平台软件功能规格要求

顾桥矿综合自动化系统集成技术要求

一、信息管理层技术要求

1、网络功能概述

顾桥矿井综合自动化控制系统信息管理网（以下简称信息网）由淮南矿业集团信息公司按照集团公司统一的构架进行配置，由顾桥矿井通信站与集团公司通信中心建立1000M 光纤联接。

信息网主要覆盖矿行政办公楼共计十层，此外，矿副总以上领导办公室及业务科室设置信息系统显示终端，初定为30台，实现1000M到桌面。主要实现财务、销售、采购、人力等终端与集团公司总部相应系统的通信，以及对整个煤炭生产的实时情况调度监视和查询。

从网络架构上信息网必须是一套相对独立的网络，与综合自动化控制网、工业电视网是物理隔离的，但同时设计时也必须考虑在一定的安全架构下允许信息网对综合自动化控制网的访问。用户无授权时任何从外部对矿井网络的访问不可以进入设备层。信息网采用独立的网络交换机组成局域网，配置相应的防火墙、防毒墙及防病毒产品实现与外界的安全通讯。为保证矿井有关财务、销售、采购等重要应用信息系统的安全，同时应考虑部署一定的安全措施以防止外部人员的非法入侵。

2、网络设计原则

统一性

投标方应首先考虑信息网必须按照淮南矿业集团信息中心的统一的构架进行配置，遵循矿业集团的统一标准和要求。

开放性

投标方所选用的网络设备及协议必须遵照国际标准的规范，具有良好的操作性、可移植性及升级性，以适应网络技术和矿井发展的需要。

可靠性

1）顾桥矿综合自动化系统三层网络(信息管理层、综合自动化层、设备控制层)均要求达到局部出现故障点

不影响整个网络及其它子系统的正常运行，且便于故

障的查找、排除及日常维护工作的进行。

2）投标方所选用的网络产品（硬、软件）必须是在实际中得到成功应用的国内外知名产品；

3）网络设备必须具备在线切换功能，避免设备停机造成网络长时间中断；

4）采用UPS供电方式并对UPS系统具有监视功能，对雷击采取有效的防护措施。

5）网管软件具备网络分析功能（如交换机掉电、断线远程自动报警功能等）。

6）投标方对网络的设计必须结合矿井的实际情况（矿井自动化整体功能、行政功能划分、各车间、采场的实

际位置、布局以及设备控制层的结构等），在网络拓

扑结构、设备设置、软件包选型等方面充分考虑上述

因素。在交换机、服务器的选型上应考虑所有设备具

备冗余的光口/电口及双电源，便于调试及今后网络正

常运行时的故障查询及排除。

安全性

1）必须设置防火墙、防毒墙；

2）必须安装网络版防病毒软件（建议使用网络安全管理系统，具有IP地址管理、客户端管理及远程监控、网

络设备管理等功能）；

3）

4）

5）必须设立完备的身份认证及操作权限机制；

6）必须设置系统快速恢复机制；

7）必须具备远程维护能力；

8）必须保证信息网与综合自动化控制网的物理隔离，但同时也保证两网间信息通信的安全。

3、网络配置及性能要求

网络拓扑结构如下：

防病毒服务器OA 服务器报表服务器数据库服务器

附:顾桥矿工业自动化网络信息层拓扑结构图

Web 服务器六楼楼层交换机

上图所有设备均设置在行政办公楼内，具体配制要求为：

核心交换机

要求具备三层以上交换功能。

楼层接入交换机

在行政办公楼二楼、六楼各设置四台楼层接入交换机用于行政办公楼楼层之间的连接。

网闸

设置网络物理安全隔离，使信息网与综合自动化控制网实现物理隔离，并能够实现可信网与不可信网的信息授权访问。

防火墙

设置防火墙实现信息网与综合自动化控制网、外界的安全通信。

防毒墙

设置防毒墙将信息网与综合自动化控制网病毒攻击的安全隔离。

服务器

1）数据库服务器：完成信息层与控制层及外部的数据连接、处理等功能；

2）

WEB服务器；

3）防病毒服务器：

4）报表服务器：生成矿井各类报表；

5）OA服务器：完成OA功能；

4、综合信息管理系统功能要求

基于矿业集团目前的管理模式，规划建立集团级统一的供应、工程、销售、计划、安全、资产、人力、工程、财务、行政组织管理系统。矿级信息平台重点在现场、生产技术管理，建立矿井三维可视化信息平台，集成采、掘、机、运、通专业系统的生产调度管理系统。

客户机与服务器的联接采用B/S方式，初定30台终端

可以通过WEB方式浏览矿井各类信息，同时系统应能根据矿井安全、生产的实际需要，主要完成以下功能：

1）实现实时数据库与应用数据库的无缝连接，实现现场模拟状态、状况实时显示。

2)具备OA的基本功能。

3）根据需要自动生成矿井各类报表。

4）根据需要生成、输出各类数据。

5）形成矿井电子档案室并具备查询功能。

6）形成矿井电子设备管理库并具有设备管理功能。

7）实现生产调度管理功能。

二、综合自动化系统技术要求

1、综合自动化系统拓扑结构图

北一(13-1)

采区变电所

-665变电所

井下中央

日用消防水泵房

矿井水处理系统

110k

副井

抽风机

主井

MACH 3005

MS4128-5

MS4128-5MS4128-5

MS4128-5

锅炉房

(11-2)

采区变电所

MS4128-5

2、说明

综合自动化控制网按区域、节点数量、规模划分为2个子环网，即井下子环网、井上子环网，随着矿井的发展，将增设南区井下子环网（将来规划）。井上子环网采用单环单节点组成千兆网（含地面数字视频接入）；井下子环网采用双环双接点方式组成双环网（见综合自动化系统拓扑结构图），前期上百兆单环网，随着千兆环网在井下的成熟使用，再补上千兆单环网，并将前期百兆单环网升级到千兆级，最终实现井下双环双接点千兆控制网。同时子环网通过中央设备监控机房的核心交换机进行汇聚，并通过核心交换机实现不同的环间的数据通信。核心交换机选用两台MATH 3005交换机与井上、井下子环网连接，实现网络冗余。

核心交换机与服务器、操作站及地面子环网均采用千兆口连接，与井下前期单环网采用百兆口联结（包括独立的井下工业电视百兆单环网），留有后期升级井下百兆环网到千兆环网的接口（包括独立的井下工业电视百兆单环网升级到千兆级），最终达到整个综合自动化层达到完全千兆网水平。

与各控制子系统的智能接口，建议采用AB可编程控制器的ControlLogix系列。

3、设备配置要求

交换机采用Hirschmann交换机，接入子系统的介质模块选用百兆口，服务器选用HP公司产品，操作站选用工控机，交换机供电采用双电源加不间断电源系统，数据采集组态软件采用RSVIEW、WINCC或iFIX。

交换机与子系统接入略表：

4、软件功能概述

综合自动化系统要求具有高效、可靠，高度集成化、智能化的一体化监控软件系统特点，该一体化监控软件平台是集数据通信、处理、采集、控制、协调、综合智能判断、图文显示为一体的综合数据应用软件系统，能在各种情况下准确、可靠、迅速地做出反应，及时处理、协调各系统工作，达到实时、合理监控的目的。

一体化监控软件系统是在一体化监控管理上真正实现了系统的高度集成，它应包括授权管理系统、GIS（地理信息系统）、视频监控系统、大屏幕显示系统、紧急电话处理系统、设备监控系统、UPS监测系统以及预案报警联动系统的支持，使用RFID（Radio Frequency Identification射频识别）技术的矿用人员安全检测系统。

实时监控系统架构

本方案的生产实时监控系统架构采用C/S（客户机/服务器）架构。

服务端：主要负责对设备层数据的采集、存储与分析，硬件指令的收发，系

统信息的监视、收集和通知。

客户端：主要提供简洁直观、快捷方便的人机界面，接受用户指令下发至服务端，同时从服务端接收经过分析的数据信息和报警信息提供给用户。

采用了构件化的开发方法

在构件中可以使用其他的构件，也可以多个构件构成一个更大的构件，用来进行分部的“装配”，然后在进行“总装配”。一体化监控指挥平台软件通过这种构件化的方法进行生产制作，从开发上可以体现软件的先进性。

灵活高效的系统综合联动

本系统采用框架技术，各个系统有机集成在一个统一的平台下，各子系统之间可以自动联动，完成视频图像的切换等操作。

高度集成

整个系统采用框架体系和通讯中间件平台，各个模块采用统一的接口标准，各个子系统可以动态加载到整个集成平台，各个系统间通过通讯中间件平台完成交换信息，来实现系统联动和信息的共享。

完善的系统安全可靠机制

单纯的空间数据文件服务器方式，无法保证数据的安全性与可靠性。采用空间数据文件服务器与空间数据库服务器相结合的方式，利用安全网络协议，实现高效安全的空间数据传输。并对数据库信息建有严格的保密机制，如用户管理及权限控制，保证数据安全可靠。对系统的使用情况建立日志记录管理等安全措施。应用系统授权机制，用户可以使用统一的授权机制来管理所有应用子系统中的使

用权限，使用统一的用户名和密码登录，可以使用所有经过授权的子系统，无需多次重复登录。

有机集成GIS系统

采用了地理信息系统技术，根据事物的位置信息对其进行管理、检索、评价、分析、结果输出的处理，提供决策支持、动态模拟、统计分析、预测预报等服务，平台与应用安全可靠

结合平台的授权验证功能，和系统框架的动态加载机制，在煤矿监控人员登录系统时，系统自动选择可以操作和监控的子模块进行加载，并且根据权限验证功能的判定结果进行允许的操作和控制，如只读、读写等分级分权功能。

系统会在应用界面上显示一般的用户名，系统时间，操作权限等级等信息。便于在使用过程中明确身份。

在煤矿中央监控室中部署的监控一体化指挥平台提供所有的功能，可以根据人员权限加载。

矿井安全监控系统

当矿井安全监控系统由专业煤炭系统厂家配套时，为独立系统，井上安全监控主机提供标准网络接口连接，在提供接口协议的前提下，一体化监控系统监控平台使用外部通信中间件接收矿井环境安全参数如瓦斯（CH4）、一氧化碳、温度、风速等参数对井下人员和设备的安全非常重要，这些参数可作为报警联动系统的报警源，当这些参数达到用户预先设定的报警范围时，监控平台系统将以声光的形式提醒监控人员，并执行联动操作。

UPS监测系统

本系统对分布在底层的UPS（不间断电源）设备的关键参数（如工作状态、电压、电流等等），进行集中监测。在外部电力供应发生异常，或者UPS设备状态异常时，使用明确醒目的文字，以及特殊的声音信号提示管理人员及时进行处理，以确保电力供应的正常。

报警联动系统

联动预案调度系统主要用于在各个子系统发生报警信号时，根据预先设定好的预案，调用指定的子系统，进行联动，及时高效地应对突发事件；关键部位、地点实现视频监视报警功能。

联动的类型

表2-2 联动类型表

设备监控系统

一体化监控指挥平台监控平台与工业控制领域成熟的图形化工业控制软件实现无缝的集成，提供对安全，生产，电力系统中自动化设备的监视和控制，具体的包括如下几个子系统：

●电力调度子系统

●副井提升子系统

●矿井压风机子系统

●矿井日用消防水子系统

●主井提升子系统

●地面排矸子系统

●锅炉房子系统

●矿井选煤厂电控系统

●储煤厂电控系统

●快速装车控制系统

●井下排水控制系统

●采煤工作面自动化系统

●井下运输胶带机集中控制系统

●井下辅助运输系统

●矿井人员安全检测系统

●中央回风井通风机电控系统

●矿井安全监控系统

●矿井抽放管道监控系统

●降温系统

●矿井注氮系统

●地面消防监控系统

●工业电视监控系统

●矿井水处理系统

三、工业电视系统技术要求

1、系统技术要求

1）摄像仪采用低照度（﹤0．01lux）长寿命固定的CCD摄像器件。

2）为确保图像质量，采用抗干扰能力强、传输距离远的光纤传输图象信号。

3）根据实际情况采用数字信号和模拟信号混合方式。

2、矿井光纤工业电视系统概述

根据矿井实际情况，井下、地面40套（暂定）摄像仪，采用数字传输图像信号及模拟传输图象信号混合方式，井下通过100兆环网进行传输，井下100兆环网设置三台Hirschmann的交换机，在地面设置工业电视操作站，对整个系统进行管理和控制。

井下、地面共计安装40套摄像仪。其中24套井下摄像仪为矿用本安型摄像仪，地面安装16套摄像仪，其中8套全方位彩色摄像仪，可以完成上、下、左、右、推远、拉近、焦距+、焦距-、光圈大、光圈小、雨刷、加热、风扇的控制，镜头采用15倍镜头。余下的地面8套固定彩色摄像仪采用自动光圈镜头。

3、矿井工业电视应满足下列要求

1.《煤矿安全规程》

2．《煤矿设计规范》

3.《智能调度室装备规范》

4.《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备要求》GB 3836.4-83

5. 《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》GB 383

6.1-83

6．《矿用一般型电气设备》GB 12173-90

7．《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》MT 209-90

8．《工业电视系统工程设计规范》GBJ 115-87

4、具体方案：

24套井下摄像仪除井下中央变电所和排水泵房外都采用矿用本安型网络摄像仪，配套本安型视频服务器，摄像仪的图像利用井下100兆网进行传输。

地面8套全方位彩色摄像仪采用网络全天候全方位彩色摄像仪，镜头采用15倍电动镜头。8套固定彩色摄像仪采用网络彩色摄像仪，全部采用自动光圈镜头，地面16摄像仪就近接入千兆控制网络中进行传输，将井下和地面视频信号传输到计算机中心进行处理。

采用此方案，工业电视系统利用局域网进行传输，不需另外敷设线缆，但要保证图像质量，网络数据传输的安全性。

5、具体实施方案

矿井投产初期，一个首采面，一个接替面。工业电视系统井下部分设置两台交换机，其中一台放置在井底中央变电所，主要联接北翼上运皮带机头摄像头、主井装卸载位置摄像头、主井给煤机系统摄像头、平运皮带机头摄像头、井底车场水仓摄像头、副井下口装车系统摄像头及中央变电所摄像头；另一台放置在采区变电所，主要联接（13-1）平运皮带及（11-2）平运皮带漏煤眼下口摄像头、瓦斯抽放泵站摄像头、采区变电所摄像头、工作面皮带机头摄像头等。