專家簡介：周永良，軟件解決方案經(jīng)理（負(fù)責(zé)全國冶金、礦業(yè)業(yè)務(wù)），GE Fanuc軟件團(tuán)隊(duì)。碩士畢業(yè)于鋼鐵研究院煉鋼專業(yè)，先后在北京和利時(shí)信息、北京漢錦電子自動(dòng)化等公司從事自動(dòng)化軟件的項(xiàng)目實(shí)施、技術(shù)服務(wù)、授權(quán)咨詢等工作?，F(xiàn)供職于GE Fanuc軟件團(tuán)隊(duì)，負(fù)責(zé)冶金、礦業(yè)兩個(gè)重點(diǎn)方向的行業(yè)研究、市場戰(zhàn)略、解決方案構(gòu)架等方面的內(nèi)容，以深厚的技術(shù)背景、敏銳的專業(yè)眼光和處處以客戶為中心的服務(wù)意識(shí)幫助眾多行業(yè)客戶實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理信息化，服務(wù)過的典型客戶包括：中國神華、中煤能源、首鋼、邯鋼、包鋼、萊鋼、潞安等數(shù)十家領(lǐng)先企業(yè)，經(jīng)典應(yīng)用包括：冶金MES、冶金EMS、煤礦綜合信息化等。
1、應(yīng)用背景
霍州煤電集團(tuán)公司是山西省三大煤炭基地之一的晉中基地內(nèi)一個(gè)大型骨干煤礦，也是晉南最大的省屬國有重點(diǎn)煤炭企業(yè)。公司已有47年的發(fā)展歷史，前身霍州礦務(wù)局始建于1958年，2000年底改制為霍州煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司，2001年10月同西山煤電、汾西礦業(yè)等聯(lián)合組建山西焦煤集團(tuán)公司，為山西焦煤集團(tuán)公司的子公司。
霍寶干河煤礦是霍州煤電集團(tuán)與寶山鋼鐵公司合作建設(shè)的一座大型現(xiàn)代化礦井，年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力210萬噸，2004年6月開工建設(shè)， 2008年8月1日正式投產(chǎn)。
霍寶干河煤礦是在國家已經(jīng)把企業(yè)信息化建設(shè)列入十一五發(fā)展規(guī)劃，把企業(yè)信息建設(shè)提升到戰(zhàn)略高度；霍州煤電集團(tuán)經(jīng)過近十年的企業(yè)信息化建設(shè)，取得了一定的成效，企業(yè)充分認(rèn)識(shí)到企業(yè)信息化建設(shè)是提高企業(yè)經(jīng)營管理水平、提高安全生產(chǎn)水平、提高企業(yè)生產(chǎn)效率和市場競爭力的必要手段的背景下投資建設(shè)的。礦井在建設(shè)初期就對(duì)信息化建設(shè)方案進(jìn)行了公開招標(biāo)和集體會(huì)審，力求把霍寶干河煤礦建成高度信息化的新型示范礦井。
2、客戶需求
——建立底層生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)了解供電設(shè)備、皮帶、水泵、提升設(shè)備、通風(fēng)機(jī)、壓風(fēng)機(jī)以及生產(chǎn)環(huán)境（包括瓦斯、CO、溫度等）情況。
——建立生產(chǎn)監(jiān)控平臺(tái)，集成各個(gè)底層監(jiān)控系統(tǒng)，方便用戶了解全礦底層生產(chǎn)設(shè)備工作情況，工作環(huán)境測量指標(biāo)；方便總調(diào)度員遠(yuǎn)程控制供電開關(guān)、皮帶、水泵的開停。
——建立煤礦安全生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，包括實(shí)施生產(chǎn)監(jiān)控和調(diào)度管理功能，方便礦領(lǐng)導(dǎo)實(shí)時(shí)了解全礦生產(chǎn)情況。
3、解決方案
根據(jù)霍寶干河煤信息一體化項(xiàng)目方案，全礦信息網(wǎng)絡(luò)由管理信息網(wǎng)、服務(wù)器群子網(wǎng)、調(diào)度指揮信息網(wǎng)、集中控制網(wǎng)和生產(chǎn)過程控制網(wǎng)絡(luò)組成。
集中控制網(wǎng)與調(diào)度指揮信息網(wǎng)連接并采用控制網(wǎng)專用網(wǎng)閘進(jìn)行物理隔離，實(shí)現(xiàn)單向通信（或嚴(yán)格限制返回字節(jié)數(shù)的雙向通信），調(diào)度指揮信息網(wǎng)與管理信息網(wǎng)之間通過防火墻等硬件安全設(shè)備以及相應(yīng)的管理手段實(shí)現(xiàn)有限制的互聯(lián)互通。
為了確?？煽啃耘c安全性，生產(chǎn)過程控制網(wǎng)采用光纖傳輸環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，要實(shí)現(xiàn)井下所有信息系統(tǒng)（數(shù)據(jù)、語音、視頻）的接入。所有安全生產(chǎn)監(jiān)控自動(dòng)化子系統(tǒng)均接入到光纖傳輸環(huán)網(wǎng)進(jìn)行傳輸，主干網(wǎng)（地面至井下中央變電所）不再敷設(shè)電纜。
調(diào)度指揮控制中心既是礦井的生產(chǎn)安全指揮中心，又是整個(gè)礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的控制中心。在礦井調(diào)度指揮中心既能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測到整個(gè)礦井的生產(chǎn)和安全狀況，又能夠?qū)ΦV井主要生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
在管理信息網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與管理數(shù)據(jù)的共享，使企業(yè)管理者能夠通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)隨時(shí)掌握企業(yè)的生產(chǎn)、安全和管理信息。
4、系統(tǒng)數(shù)據(jù)流
在生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)（控制環(huán)網(wǎng)）使用GE Fanuc公司工業(yè)組態(tài)軟件Proficy iFIX集成各底層生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，以便總調(diào)度員和各專業(yè)調(diào)度員實(shí)施了解現(xiàn)場生產(chǎn)情況，控制生產(chǎn)設(shè)備、供電開關(guān)的開停。
通過單向數(shù)據(jù)傳送程序，實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)跨過網(wǎng)閘傳輸?shù)絇roficy Historian（iH），通過Proficy Realtime Information Portal集成到煤礦安全生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)中展示給Web瀏覽用戶，結(jié)合調(diào)度員錄入的調(diào)度管理數(shù)據(jù)，產(chǎn)生經(jīng)營管理所需的分析報(bào)表，為管理決策提供依據(jù)。
系統(tǒng)數(shù)據(jù)流如下圖所示：
5、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
——實(shí)時(shí)生產(chǎn)服務(wù)器
實(shí)時(shí)生產(chǎn)服務(wù)器由兩臺(tái)Windows 2003服務(wù)器安裝Proficy iFIX Plus SCADA Server軟件冗余運(yùn)行，完成從現(xiàn)場控制設(shè)備采集、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的工作。同時(shí)還運(yùn)行數(shù)據(jù)單向傳輸程序，跨網(wǎng)閘發(fā)送數(shù)據(jù)到信息網(wǎng)Proficy Historian（iH）數(shù)據(jù)庫中。
——實(shí)時(shí)監(jiān)控終端
各實(shí)時(shí)監(jiān)控終端在Windows XP環(huán)境中安裝Proficy iFIX iClient軟件負(fù)責(zé)開發(fā)各個(gè)子系統(tǒng)的所有功能，動(dòng)態(tài)顯示生產(chǎn)情況、設(shè)備狀態(tài)、生成報(bào)表，供各專業(yè)調(diào)度員查看、完成遠(yuǎn)控功能。
——Proficy Historian（iH）服務(wù)器
Proficy Historian（iH）服務(wù)器由兩臺(tái)Windows 2003服務(wù)器安裝Proficy Historian（iH）軟件和Microsoft SQL Server 2005服務(wù)器組成集群，提供實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)接收、存儲(chǔ)、查詢功能。
——Proficy Realtime Information Portal服務(wù)器
Proficy Portal服務(wù)器在Windows 2003環(huán)境中安裝Proficy Realtime Information Portal軟件負(fù)責(zé)開發(fā)、發(fā)布各個(gè)子系統(tǒng)的所有功能提供WEB訪問。
6、系統(tǒng)功能
對(duì)應(yīng)于以上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，干河煤礦軟件項(xiàng)目集成后在全礦將形成兩套系統(tǒng)：煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng) + 煤礦安全生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)。
煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)底層生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的集成，運(yùn)行于網(wǎng)閘之內(nèi)的集中控制工業(yè)環(huán)網(wǎng)，使用GE公司的工業(yè)控制軟件iFix實(shí)現(xiàn)。視頻、數(shù)據(jù)同步監(jiān)控，既有利于用戶從數(shù)據(jù)視頻兩方面掌握生產(chǎn)現(xiàn)場狀況，又有利于用戶實(shí)時(shí)了解生產(chǎn)控制指令的執(zhí)行情況、執(zhí)行效果；系統(tǒng)設(shè)計(jì)各部門分項(xiàng)控制和總調(diào)集中控制功能，總調(diào)度員通過礦井概貌了解全礦生產(chǎn)情況、全部報(bào)警信息、控制關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備實(shí)施緊急調(diào)度；各部門、各專業(yè)調(diào)度員通過各子系統(tǒng)了解本部門、本專業(yè)生產(chǎn)情況，實(shí)施遠(yuǎn)程調(diào)度。如下圖所示：
煤礦安全生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)包括實(shí)時(shí)生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)(煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)不含控制功能) + 煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)，運(yùn)行于管理信息網(wǎng)絡(luò)、調(diào)度指揮信息網(wǎng)，使用Web構(gòu)架，不需要復(fù)雜的安裝配置即可方便應(yīng)用。
實(shí)時(shí)生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)，使用GE Fanuc公司的工業(yè)控制軟件Portal和定制開發(fā)的功能模塊實(shí)現(xiàn)，供礦領(lǐng)導(dǎo)、礦調(diào)度員實(shí)時(shí)了解全礦生產(chǎn)情況、根據(jù)生產(chǎn)情況下發(fā)調(diào)度命令，要求生產(chǎn)控制調(diào)度人員執(zhí)行生產(chǎn)調(diào)度命令。
煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)包括生產(chǎn)計(jì)劃的制定、生產(chǎn)執(zhí)行情況、安全事故的記錄查詢統(tǒng)計(jì)等功能。如下圖所示：
