻技術，將煤炭生產全過程建成一個以工業以太環網+現場總線為網絡平臺的礦井綜合自動化系統，實現信息、數據的連通與共享，將功能集成為不同的應用系統聯系起來協調有序運行，從而避免信息孤島的出現，使得信息資源和設備資源得以充分發揮，提高礦井安全生產管理水平，實現礦井高效運行。

煤礦綜合自動化信息化概念

具體為：把采掘生產設備監控系統、皮帶運輸監控系統、供電監控系統、提升監控系統、壓風監控系統、通風監控系統及其他輔助生產設備監控系統等子系統數據進行集中監控，實現生產及輔助生產各運行參數的統計并上傳至礦區辦公局域網，使得煤礦生產和管理更加科學高效。同時將一些主要生產數據和安全情況向上一級管理部門進行匯報，上一級管理部門可以通過這些數據對煤礦進行遠程實時監視。出現緊急情況發出告警信號。

煤礦綜合自動化信息化發展階段發展階段綜合自動化形成和發展大致經歷了四個時期:1.自動化設備的出現和應用該時期自動化技術的發展是出于人們生活的實際需要，例如指南車、候風地動儀、風磨等，此時自動化技術掌握在能工巧匠手中，并沒有形成理論。2.自動化技術形成時期該時期自動調節系統已廣泛應用于工業領域，人們為解決自動調節系統的穩定性問題而逐步研究出自動調節系統的穩定性判斷依據，形成自動化理論雛形，進入20世紀后經典控制理論誕生。煤礦綜合自動化信息化發展階段發展階段3.局部自動化時期該時期經典控制理論得以形成和發展，局部自動化開始廣泛應用，電子數字計算機的發明和應用促進了自動化的發展，此時經典控制理論占據主導地位。4.綜合自動化信息化時期現代控制理論開始形成發展并逐步取代經典控制理論。迅速產生多個分支，朝著大系統、智能化等方向發展。計算機技術的發明和廣泛應用，極大的推動了綜合自動化的發展。

未來煤礦將朝著智能化、無人化方向發展。煤礦綜合自動化信息化系統結構圖煤礦綜合自動化信息化內容

煤礦綜合自動化系統包括風機在線監測監控（通風安全環境監測）子系統、瓦斯抽放監測（管道瓦斯抽放監測與控制）子系統、火災預報束管監測（煤層自然發火實時分析）子系統、工業電視監視系統子系統、電力監測子系統、膠帶機監測子系統、主副（斜）井提升監測子系統、礦壓監測（礦井沖擊地壓實時分析及專家診斷預測與控制）子系統、礦用自動防塵撒水控制（皮帶機頭自動噴水降塵）子系統、機車調度子系統、考勤子系統、電話通訊子系統、電視會議子系統、計算機網絡子系統等等。煤礦綜合自動化信息化內容綜合自動化系統具有將上述各控制子系統無縫集成的能力，系統提供統一的數據接口,每個子系統用一個軟件適配器與綜合監控平臺數據交互。數據接口采用標準的UDP通信接口，系統支持瓦斯監測、視頻監控、配電監測、機電設備監控管理等各種子系統的軟件適配。系統架構是全開放的，擴展能力很強。每接入一種子系統模塊，只需要一個適配程序。系統初建時可根據需求和條件先建最急需的最基本的核心平臺，然后分期分批增加各種子系統及不斷升級，最后建成最完善的系統。煤礦綜合自動化信息化內容煤礦綜合自動化信息化內容基本模型地面排生產安全后勤保障經濟核算管理決策層數據倉庫信息處理信息挖掘信息融合故障診斷專家系統信息集成層信息采集及施用層礦山綜合自動化平臺工作面膠帶運輸提升系統井下供電井下排水地面供電地面壓風通風系統水處理系統安全監測辦公自動化專家決策支持物資管理生活保障管理銷售管理生產計劃與統計生產保障管理考勤與勞資網絡安全生產信息管理生產監控調度指揮安全系統生產系統電力系統消防系統瓦斯抽放防滅火人員監測選煤廠鍋爐房井下降溫給水系統煤礦綜合自動化信息化內容煤礦綜合自動化信息化內容煤礦未來發展趨勢依據“以信息化帶動自動化、自動化促進信息建設”的原則，煤礦將按照行業發展要求建設成為現代化、數字化礦山，實現“裝備現代化、生產自動化、管理信息化”。建設管控一體化礦井也就成為礦井建設的必然趨勢。基于iFIX的自動化信息集成平臺

概述

管控一體化就是建立全集成的、開放的、全廠綜合自動化的信息平臺，把企業的橫向通信(同一層不同節點的通信)和縱向通信(上、下層之間的通信)緊密聯系在一起，通過對經營決策、管理、計劃、調度、過程優化、故障診斷、現場控制等信息的綜合處理，形成一個意義更廣泛的綜合管理系統。“管控一體化”礦山架構遵循了前述三層架構，實現三者之間信息集成和交換，沒有完整的信息集成平臺，很難實現信息集成和應用。

基于iFIX的自動化信息集成平臺

概述由于煤礦存在不同的底層基礎自動化系統，包括各種現場總線控制系統（FCS）、DCS和PLC；ERP/MIS產品也在不斷變化，需要實現信息交互與集成。中間層生產管理系統如果在自己的生產過程信息平臺上獨立運行，會出現不利于企業的信息集成和使用安全。因此，需要統一考慮一個信息集成平臺，實現過程信息的集成與統一、過程信息與管理信息的集成與交互，這就是綜合自動化信息集成平臺。

Email:B3891812@基于iFIX的自動化信息集成平臺

綜合自動化信息集成平臺是基于工業實時數據庫、工業組態軟件而開發的軟件平臺，集數據通信、處理、采集、控制、綜合職能判斷、圖文顯示為一體的綜合數據應用軟件系統，能在各種情況下準確、可靠、迅速地做出反應，及時處理，協調系統工作，達到實時、合理監控的目的。

綜合自動化信息集成平臺包括數據采集系統、上位監控組態軟件、實時數據庫、信息門戶等部分。分析舉例管控一體化數據集成分析舉例分析舉例如上圖所示，每天有數以萬計來自生產現場的工業級實時數據產生。這些數據對各系統的操作員、集控員來說都是必須的、重要的，但對各科室、車間的領導來說，他們關心的是系統整體情況，如安全異常、設備異常、產量統計等，而礦、集團領導層更關心礦端匯總信息。因此，在工業級實時數據里，只有管理層關心的綜合數據才進入信息數據庫（關系數據庫）供信息管理系統使用，而在管理級數據中，也只有部分關鍵數據被抽取加載到數據倉庫，供高層領導分析決策使用。這種狀況可以用下圖的金字塔來形象分析舉例2022/12/4

1、信息的綜合功能2、WEB瀏覽功能3、數據系統分級管理4、實時報警故障記錄5、完整的事件記錄6、擴展功能

7、系統安全性8、故障報警分析統計9、綜合查詢10、系統總圖11、煤流監測12、歷史曲線13、故障報警分析

綜合自動化信息集成平臺功能1、信息的綜合功能礦井工業控制環網將需接入的各子系統信息通過標準的數據交換方式與綜合監控中心進行數據存取，并將各子系統的信息進行綜合處理。礦井綜合自動化后臺管理系統負責將實時、歷史及綜合分析后的信息提供給系統中的用戶。要求網絡功能完全滿足礦井的需求，具有良好的可靠性，兼容性、擴容性，支持C/S、B/S模式。2、Web瀏覽功能

礦井綜合自動化信息集成平臺可將各子系統顯示的各類實時動態圖形（符合要求的）轉換為HTML或XML，供客戶通過IE瀏覽。同時在綜合監控調度中心組態綜合實時動態圖形供用戶瀏覽。3、數據系統分級管理設定不同權限，實現安全監測信息、設備運行信息及其他安全信息的分類顯示。在不同的工作站，不同的操作人員，進入不同的系統需要設置不同的訪問權限。Email:B3891812@4、實時報警故障記錄設定不同權限，實現安全監測信息、設備運行信息及其他安全信息的分類顯示。在不同的工作站，不同的操作人員，進入不同的系統需要設置不同的訪問權限。5、完整的事件記錄對所有涉及系統配置操作，對子系統實施控制的操作及一些重要的操作，系統都進行完整的記錄，包括：操作時間、操作者、操作碼及描述、節點名等。為系統的事故追查及重演提供重要的信息。6、擴展功能礦井綜合自動化信息集成平臺采用統一標準的數據接口采集各監測系統的數據，保證采集數據的準確性。接口數據具有實時性與可擴展性，可滿足實時數據的要求。當監測數據有增、減等變動時，應自動反映到系統中。同時，可將各監測系統的數據進行專業級處理后，作為上一級信息網的信息源。選用計算機和系統軟件應留有備用容量和接口，可以很方便地進行擴展,以滿足將來全礦井的需要。7、系統安全性系統健壯、抗干擾能力強、容錯性好，具有優良的安全驗證體系，支持系統的安全性恢復，支持數據備份，保證系統安全可靠。網頁的訪問必須通過口令，沒有授權的用戶不能查看網頁。通過對網絡加設路由器及防火墻，安裝網絡版防病毒軟件，具有網絡冗余、備份數據機制，最大可能的實現網絡及數據的安全性。Email:B3891812@9、綜合查詢系統自動統計出昨日、當日、當前的報警故障個數，并可點擊查看相應詳細信息，可以按子系統、類別、等級、日期段等條件查詢和統計歷史報警或故障信息。8、故障報警分析統計系統可以查詢任何系統中設備的開停情況，如開時間、次數等，可查看累計量信息及統計圖表，還可查看整個系統的網絡故障信息可方便用戶管理。Email:B3891812@10、系統總圖

《全礦井自動化系統總圖》中可以快捷查看某設備的開停統計、故障統計，設備固有參數等信息的查詢。綜合各子系統的數據，對煤的生產過程從采煤機－皮帶－煤倉－提升－選煤廠等整個生產流程進行全過程監測。11、煤流監測12、歷史曲線

對采集到的電流、電壓、CH4濃度等模擬量信息進行存儲，并以曲線的形式對歷史信息進行展示。當系統出現故障和報警的時候會自動彈出窗口或彈出報警條，根據用戶自定義的等級嚴重性排序，并提供聲光報警。依據其影響程度進行分類、分級。類別包括：影響安全、影響生產、普通報警或故障；等級包括：一級、二級、三級。13、故障報警分析

基于SCADA結構的組態開發環境

系統監控軟件采用組態軟件作為開發平臺，目前常用的組態軟件有：

三維力控：ForceControl6.0，驅動種類較多，具有支持多種專業通信協議的版本。

昆侖通態：MCGS6.2，驅動種類較多，較為簡單，容易掌握。

組態王：KINGVIEW6.53，驅動種類較多，動畫種類豐富。基于iFIX的自動化信息集成平臺Email:B3891812@

西門子：wincc6.0,數據庫功能強大，全面支持西門子工控產品，過程數據庫較強。

WONDERWARER:FactoryA2，組態界面采用Intouch9.5,采用面向對象編程，功能強大，優秀的過程數據庫，專業編程能力要求高。我公司選用iFIX作為綜合自動化信息集成開發平臺?；趇FIX的自動化信息集成平臺為什么選用iFIX?

iFIX是全球最領先的HMI/SCADA自動化監控組態軟件，已有超過400，000套以上的軟件在全球運行。世界上許多最成功的制造商都依靠GEFanuc的iFIX軟件來全面監控和分布管理全廠范圍的生產數據。在包括煤炭、冶金、電力、石油化工、制藥、生物技術、包裝、食品飲料、石油天然氣等各種工業應用當中，iFIX獨樹一幟地集強大功能、安全性、通用性和易用性于一身，使之成為任何生產環境下全面的HMI/SCADA解決方案。利用iFIX各種領先的專利技術，可以幫助企業制定出更快、更有效的商業及生產決策，以使企業具有更強的競爭力?；趇FIX的自動化信息集成平臺iFIX特性易于擴展和集成

由于運用了直觀的圖形工具，iFIX的用戶可以快速上手，簡單快捷地為他們的生產過程創建高性能的過程窗口。無論是簡單的單機人機界面(HMI)，還是復雜的多節點、多現場的數據采集和控制系統(SCADA)，iFIX都可以方便地滿足各種應用類型和應用規模的需要。iFIX靈活的系統結構意味著：iFIX不但可以滿足當前系統應用的需要，還可以在將來需要的時候隨時方便地擴展系統規模。iFIX特性分布式網絡結構

iFIX提供真正的分布式、客戶/服務器結構，為系統提供最大的可擴展性。無論是Server和Client功能運行在單一計算機，實現簡單的單機人機界面(HMI)，還是網絡復雜的分布式多Server和多Client數據采集和控制系統，iFIX都可以保證優異的性能。iFIX軟件架構PROFICY產品發展史

FIX32FIX7.0英文版WIN98/NT/2000FIX7.0C中文版WIN98/NT/2000FIXDYNAMICSiFIX1.0英文版WINNTiFIX2.1英文版WINNTiFIX2.2英文版WINNTiFIX2.5英文版WINNT/2000iFIX2.6英文/中文版WINNT/2000iFIX3.0英文/中文版WINNT/2000/XPiFIX3.5英文/中文版WINNT/2000/XP/2003iFIX4.0英文/中文版WINNT/2000/XP/2003iFIX4.5英文/中文版WINNT/2000/XP/2003……iFIX5.0英文/中文版WINNT/2000/XP/2003……iFIX5.1英文/中文版WINNT/2000/XP/2003/2008/win7……iFIX5.5英文/中文版WINNT/2000/XP/2003/2008/win7……iFIX5.8英文/中文版iFIX5.9英文/中文版iFIX軟件架構iFIX軟件架構-按I/O點數量按連接現場的I/O點的數量劃分75點、150點、300點、900點、Unlimited(無限點)。iFIX軟件架構按數據采集/顯示功能分為SCADA版、iClient版、SCADAPak(HMIPal)版；按使用方式劃分為開發版(Developer)、運行版(Runtime)、只讀版(ReadOnly)；按組件功能分為標準版(Standard)、增強版(PLUS)、專業版(Profession)；iFIX軟件架構-數據采集/顯示功能SCADA服務器-SCADA-SupervisoryControlAndDataAcquisition監視控制和數據采集-通過I/O驅動軟件和過程硬件進行通信-建立并維護過程數據庫-具有數據采集和網絡管理功能，而無圖形顯示的節點稱為一個盲SCADA服務器iFIX軟件架構-數據采集/顯示功能iFIX軟件架構-數據采集/顯示功能2.iClient版本

是不具有SCADA功能的節點-該節點不能直接從PLC采集數據，而是從SCADA節點獲取數據-可以顯示圖形、歷史數據及執行報表-該節點有時稱為VIEW或HMI節點注釋：HMI-Human/MachineInterface人機接口iFIX軟件架構-數據采集/顯示功能3.SCADAPak版同時具有SCADA和iClient功能的節點稱為（有些書籍稱為HMIPak）-通過I/O驅動軟件和過程硬件進行通信，并顯示圖形、歷史數據及執行報表-也可通過網絡從其他SCADA節點獲取數據iFIX軟件架構-按照使用方式劃分(1)iFIX-Developer（開發版）可以開發/修改iFix程序和過程數據庫的設計等，能顯示PLC數據狀態，也能控制PLC。(2)iFIX-Runtime（運行版）自身不能開發/修改iFix程序和數據庫，只能運行由Developer或者演示版開發好的iFix程序，但是可以向過程數據庫和PLC寫入數據，即控制PLC。(3)iFIX-ReadOnly(只讀版)

自身不能開發/修改iFix程序和數據庫，也不能向過程數據庫和PLC寫入數據，只能顯示過程硬件的相應數據和狀態，也就是不能控制PLC。iFIX軟件架構-按照使用方式劃分iFIX軟件架構-組件功能

類型功能iFIXStandard標準版(Std)iFIXPlus增強版iFIXProfessional專業版(Pro)FIXHistorian(歷史數據)■■■AllDatabaseBlocks(數據庫塊)無SQL塊有SQL塊有SQL塊VBAEditor(VBA編輯器)■■■EventSchduler(事件調度)■■■Workspace(工作臺)■■■DatabasePack(VisiconX,SQL,ODBC)數據控件◆◆Distributed，Client/ServerNetworking網絡功能◆◆AutoFailover(冗余切換)★AutoAlarmO(自動報警)★Recipe（處方）★OPCPack(iFIXworkspaceOPCClient,iFIXPDBOPCServer)★綜合自動化系統集成平臺架構綜合自動化信息集成平臺的搭建-硬件平臺硬件部分的集成以服務器為核心，為集成平臺提供軟件運行環境的硬件平臺。在監控中心集成平臺中，共有如下的系統：管控服務器、數據庫服務器、Web瀏覽服務器、I/O服務器、網關服務器、工程師站、操作員站、安全設備。綜合自動化信息集成平臺的搭建-硬件平臺1、服務器①管控服務器：2臺，主要放置管理過程數據庫，對實時采集各子系統數據進行集中過程管理，設置報警上、下限，安全區域，電子簽名，刷新速率等數據管理，同時可對數據的變化進行實時的監控，通過調度進行管理，其他客戶端數據皆來源于管控服務器，可以不需要界面功能。主要安裝軟件：iFIXPlusSCADAPakUnlimitedServerVer5.0Chinese，華洋礦井綜合自動化系統數據接口軟件。綜合自動化信息集成平臺的搭建-硬件平臺②數據庫服務器：2臺，存儲綜合自動化系統軟件中抽取的測點的實時歷史數據和統計數據，用于對設備的歷史運行參數進行存儲，系統的運行記錄進行存儲，如設備開、停，電流、電壓，報警等進行存儲。主要安裝軟件：IH，SQLSERVER③Web瀏覽服務器：1臺，安裝在防火墻的非軍事區，通過防火墻的規則，實現外網對內網數據的單向提取，主要用于華洋礦井綜合