1、工業(yè)以太網(wǎng)及綜合自動化技術(shù)文檔目 錄1.工業(yè)以太網(wǎng)在工業(yè)綜合自動化系統(tǒng)中應(yīng)用及前景41.1.工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀41.1.1.通信確定性與實時性41.1.2.穩(wěn)定性與可靠性51.1.3.安全性51.1.4.總線供電問題51.2.工業(yè)以太網(wǎng)的優(yōu)勢51.2.1.應(yīng)用廣泛51.2.2.通信速率高51.2.3.成本低廉51.2.4.資源共享能力強61.2.5.可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ?1.3.工業(yè)以太網(wǎng)在控制領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀61.3.1.混合ethernet/fieldbus的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)61.3.2.基于web的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺61.4.工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢與前景61.4.1.工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線相結(jié)合71.4.

2、2.工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備間的通信已成大勢所趨7 實時通信技術(shù)7 總線供電技術(shù)7 遠距離傳輸技術(shù)8 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)8 可靠性技術(shù)81.5.發(fā)展前景82.系統(tǒng)概述92.1.設(shè)計目標92.2.技術(shù)概述93.綜合自動化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)113.1.系統(tǒng)介紹113.2.總體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)113.3.地面網(wǎng)絡(luò)部分113.4.井下網(wǎng)絡(luò)部分113.5.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)123.6.系統(tǒng)功能123.7.系統(tǒng)特點124.子系統(tǒng)接入134.1.與子系統(tǒng)控制器聯(lián)接134.2.與子系統(tǒng)主機相連134.3.可接入的子系統(tǒng)列表135.綜合自動化軟件平臺特點155.1.系統(tǒng)概述155.2.統(tǒng)一的集成架構(gòu)平臺155.2.1.統(tǒng)一的集成架構(gòu)

3、平臺的特點155.2.2.統(tǒng)一的集成架構(gòu)平臺的優(yōu)點155.2.3.人機界面監(jiān)控（hmi）165.3.生產(chǎn)管理（mes）165.3.1.與控制系統(tǒng)通信，采集基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)165.3.2.使用歷史數(shù)據(jù)分析工具完成對生產(chǎn)的管理165.3.3.設(shè)備效能分析175.3.4.設(shè)備監(jiān)控軟件完成對設(shè)備故障的分析185.4.集團公司和礦井的數(shù)據(jù)共享206.綜合自動化軟件平臺功能216.1.軟件平臺的數(shù)據(jù)支撐功能216.1.1信息的綜合功能216.1.2.web瀏覽功能216.1.3.數(shù)據(jù)系統(tǒng)分級管理216.1.4.實時報警故障記錄216.1.5.完整的事件記錄216.1.6.擴展功能216.1.7.系統(tǒng)安全

4、性216.1.8.故障報警分析統(tǒng)計226.1.9.綜合查詢226.1.10.系統(tǒng)總圖226.1.11.煤流監(jiān)測226.1.12.歷史曲線226.1.13.故障報警分析226.2.礦井綜合信息化職能管理功能226.2.1.區(qū)域生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境評估226.2.2.應(yīng)急預案提示226.2.3.在線生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視227.總結(jié)231.工業(yè)以太網(wǎng)在工業(yè)綜合自動化系統(tǒng)中應(yīng)用及前景1.1.工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 工業(yè)以太網(wǎng)是應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的以太網(wǎng)技術(shù)，在技術(shù)上與商用以太網(wǎng)（即ieee 802.3標準）兼容。產(chǎn)品設(shè)計時，在材質(zhì)的選用、產(chǎn)品的強度、適用性以及實時性、可互操作性、可靠性、抗干擾性、本質(zhì)安全性等方面

5、能滿足工業(yè)現(xiàn)場的需要。ethernet過去被認為是一種“非確定性”的網(wǎng)絡(luò)，作為信息技術(shù)的基礎(chǔ)，是為it領(lǐng)域應(yīng)用而開發(fā)的，在工業(yè)控制領(lǐng)域只能得到有限應(yīng)用，這是由于：（1）ethernet的介質(zhì)訪問控制（mac）層協(xié)議采用帶碰撞檢測的載波偵聽多址訪問（csma/cd）方式，當網(wǎng)絡(luò)負荷較重時，網(wǎng)絡(luò)的確定性不能滿足工業(yè)控制的實時性要求；（2）ethernet所用的接插件、集線器、交換機和電纜等是為辦公室應(yīng)用而設(shè)計的，不符合工業(yè)現(xiàn)場惡劣環(huán)境要求；（3）在工廠環(huán)境中，ethernet抗干擾（emi）性能較差，若用于危險場合，以太網(wǎng)不具備本質(zhì)安全性能；（4）ethernet不能通過信號線向現(xiàn)場設(shè)備供電問題。

6、隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與普及推廣，ethernet傳輸速率的提高和ethernet交換技術(shù)的發(fā)展，上述問題在工業(yè)以太網(wǎng)中正在迅速得到解決，并使ethernet全面應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域成為可能。目前工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展體現(xiàn)在以下幾個方面： 1.1.1.通信確定性與實時性工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)不同于普通數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的最大特點在于它必須滿足控制作用對實時性的要求，即信號傳輸要足夠快和滿足信號的確定性。實時控制往往要求對某些變量的數(shù)據(jù)準確定時刷新。由于ethernet采用csma/cd方式，網(wǎng)絡(luò)負荷較大時，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牟淮_定性不能滿足工業(yè)控制的實時要求，故傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)難以滿足控制系統(tǒng)要求準確定時通信的實時性要求，一直被

7、視為“非確定性”的網(wǎng)絡(luò)。然而，快速以太網(wǎng)與交換式以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，給解決以太網(wǎng)的非確定性問題帶來了新的契機，使這一應(yīng)用成為可能。首先，ethernet的通信速率從10m、100m增大到如今的1000m、10g，在數(shù)據(jù)吞吐量相同的情況下，通信速率的提高意味著網(wǎng)絡(luò)負荷的減輕和網(wǎng)絡(luò)傳輸延時的減小，即網(wǎng)絡(luò)碰撞機率大大下降。其次，采用星型網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，交換機將網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個網(wǎng)段。ethernet交換機由于具有數(shù)據(jù)存儲、轉(zhuǎn)發(fā)的功能，使各端口之間輸入和輸出的數(shù)據(jù)幀能夠得到緩沖，不再發(fā)生碰撞；同時交換機還可對網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行過濾，使每個網(wǎng)段內(nèi)節(jié)點間數(shù)據(jù)的傳輸只限在本地網(wǎng)段內(nèi)進行，而不需經(jīng)過主干網(wǎng)，也不占

8、用其它網(wǎng)段的帶寬，從而降低了所有網(wǎng)段和主干網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)負荷。再次，全雙工通信又使得端口間兩對雙絞線（或兩根光纖）上分別同時接收和發(fā)送報文幀，也不會發(fā)生沖突。因此，采用交換式集線器和全雙工通信，可使網(wǎng)絡(luò)上的沖突域不復存在（全雙工通信），或碰撞機率大大降低（半雙工），因此使ethernet通信確定性和實時性大大提高。1.1.2.穩(wěn)定性與可靠性傳統(tǒng)的ethernet并不是為工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計的，沒有考慮工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)性需要。由于工業(yè)現(xiàn)場的機械、氣候、塵埃等條件非常惡劣，因此對設(shè)備的工業(yè)可靠性提出了更高的要求。在工廠環(huán)境中，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)必須具備較好的可靠性、可恢復性及可維護性。為了解決在不間斷的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，

9、在極端條件下網(wǎng)絡(luò)也能穩(wěn)定工作的問題，德國hirschmann、美國卓越tsc等公司專門開發(fā)和生產(chǎn)了工業(yè)以太網(wǎng)交換機等產(chǎn)品，安裝在標準din導軌上，并有冗余電源供電。1.1.3.安全性工業(yè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全是工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用必須考慮的另一個安全性問題。工業(yè)以太網(wǎng)可以將企業(yè)傳統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，即信息管理層、過程監(jiān)控層、現(xiàn)場設(shè)備層，合成一體，使數(shù)據(jù)的傳輸速率更快、實時性更高，并可與internet無縫集成，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，提高工廠的運作效率。但同時也引人了一系列的網(wǎng)絡(luò)安全向題，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)可能會受到包括病毒感染、黑客的非法入侵與非法操作等網(wǎng)絡(luò)安全威脅。一般情況下，可以采用網(wǎng)關(guān)或防火墻等對工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)進行

10、隔離，還可以通過權(quán)限控制、數(shù)據(jù)加密等多種安全機制加強網(wǎng)絡(luò)的安全管理。1.1.4.總線供電問題總線供電（或稱總線饋電）是指連接到現(xiàn)場設(shè)備的線纜不僅傳輸數(shù)據(jù)信號，還能給現(xiàn)場設(shè)備提供工作電源。對于現(xiàn)場設(shè)備供電可以采取以下方法：（1）在目前以太網(wǎng)標準的基礎(chǔ)上適當?shù)匦薷奈锢韺拥募夹g(shù)規(guī)范，將以太網(wǎng)的曼徹斯特信號調(diào)制到一個直流或低頻交流電源上，在現(xiàn)場設(shè)備端再將這兩路信號分離開來。（2）不改變目前物理層的結(jié)構(gòu)，而通過連接電纜中的空閑線纜為現(xiàn)場設(shè)備提供電源。1.2.工業(yè)以太網(wǎng)的優(yōu)勢1.2.1.應(yīng)用廣泛以太網(wǎng)是應(yīng)用最廣泛的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，幾乎所有的編程語言如visual c、java、visualbasic等都支

11、持以太網(wǎng)的應(yīng)用開發(fā)。1.2.2.通信速率高目前，10、100 mb/s的快速以太網(wǎng)已開始廣泛應(yīng)用，1gb/s以太網(wǎng)技術(shù)也逐漸成熟，而傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線最高速率只有12mb/s。顯然，以太網(wǎng)的速率要比傳統(tǒng)現(xiàn)場總線要快的多，完全可以滿足工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)不斷增長的帶寬要求。1.2.3.成本低廉以太網(wǎng)網(wǎng)卡的價格較之現(xiàn)場總線網(wǎng)卡要便宜得多（約為1/10）；另外，以太網(wǎng)已經(jīng)應(yīng)用多年，人們對以太網(wǎng)的設(shè)計、應(yīng)用等方面有很多經(jīng)驗，具有相當成熟的技術(shù)。大量的軟件資源和設(shè)計經(jīng)驗可以顯著降低系統(tǒng)的開發(fā)和培訓費用，降低系統(tǒng)的整體成本，并大大加快系統(tǒng)的開發(fā)和推廣速度。1.2.4.資源共享能力強隨著internet/ intran

12、et的發(fā)展，以太網(wǎng)已滲透到各個角落，網(wǎng)絡(luò)上的用戶已解除了資源地理位置上的束縛，在聯(lián)人互聯(lián)網(wǎng)的任何一臺計算機上就能瀏覽工業(yè)控制現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)“控管一體化”，這是其他任何一種現(xiàn)場總線都無法比擬的。1.2.5.可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ笠蕴W(wǎng)的引人將為控制系統(tǒng)的后續(xù)發(fā)展提供可能性，用戶在技術(shù)升級方面無需獨自的研究投入，對于這一點，任何現(xiàn)有的現(xiàn)場總線技術(shù)都是無法比擬的。同時，機器人技術(shù)、智能技術(shù)的發(fā)展都要求通信網(wǎng)絡(luò)具有更高的帶寬和性能，通信協(xié)議有更高的靈活性，這些要求以太網(wǎng)都能很好地滿足。1.3.工業(yè)以太網(wǎng)在控制領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線相比，它能提供一個開放的標準，是企業(yè)從現(xiàn)場控制到管理層實現(xiàn)全面的無

13、縫的信息集成，解決了由于協(xié)議上的不同導致的“自動化孤島”問題，但從目前的發(fā)展看，工業(yè)以太網(wǎng)在控制領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾種形式。1.3.1.混合ethernet/fieldbus的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)實際上就是信息網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)的一種典型的集成形式。以太網(wǎng)正在逐步向現(xiàn)場設(shè)備級深入發(fā)展，并盡可能的和其他網(wǎng)絡(luò)形式走向融合，但以太網(wǎng)和tcp/ip原本不是面向控制領(lǐng)域的，在體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議規(guī)則、物理介質(zhì)、數(shù)據(jù)、軟件、實驗環(huán)境等諸多方面并不成熟，而現(xiàn)場總線能完全滿足現(xiàn)代企業(yè)對底層控制網(wǎng)絡(luò)的基本要求，實現(xiàn)真正的全分布式系統(tǒng)。因此，在企業(yè)信息層采用以太網(wǎng)，而在底層設(shè)備級采用現(xiàn)場總線，通過通信控制器實現(xiàn)兩者的信息

14、交換。1.3.2.基于web的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺嵌人式以太網(wǎng)是最近網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用熱點，就是通過internet使所有連接網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備彼此互通，從計算機、pda、通信設(shè)備到儀器儀表、家用電器等。在企業(yè)內(nèi)部，可以利用企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)，進行工廠實時運行數(shù)據(jù)的發(fā)布和顯示，管理者通過web瀏覽器對現(xiàn)場工況進行實時遠程監(jiān)控、遠程設(shè)備調(diào)試和遠程設(shè)備故障診斷和處理。實現(xiàn)的最簡單辦法就是采用獨立的以太網(wǎng)控制器，連接具有tcp/ip界面的控制主機以及具有rs-232或rs-4.85接口的現(xiàn)場設(shè)備。以太網(wǎng)控制器在這里扮演了通用計算機網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場各類設(shè)備之間的一個橋梁。1.4.工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢與前景由于以太網(wǎng)具有應(yīng)用廣泛、價格低

15、廉、通信速率高、軟硬件產(chǎn)品豐富、應(yīng)用支持技術(shù)成熟等優(yōu)點，目前它已經(jīng)在工業(yè)企業(yè)綜合自動化系統(tǒng)中的資源管理層、執(zhí)行制造層得到了廣泛應(yīng)用，并呈現(xiàn)向下延伸直接應(yīng)用于工業(yè)控制現(xiàn)場的趨勢。從目前國際、國內(nèi)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展來看，目前工業(yè)以太網(wǎng)在制造執(zhí)行層已得到廣泛應(yīng)用，并成為事實上的標準。未來工業(yè)以太網(wǎng)將在工業(yè)企業(yè)綜合自動化系統(tǒng)中的現(xiàn)場設(shè)備之間的互連和信息集成中發(fā)揮越來越重要的作用?？偟膩碚f，工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢將體現(xiàn)在以下幾個方面：1.4.1.工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線相結(jié)合工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的研究還只是近幾年才引起國內(nèi)外工控專家的關(guān)注。而現(xiàn)場總線經(jīng)過十幾年的發(fā)展，在技術(shù)上日漸成熟，在市場上也開始了全面推廣

16、，并且形成了一定的市場。就目前而言，全面代替現(xiàn)場總線還存在一些問題，需要進一步深入研究基于工業(yè)以太網(wǎng)的全新控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，開發(fā)出基于工業(yè)以太網(wǎng)的系列產(chǎn)品。因此，近一段時間內(nèi)，工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展將與現(xiàn)場總線相結(jié)合，具體表現(xiàn)在：（1）物理介質(zhì)采用標準以太網(wǎng)連線，如雙絞線、光纖等；（2）使用標準以太網(wǎng)連接設(shè)備（如交換機等），在工業(yè)現(xiàn)場使用工業(yè)以太網(wǎng)交換機；（3）采用ieee802.3物理層和數(shù)據(jù)鏈路層標準、tcp/ip協(xié)議組；（4）應(yīng)用層（甚至是用戶層）采用現(xiàn)場總線的應(yīng)用層、用戶層協(xié)議；（5）兼容現(xiàn)有成熟的傳統(tǒng)控制系統(tǒng)，如dcs、plc等；1.4.2.工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備間的通信

17、已成大勢所趨 隨著以太網(wǎng)通信速率的提高、全雙工通信、交換技術(shù)的發(fā)展，為以太網(wǎng)的通信確定性的解決提供了技術(shù)基礎(chǔ)，從而消除了以太網(wǎng)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備間通信的主要障礙，為以太網(wǎng)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備間通信提供了技術(shù)可能。為此，國際電工委員會iec正著手起草實時以太網(wǎng)（real-time ethernet, rte）標準，旨在推動以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的全面應(yīng)用。針對這種形勢，以浙江大學、浙大中控、中科院沈陽自動化研究所、清華大學、大連理工大學、重慶郵電學院等單位，在國家“863”計劃的支持下，開展了epa（ethernet for plant automation）技術(shù)的研究，重點是研究以太網(wǎng)

18、技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制現(xiàn)場設(shè)備間通信的關(guān)鍵技術(shù)，通過研究和攻關(guān)，取得了以下成果：（1）以太網(wǎng)應(yīng)用于現(xiàn)場設(shè)備間通信的關(guān)鍵技術(shù)獲得重大突破。針對工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備間通信具有實時性強、數(shù)據(jù)信息短、周期性較強等特點和要求，經(jīng)過認真細致的調(diào)研和分析，采用以下技術(shù)基本解決了以太網(wǎng)應(yīng)用于現(xiàn)場設(shè)備間通信的關(guān)鍵技術(shù)： 實時通信技術(shù)其中采用以太網(wǎng)交換技術(shù)、全雙工通信、流量控制等技術(shù)，以及確定性數(shù)據(jù)通信調(diào)度控制策略、簡化通信棧軟件層次、現(xiàn)場設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)微網(wǎng)段化等針對工業(yè)過程控制的通信實時性措施，解決了以太網(wǎng)通信的實時性。 總線供電技術(shù)采用直流電源耦合、電源冗余管理等技術(shù)，設(shè)計了能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)供電或總線供電的以太網(wǎng)集線器，解決了以太

19、網(wǎng)總線的供電問題。 遠距離傳輸技術(shù)采用網(wǎng)絡(luò)分層、控制區(qū)域微網(wǎng)段化、網(wǎng)絡(luò)超小時滯中繼以及光纖等技術(shù)解決以太網(wǎng)的遠距離傳輸問題。 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)采用控制區(qū)域微網(wǎng)段化，各控制區(qū)域通過具有網(wǎng)絡(luò)隔離和安全過濾的現(xiàn)場控制器與系統(tǒng)主干相連，實現(xiàn)各控制區(qū)域與其他區(qū)域之間的邏輯上的網(wǎng)絡(luò)隔離。 可靠性技術(shù)采用分散結(jié)構(gòu)化設(shè)計、emc設(shè)計、冗余、自診斷等可靠性設(shè)計技術(shù)等，提高基于以太網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)場設(shè)備可靠性，經(jīng)實驗室emc測試，設(shè)備可靠性符合工業(yè)現(xiàn)場控制要求。（2）起草了epa國家標準。以工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備間通信為目標，以工業(yè)控制工程師（包括開發(fā)和應(yīng)用）為使用對象，基于以太網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、藍牙技術(shù)+tcp/ip協(xié)議，起草了“用

20、于工業(yè)測量與控制系統(tǒng)的epa系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和通信標準”（草案），并通過了由tc124組織的技術(shù)評審。（3）開發(fā)基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場總線控制設(shè)備及相關(guān)軟件原型樣機，并在化工生產(chǎn)裝置上成功應(yīng)用。針對工業(yè)現(xiàn)場控制應(yīng)用的特點，通過采用軟、硬件抗干擾、emc設(shè)計措施，開發(fā)出了基于以太網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)場控制設(shè)備，主要包括：基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場設(shè)備通信模塊、變送器、執(zhí)行機構(gòu)、數(shù)據(jù)采集器、軟plc等成果等。在此基礎(chǔ)上開發(fā)的基于epa的分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在杭州某化工廠的聯(lián)堿碳化裝置上成功應(yīng)用，該系統(tǒng)自2003年4月投運一直穩(wěn)定運行至今。（4）北京合成網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司為使國內(nèi)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)迅速與國際水平接軌，斥資推出了“工業(yè)以太網(wǎng)工

21、程師認證（ieec）”課程，并相繼推出提高班課程，供國內(nèi)廣大工業(yè)自動化領(lǐng)域的工程師及工程管理人員學習提高。1.5.發(fā)展前景據(jù)美國權(quán)威調(diào)查機構(gòu)arc（automation research company）報告指出，今后ethernet不僅繼續(xù)壟斷商業(yè)計算機網(wǎng)絡(luò)通信和工業(yè)控制系統(tǒng)的上層網(wǎng)絡(luò)通信市場，也必將領(lǐng)導未來現(xiàn)場總線的發(fā)展，ethernet和tcp/ip將成為器件總線和現(xiàn)場總線的基礎(chǔ)協(xié)議。美國vdc（venture development corp.）調(diào)查報告也指出，ethernet在工業(yè)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用將越來越廣泛，市場占有率的增長也越來越快，將從2000年的11%增加到2005年的23%

22、。由于以太網(wǎng)有“一網(wǎng)到底”的美譽，即它可以一直延伸到企業(yè)現(xiàn)場設(shè)備控制層，所以被人們普遍認為是未來控制網(wǎng)絡(luò)的最佳解決方案，工業(yè)以太網(wǎng)已成為現(xiàn)場總線中的主流技術(shù)。目前，在國際上有多個組織從事工業(yè)以太網(wǎng)的標準化工作，2001年9月，我國科技部發(fā)布了基于高速以太網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)場總線設(shè)備研究項目，其目標是：攻克應(yīng)用于工業(yè)控制現(xiàn)場的高速以太網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，其中包括解決以太網(wǎng)通信的實時性、可互操作性、可靠性、抗干擾性和本質(zhì)安全等問題，同時研究開發(fā)相關(guān)高速以太網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)場設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件。2.系統(tǒng)概述2.1.設(shè)計目標應(yīng)用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)、智能技術(shù)、和煤礦生產(chǎn)工藝技術(shù)，實現(xiàn)企業(yè)的

23、經(jīng)營、生產(chǎn)決策、安全生產(chǎn)管理和設(shè)備控制等信息的有機集成。應(yīng)用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和自動控制技術(shù)實現(xiàn)在礦調(diào)度指揮中心監(jiān)測井下環(huán)境參數(shù)，集中控制井上、下機電設(shè)備，減少井下作業(yè)人數(shù)，達到減人增效和提高礦井安全水平的目的。通過應(yīng)用軟件，實現(xiàn)生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)安全調(diào)度、生產(chǎn)過程控制最優(yōu)化。并能實現(xiàn)對關(guān)鍵設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和故障分析。保證煤礦生產(chǎn)安全，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，提高企業(yè)經(jīng)濟效益和競爭能力。利用先進的技術(shù)和合理的方案，使系統(tǒng)具有良好的性價比。系統(tǒng)建設(shè)完成后應(yīng)能夠使煤礦井上下各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)工況信息和視頻信息在一個統(tǒng)一軟件平臺上運行，在異構(gòu)條件下進行聯(lián)通與共享，能夠使不同功能的應(yīng)用系統(tǒng)聯(lián)系起來，協(xié)調(diào)有序運行，使各自

24、獨立的監(jiān)控系統(tǒng)信息實現(xiàn)共享。系統(tǒng)建設(shè)完成后能夠?qū)θV井安全、生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)測、監(jiān)視和必要的控制，實現(xiàn)全礦井的數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)調(diào)度、決策指揮的信息化、科學化，為礦井安全生產(chǎn)、有效預防和及時處理各種突發(fā)事故和自然災害，提供有效手段，為企業(yè)信息化的應(yīng)用和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。最終建成國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進的礦井綜合自動化系統(tǒng)。2.2.技術(shù)概述礦井綜合軟件平臺的主干網(wǎng)結(jié)構(gòu)采用環(huán)形1000m工業(yè)以太網(wǎng)，主干網(wǎng)傳輸介質(zhì)為光纖，采用工業(yè)以太網(wǎng)交換機進行數(shù)據(jù)交換。礦井監(jiān)控信息子網(wǎng)運行在一個相對獨立的網(wǎng)段中，通過物理隔離設(shè)備和硬件防火墻與礦局域網(wǎng)（也即是信息網(wǎng)絡(luò)）隔離。礦井自動化控制系統(tǒng)主控設(shè)備設(shè)于調(diào)度控制中心。礦

25、井綜合信息化軟件平臺將各子系統(tǒng)監(jiān)控數(shù)據(jù)運用統(tǒng)一的通信協(xié)議格式，多種接口方式，采集、處理、匯總，構(gòu)成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存取模式，對監(jiān)控數(shù)據(jù)采用組態(tài)方法，為礦井生產(chǎn)調(diào)度用戶創(chuàng)建形象、直觀的生產(chǎn)動態(tài)監(jiān)視畫面，實時顯示礦井生產(chǎn)工況和環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，同時支持數(shù)據(jù)web方式瀏覽，通過網(wǎng)絡(luò)方便礦領(lǐng)導和各生產(chǎn)職能部門隨時掌握礦井生產(chǎn)動態(tài)和安全狀況。也可以通過網(wǎng)絡(luò)接入到公司信息網(wǎng)，供公司領(lǐng)導查詢。當然工程師也可以在專用工作臺上通過切換的方式，對各個系統(tǒng)進行維護。礦井綜合信息化軟件平臺的建立為礦井安全生產(chǎn)調(diào)度、實時監(jiān)控提供高效、暢通的信息和公共服務(wù)環(huán)境。為各級領(lǐng)導及各相關(guān)職能部門提供及時、準確的決策信息，從而提高綜合管理水

26、平。為全礦井的安全生產(chǎn)管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。3.綜合自動化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)3.1.系統(tǒng)介紹綜合自動化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工業(yè)以太網(wǎng)、光纖通信等先進技術(shù)，在環(huán)境惡劣、人員設(shè)備分散、有特殊安裝要求的煤礦構(gòu)建一個符合防爆要求的井下1000mbps 高速互聯(lián)網(wǎng)，系統(tǒng)的核心是在煤礦井下建立具有開放協(xié)議的工業(yè)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，傳輸安全監(jiān)測、監(jiān)控、語音、視頻圖像信息，為煤礦的綜合自動化提供可靠的高速信息平臺，對煤礦安全生產(chǎn)、減人提效和科學管理有重要意義。根據(jù)“管控一體化”的思想，本方案采用了光纖以太網(wǎng)技術(shù)和三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，結(jié)合自動化、信息、計算機、網(wǎng)絡(luò)、通訊的新理論和新技術(shù)，利用世界先進實用的自動化產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品和工業(yè)控制軟件、數(shù)據(jù)庫軟

27、件，使礦井在“采、掘、運、風、水、電、安全”等生產(chǎn)環(huán)節(jié)全面實現(xiàn)信息化，并將已建、將建的煤炭生產(chǎn)、管理的各個環(huán)節(jié)的自動化、信息化系統(tǒng)，統(tǒng)一集成在一個骨干光纖軟件平臺上，形成統(tǒng)一、完整的有機整體，簡潔的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)加之國際標準的以太網(wǎng)協(xié)議，使得整個網(wǎng)絡(luò)維護管理和升級低成本、簡單、高效和可靠。3.2.總體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)煤礦綜合自動化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括井下網(wǎng)絡(luò)和井上網(wǎng)絡(luò)兩部分，均為環(huán)型工業(yè)以太網(wǎng)，通過兩臺核心交換機連接起來。環(huán)型以太網(wǎng)為1000m工業(yè)以太網(wǎng)，作為全礦主干網(wǎng)，為全礦各個子系統(tǒng)提供方便靈活的工業(yè)以太網(wǎng)接口，地面、井下子系統(tǒng)均可以方便接入。煤礦信息化工業(yè)以太網(wǎng)，采用環(huán)型結(jié)構(gòu)，以保證系統(tǒng)的高可靠性。如果在使用

28、過程中有光纖網(wǎng)絡(luò)斷開，網(wǎng)絡(luò)也能照常工作，而且系統(tǒng)能及時診斷出故障點以便維修。3.3.地面網(wǎng)絡(luò)部分地面1000m工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)由工業(yè)級交換機組成，各子系統(tǒng)接入附近的交換機。對于以后擴展的系統(tǒng)可以通過相關(guān)的接口模塊和交換機接入到系統(tǒng)中。地面主網(wǎng)絡(luò)通過地面網(wǎng)關(guān)交換機接入調(diào)度指揮控制中心網(wǎng)絡(luò)。3.4.井下網(wǎng)絡(luò)部分井下千兆以太環(huán)網(wǎng)也是通過地面網(wǎng)關(guān)交換機接入調(diào)度指揮控制中心。井下設(shè)計以工業(yè)以太網(wǎng)光纖環(huán)網(wǎng)為主要控制網(wǎng)絡(luò)，通過井下防爆交換機形成千兆以太環(huán)網(wǎng)，構(gòu)成井下安全、生產(chǎn)過程控制自動化的統(tǒng)一的軟件平臺。3.5.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)分為三個網(wǎng)絡(luò)層次：設(shè)備層、控制層及信息層l 設(shè)備層：將底層設(shè)備直接聯(lián)結(jié)到煤礦井下的各種

29、控制器上，采用智能化的接口設(shè)備，降低成本，方便安裝，并可實現(xiàn)快速故障診斷；l 控制層：將i/0 網(wǎng)絡(luò)功能和對等信息傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來，實現(xiàn)具有i/0 控制、閉鎖和報文傳送，保證信息的實時性和確定性；l 信息層：采用ethernet, 通過tcp/ip 協(xié)議，將可編程控制器、網(wǎng)關(guān)、人機接口和控制軟件連接至企業(yè)的信息系統(tǒng)。3.6.系統(tǒng)功能l 利用光纖通信技術(shù)和寬帶計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傳輸井上、下各主要環(huán)節(jié)設(shè)備的工業(yè)電視圖像和其他數(shù)據(jù)信息；l 通過嵌入式internet 接口連接各種監(jiān)測系統(tǒng)，可處理數(shù)據(jù)、語音、視頻、圖形等各種多媒體信息；l 通過智能接口與井下監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、礦井自動化系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)等連接

30、，實現(xiàn)井上/下交互式的多媒體網(wǎng)絡(luò)；礦領(lǐng)導和調(diào)度室不僅可以看到監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)傳上來的各種參數(shù)和圖表、圖形等，還可以交互式地任意觀察相應(yīng)的工業(yè)電視畫面。3.7.系統(tǒng)特點采用工業(yè)以太網(wǎng)加現(xiàn)場總線、環(huán)網(wǎng)冗余技術(shù)；支持異構(gòu)系統(tǒng)的互聯(lián)互通；支持snmp 網(wǎng)絡(luò)管理軟件控制，可以方便地監(jiān)測整個網(wǎng)絡(luò)的運行情況，查找故障點，并能提供自動報警；支持trunking（鏈路聚合）協(xié)議，可以將多個網(wǎng)絡(luò)通道綁定為一條邏輯鏈路，提高了通信帶寬，也提供了鏈路的冗余，容易升級。4.子系統(tǒng)接入過程控制網(wǎng)絡(luò)與操作執(zhí)行層（設(shè)備層）網(wǎng)絡(luò)間的集成主要是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間信息交換與信息共享。根據(jù)目前設(shè)備、技術(shù)的情況和未來技術(shù)發(fā)展的方向，信息的集成主要

31、有兩種方式：4.1.與子系統(tǒng)控制器聯(lián)接對于采用plc控制的子系統(tǒng)（通風機、壓風機等），操作員服務(wù)器通過以太環(huán)網(wǎng)與plc的以太網(wǎng)接口相連，而該plc的opc server安裝在操作員服務(wù)器中。該聯(lián)接方式須具備兩個條件：一是該plc具有以太網(wǎng)通訊模塊并留有備用接口或可插入以太網(wǎng)通訊模塊，二是子系統(tǒng)的控制接口程序在plc中，而不是在其上位機中，并且配套廠家提供plc的opc server軟件。4.2.與子系統(tǒng)主機相連對于煤礦專業(yè)性較強的子系統(tǒng)（選煤廠、主提升機系統(tǒng)等）管控服務(wù)器通過以太環(huán)網(wǎng)（具備opc/dde/ftp接口協(xié)議或其他開放協(xié)議）或232/485總線（具備專用通訊協(xié)議）與該類型的子系統(tǒng)主機

32、相聯(lián)。該聯(lián)接方式須具備兩個條件：一是該上位機具有以太網(wǎng)通訊接口卡或其他通訊口；二是配套廠家提供統(tǒng)一格式（集成商提供格式）的0pc/dde（專用通訊協(xié)議）等方式通訊的設(shè)備類型配置表。4.3.可接入的子系統(tǒng)列表l 電力調(diào)度子系統(tǒng)l 壓風機子系統(tǒng)l 鍋爐房子系統(tǒng)l 中央回風井通風機子系統(tǒng)l 副井提升子系統(tǒng)l 主井提升子系統(tǒng)l 礦井選煤廠系統(tǒng)l 井下主排水系統(tǒng)、井下供電系統(tǒng)l 供水系統(tǒng)l 井下運輸膠帶機集中控制系統(tǒng)l 考勤、人員定位和無線通訊系統(tǒng)l 地磅秤重系統(tǒng)l 安全監(jiān)控系統(tǒng)l 工作面現(xiàn)狀和礦壓監(jiān)測系統(tǒng)l 井下輔助運輸系統(tǒng)l 采煤工作面自動化系統(tǒng)l 礦用人員安全檢測系統(tǒng)l 礦井通風網(wǎng)絡(luò)及監(jiān)測和防塵系

33、統(tǒng)l 礦井瓦斯抽放系統(tǒng)l 降溫系統(tǒng)l 礦井灌漿注氮及防滅火系統(tǒng)l 地面消防監(jiān)控系統(tǒng)l 日用消防水子系統(tǒng)l 礦井水及生活污水處理及排放系統(tǒng)l 通訊系統(tǒng)（行政管理通訊、生產(chǎn)調(diào)度通訊、電力調(diào)度通訊、防火灌漿通訊）5.綜合自動化軟件平臺特點5.1.系統(tǒng)概述在整個的信息系統(tǒng)中，可以分成兩個層面，人機界面監(jiān)控（hmi）和生產(chǎn)管理（mes），分別完成對生產(chǎn)的監(jiān)控和管理。在整個信息系統(tǒng)中，所有的軟件系統(tǒng)都是采用統(tǒng)一的集成架構(gòu)平臺。5.2.統(tǒng)一的集成架構(gòu)平臺5.2.1.統(tǒng)一的集成架構(gòu)平臺的特點l 統(tǒng)一通信與協(xié)作 ,統(tǒng)一的實時數(shù)據(jù)獲取模式,統(tǒng)一的安全、審計管理機制l 使用通用接口發(fā)布數(shù)據(jù)（html/xml/com

34、/dcom）. 提供與企業(yè)其他系統(tǒng)的集成接口l 靈活的系統(tǒng)架構(gòu)，子系統(tǒng)的靈活部署，每個子系統(tǒng)既可獨立工作也可以方便地進行集成l 更高效的系統(tǒng)組態(tài)l 為控制系統(tǒng)及生產(chǎn)管理系統(tǒng)提供核心服務(wù)5.2.2.統(tǒng)一的集成架構(gòu)平臺的優(yōu)點l 降低整合軟件系統(tǒng)的成本基于集成架構(gòu)技術(shù)的產(chǎn)品，采用一次配置，全局有效的策略，從生產(chǎn)控制系統(tǒng)到信息系統(tǒng)，采用統(tǒng)一的標簽和數(shù)據(jù)格式，使軟件整合的成本大大降低，并提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可維護性l 為企業(yè)級應(yīng)用程序提供可靠的網(wǎng)關(guān)集成架構(gòu)使得企業(yè)級的應(yīng)用系統(tǒng)(erp,scm)與下層共享數(shù)據(jù)之間的通信更加方便，因為所有的公司數(shù)據(jù)以相同的格式呈現(xiàn)，集成架構(gòu)使得信息系統(tǒng)的設(shè)計操作和維護具有更

35、高的可擴展形和一致性。5.2.3.人機界面監(jiān)控（hmi）人機界面監(jiān)控hmi系統(tǒng)應(yīng)具有的特性l 分布式, 可擴展c/s結(jié)構(gòu)l 服務(wù)器支持冗余：所有的冗余服務(wù)器均對系統(tǒng)內(nèi)的所有客戶端有效，客戶端不需做任何配置。l 支持數(shù)據(jù)源服務(wù)器冗余l(xiāng) 支持遠程、多用戶組態(tài)l 圖形和web發(fā)布頁面編輯共用的開發(fā)環(huán)境, 顯著減少開發(fā)時間和節(jié)省開發(fā)成本l 支持在線修改系統(tǒng)(畫面,歷史庫定義) l 數(shù)據(jù)標簽可直接引用，用戶不用重復在hmi中建點l 具備廣泛的開放性，支持opc，dde，odbc，sdk toolkit5.3.生產(chǎn)管理（mes）生產(chǎn)管理（mes）系統(tǒng)：基于以太網(wǎng)信息網(wǎng)絡(luò)，與底層生產(chǎn)自動化系統(tǒng)連接，并連接辦

36、公網(wǎng)絡(luò)，對設(shè)備數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)做出全面的信息分析。其中包括下面幾個主要的軟件部分：與控制系統(tǒng)通信，采集基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)；使用歷史數(shù)據(jù)分析工具完成對生產(chǎn)的管理；設(shè)備效能分析；設(shè)備監(jiān)控軟件完成對設(shè)備故障的分析；能源管理系統(tǒng)完成電力等調(diào)度管理；安全管理系統(tǒng)為系統(tǒng)提供全局變更管理；與公司級網(wǎng)絡(luò)的通訊。5.3.1.與控制系統(tǒng)通信，采集基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)l 雙向數(shù)據(jù)傳送l 支持在線編輯l 人機界面監(jiān)控（hmi）和生產(chǎn)管理（mes）無縫連接l 廣泛采集第三方產(chǎn)品：opc，ddel 開放的連接特性，支持ocx，ole db， odbc com+，sap直連l 廣泛支持nt，win2000，unix平臺下的關(guān)系

37、數(shù)據(jù)庫l 支持數(shù)據(jù)篩選和二次處理l 數(shù)據(jù)可靠性：數(shù)據(jù)緩存保證網(wǎng)絡(luò)或數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)故障時不丟失數(shù)據(jù)l 高性能的無損數(shù)據(jù)壓縮，壓縮率在4%10%之間l 支持事件觸發(fā)與定時采集相結(jié)合5.3.2.使用歷史數(shù)據(jù)分析工具完成對生產(chǎn)的管理通過采集生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)設(shè)備的數(shù)據(jù)管理和分析。對數(shù)據(jù)進行篩選，分析和計算可以方便的生成生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)報表，隨時查詢生產(chǎn)過程中各個階段的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。并通過數(shù)據(jù)報表，曲線，對比圖，餅圖，方塊圖等多種形式體現(xiàn)，更便于管理人員和操作工或工程師的理解，和了解生產(chǎn)情況。l 靈活輕松將大量無序的生產(chǎn)數(shù)據(jù)集成有用的信息。將數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則將數(shù)據(jù)進行過濾。通過過濾選擇相應(yīng)的參數(shù)進行

38、分析。對復雜應(yīng)用的需求，方便按照自己的需求從大量的無序的復雜數(shù)據(jù)中獲得你所需要的信息。l 通過過去運行的歷史知識處理生產(chǎn)過程的變化。通過對設(shè)備的運行過程的參數(shù)的數(shù)據(jù)的采集和分析，能夠以曲線圖標的方式實時了解生產(chǎn)設(shè)備的情況，通過趨勢曲線，可以判斷設(shè)備的運行趨勢是什么樣的，從而更好的了解設(shè)備的情況，為操作員更好掌握設(shè)備，提高設(shè)備的操作性能提供依據(jù)。另一方面，管理者可以根據(jù)設(shè)備的情況和過出的歷史曲線更好地安排生產(chǎn)計劃。讓生產(chǎn)計劃的安排不再是盲目的，而是可以實現(xiàn)的和最大發(fā)揮設(shè)備性能的。l 在原始過程參數(shù)中發(fā)現(xiàn)重要的實時信息。通過使用歷史數(shù)據(jù)分析工具，對生產(chǎn)過程的實時分析，可以更好的控制生產(chǎn)和提高生產(chǎn)的

39、性能。l 快速的獲得你所需的報表。支持用戶自定義的報表；可擴展的報表模板；全面的報表權(quán)限管理功能。l 強大的生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析功能。支持按時間進行查詢分析，按事件進行查詢功能。l 形式多樣的圖表顯示。支持棒圖，餅圖，x-y圖，pareto和用戶可按需求定制分析工具。l 企業(yè)級的報表制作l 廣泛的網(wǎng)上發(fā)布l 豐富的圖形界面l 強大的計算工具5.3.3.設(shè)備效能分析設(shè)備效能分析是幫助提高生產(chǎn)效率的管理工具l 分析整體設(shè)備利用率l 設(shè)備效能分析是對事故的準確定位l 豐富的報表，圖表，數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)查詢功能，為效能分析提供強大的便于使用的方案l 高水平的分析工具，能夠直觀的看出企業(yè)資產(chǎn)是否有運行狀態(tài)不好的設(shè)

40、備。還能夠?qū)υO(shè)備可能會出現(xiàn)的潛在隱患提出參考指導。l 對每個生產(chǎn)設(shè)備，能夠評估運作效能（oee），停機平均時間（mtbf），維修平均時間(mttr)。l 可以靈活配置影響設(shè)備效能的參數(shù)。使用戶能夠準確的調(diào)整設(shè)備評估策略。l 廣泛的網(wǎng)上發(fā)布5.3.4.設(shè)備監(jiān)控軟件完成對設(shè)備故障的分析設(shè)備監(jiān)控軟件實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測從點到面、從局部到完整、從被動到主動的全面監(jiān)控，從而對設(shè)備提供有計劃的檢修，減少非計劃停機，避免對企業(yè)經(jīng)營有明顯負面影響的生產(chǎn)損失，通過及時檢修而有效地減少可以避免的檢修，減少零件的倉儲和人力資源。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)由軟件部分、采集器部分和傳感器部分組成。采集器部分應(yīng)具有智能化，它可實時處理

41、用于評價設(shè)備狀態(tài)的重要參數(shù)并進行預測。它應(yīng)具有分布式、模塊化、可集成、易維修、可擴展等特點。采集器與振動傳感器連接后，可以單獨組成不受后續(xù)診斷分析系統(tǒng)影響的在線監(jiān)測和保護系統(tǒng)，其監(jiān)測數(shù)據(jù)可以通過串口通訊在現(xiàn)場進行振動頻譜分析和故障診斷，也可以通過網(wǎng)關(guān)模塊和以太網(wǎng)，將數(shù)據(jù)遠程回放到設(shè)備監(jiān)控軟件中進行分析。并通過網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)和結(jié)果在網(wǎng)上發(fā)布，共享給其他人。l 圖形分析。將來系統(tǒng)的機組振動信息都存放在統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫中。在網(wǎng)絡(luò)中任何被授權(quán)人員都可隨時監(jiān)測、分析和診斷機組狀態(tài)。如趨勢圖、頻譜圖、時域波形圖、瀑布圖、頻率趨勢圖等。l 報表分析。報表可使有關(guān)維修部門共享預測維修的成果。系統(tǒng)既要提供種標準報表，并

42、允許用戶自定義報表，要圖文并茂l 報警。報警方式和報警值的設(shè)定在預測維修工作中是非常重要的，需能快速準確地在很多數(shù)量設(shè)備中提取出設(shè)備異常或故障信息，區(qū)分出機器有無問題。l 故障診斷。頻率項識別是故障診斷的重要內(nèi)容。預先將機器的結(jié)構(gòu)特征輸入軟件中，軟件即可自動完成故障特征頻率計算。根據(jù)振動頻譜特征可得出機器故障的診斷結(jié)論，如不平衡、不對中、松動、共振、軸承故障等。l 設(shè)備管理功能。軟件應(yīng)具有完整的設(shè)備管理功能，為企業(yè)的整個管理系統(tǒng)提供以設(shè)備狀態(tài)為基礎(chǔ)的信息，它允許設(shè)備檢修基于診斷結(jié)果而采取預測和主動行動，并且使得設(shè)備管理人員可以及時了解設(shè)備的歷史狀況和設(shè)備監(jiān)測人員有關(guān)狀態(tài)監(jiān)測的分析結(jié)果和紀錄。5

43、.3.5.能源管理系統(tǒng)完成電力等調(diào)度管理綜合能源解決方案集成能源信息管理所需的各個組件，各個組件無縫的集成，結(jié)合最近的軟件，通訊，數(shù)據(jù)庫管理，數(shù)據(jù)分析，報表等技術(shù)，為企業(yè)提供最完善的綜合的能源信息管理的解決方案。l 真正綜合的能源管理解決方案，集成電力，水，氣體，蒸汽，環(huán)境等所有企業(yè)能源方面的管理。l 集成實時能源數(shù)據(jù)和歷史能源數(shù)據(jù)的管理，提供強大的圖形方式顯示能源數(shù)據(jù)和趨勢，集成豐富的強大的報表功能，從能源的消耗到需求分析，消耗的對比等。l 提供強大的能源系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析功能，從簡單的報表到基于能源的設(shè)備效率分析。l 集成多種自動化系統(tǒng)接口，靈活的集成現(xiàn)有的系統(tǒng)到集中的能源管理解決方案。更好的保

44、護用戶的投資，更方便靈活的連接各個能源基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)。l 基于web的客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，更便于系統(tǒng)的維護，客戶端是完全零維護。同時集成的安全管理，標準系統(tǒng)的安全性。l 靈活的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，更方便系統(tǒng)的擴展，包含用戶的投資，從簡單系統(tǒng)到復雜系統(tǒng)方便的擴展，不需要更改已有系統(tǒng)。l 支持更安全的設(shè)備的訪問，多個客戶端同時對同一設(shè)備的訪問，相互不受影響，更安全，更可靠，數(shù)據(jù)更實時。l 支持自動的數(shù)據(jù)恢復功能l 按照企業(yè)組織結(jié)構(gòu)定義能源的組，可以更方便的集成能源解決方案和企業(yè)已有的系統(tǒng)。l 支持設(shè)備（表）的時鐘的自動同步。l 支持多位置，滿足更廣泛企業(yè)的需求。l 支持客戶化的界面和客戶化的圖形和趨勢，更方面

45、系統(tǒng)滿足不同企業(yè)的需求。5.3.6.安全管理系統(tǒng)為系統(tǒng)提供全局變更管理，為系統(tǒng)全方位提供完整的訪問控制和用戶管理，提高系統(tǒng)的安全性。安全管理系統(tǒng)作為整個信息系統(tǒng)的安全管理工具，應(yīng)記錄所有對信息系統(tǒng)的操作。用戶可以清楚的了解信息系統(tǒng)的整個使用狀況。通過提供報表的形式，為用戶提供所有信息系統(tǒng)訪問記錄。安全管理系統(tǒng)在下面幾個方面提供全面管理：l 訪問控制 / 授權(quán)。允許你來決定誰可以使用某臺機器和某個應(yīng)用程序以及針對某個設(shè)備和應(yīng)用程序他們可以進行什么操作l 歸檔。對組態(tài)文件，程序，或其他任何文件提供一個系統(tǒng)級的歷史存儲數(shù)據(jù)庫；自動的文檔管理。l 審計。是您能清楚的知道誰修改了控制系統(tǒng)的配置和應(yīng)用程序

46、的參數(shù)，他們改變了什么，他們在那修改的，以及修改的時間。l 驗證。是您確保當前控制系統(tǒng)運行的程序就是您想要運行的程序；提供系統(tǒng)的恢復功能，當系統(tǒng)遭受到意外事故是尤其有用 (雷擊，洪水，火災等)l 報表?？梢园凑漳男枨笊稍敿毜膱蟊硪员氵M行更深入地分析5.3.7.集團公司和礦井的數(shù)據(jù)共享集團公司和礦井的數(shù)據(jù)共享可以通過兩種方式實現(xiàn)：l 建立以b/s 結(jié)構(gòu)的web方式，以授權(quán)的方式通過礦局域網(wǎng)實現(xiàn)集團公司對礦井各生產(chǎn)安全子系統(tǒng)實現(xiàn)遠程監(jiān)測。l 提供基于opc xml-da規(guī)范標準opc server接口通過礦調(diào)度指揮中心建立與集團公司調(diào)度室的數(shù)據(jù)通信接口，實現(xiàn)集團公司對礦井各生產(chǎn)安全子系統(tǒng)實現(xiàn)遠

47、程監(jiān)測。通過以上兩種方式集團公司可采集礦井各種安全生產(chǎn)信息例如：重點工作面時實數(shù)據(jù)、瓦斯監(jiān)測及超限動態(tài)報警、動態(tài)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)報表、圖像及工業(yè)電視等信息。6.綜合自動化軟件平臺功能綜合信息化軟件平臺不僅僅是對所接入的系統(tǒng)的信息綜合，更關(guān)鍵的把數(shù)據(jù)分類、共享，建立有效的管理系統(tǒng)，為領(lǐng)導決策提供依據(jù)。6.1.軟件平臺的數(shù)據(jù)支撐功能6.1.1信息的綜合功能礦井綜合信息化軟件平臺將需接入的各子系統(tǒng)信息通過標準的數(shù)據(jù)交換方式與綜合監(jiān)控中心進行數(shù)據(jù)存取，并將各子系統(tǒng)的信息進行綜合處理。礦井綜合信息化軟件平臺負責將實時、歷史及綜合分析后的信息提供給系統(tǒng)中的用戶。要求網(wǎng)絡(luò)功能完全滿足煤礦的需求，具有良好的可靠性，兼容性、擴容性，支持c/s、b/s模式。6.1.2.web瀏覽功能礦井綜合信息化軟件平臺可將各子系統(tǒng)顯示的各類實時動態(tài)圖形（符合要求的）轉(zhuǎn)換為html或xml，供客戶通過ie瀏覽。同時在綜合監(jiān)控調(diào)度中心組態(tài)綜合實時動態(tài)圖形供用戶瀏覽。6.1.3.數(shù)據(jù)系統(tǒng)分級管理設(shè)定不同權(quán)限，實現(xiàn)安全監(jiān)測信息、設(shè)備運行信息及其他安全信息的分類顯示。6.1.4.實時報警故障記錄礦井綜合信息化軟件平臺為用戶提供各類監(jiān)測系統(tǒng)的實時報警信息包括超限報警、開關(guān)報警、系統(tǒng)在線設(shè)備的故障記錄。6.1.5