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力控FSmartworx在智能煤井系統的應用
系統概況
按照趙家梁五二煤井“機械化提升、自動化升級、信息化應用、智能化建設”的工作部署,以綜合管控平臺調度系統為入口,引入智能礦山建設理念,建設綜合自動化平臺與智能化數據平臺,實現井場無人值守、機組一鍵啟動、設備管控一體化等,全力打造安全、綠色、高效發展的綜合信息化企業,實現“生產智能化、運營精細化、管理標準化、決策科學化”的發展目標。
按照趙家梁煤礦“四化”建設,通過自動化控制技術、計算機通信技術、網絡技術、數據庫技術技術等先進的信息管理工具,充分利用大數據分析+三維模型+移動應用,提高礦井智能化水平,實現對礦山的精細化高效管理,達到減員增效、節能減排、降低成本、提高效率及提高整個礦山的安全生產水平的目標,使該項目在同行業里的自動化水平、信息化水平和智能化水平達到國內先進水平。
系統設計
構建一套信息化平臺,方便煤礦的信息化管理,利用平臺核心的企業級實時歷史數據庫采集各種自動化子系統;為今后搭載各種軟件提供實時和歷史數據。
信息化平臺利用先進的環網技術、控制技術、計算機技術,將礦井生產中綜采、掘進、運輸、供電、壓風、通風、排水、電力監控等子系統,建成的一個綜合的管控一體化的數據中心。

平臺具有“系統分散、數據集中、全面監控、操作簡便”的特點,可與人員定位、工業視頻等系統相互融合聯動。

平臺采用分布式結構部署,支持B/S結構,可擴展C/S模式,與現場子系統可通過底層PLC驅動或者OPC無縫連接,以達到良好的實時性與可靠性。

平臺擁有的獨立的公共實時數據庫,可實現采集轉換各子系統的數據,并將采集信息展現到信息化平臺中,實現控制系統信息資源共享。

系統架構

數據中心分為三層架構:即接入層、服務層、應用層:

接入層:對各自動化子系統進行接入,將子系統中存在不同的通訊方式、不同通訊協議、不同數據進行整合接入;將收集到的數據統一提供給服務層。接入層主要部署的設備有:采集計算機/服務器,西門子PLC。

服務層:對接入層收集到的數據,進行處理、存儲、計算、統計;并交由應用服務器中的應用對象、應用模型進行處理;數據服務器與應用服務器共同為應用層服務;另外在服務層部署基于Html5技術的WEB發布服務器,服務處主要部署數據服務、應用服務器等。

應用層:應用層是面向用戶的跨平臺網頁展示技術,從服務層調用相關數據和相關的基礎應用模型,通過系統化的方式,有機的無縫的組合成不同應用的客戶端;客戶端將數據與系統應用展示給用戶,用戶同時可以與應用客戶端進行交互,實現用戶不同的需求。應用層根據用戶不同的功能要求,可以實現不同的應用客戶端,如生產過程監控客戶端、設備運行監控客戶端、數據分析客戶端、報警客戶端、報表客戶端;可通過手機、PAD、電腦網頁展示。

1、 系統功能

對設備進行快速采集,保證數據采集的實時性。
對采集鏈路、通訊網絡進行診斷,使工作人員可隨時了解通訊及數據傳輸狀態。
實現基于實時數據、歷史數據、報警數據的冗余功能,實現快速的切換,在網絡中斷、網速過慢時將數據緩存,待恢復后實現斷點續傳,確保數據完整性。 利用多樣的圖形展示手段,進行實時、歷史數據的展示,達到直觀、清晰的效果。
對于設備的操作分配不同的控制優先級別,操作人員的操作需通過權限驗證,以保證系統的安全性。
進行多樣報警及預警檢測,并將報警通過聲光、語音、短信、Email的方式輸出,實現直觀的事故追憶。
對大量的高密度的過程數據進行高性能的壓縮存儲,以這些數據為依據,實現專業的計算分析。
與調度中心進行數據交互,向上提供可靠的數據,向下執行調度中心的預案指令。
提供多種開放性接口,便于其它第三方系統調用數據,進行相關分析。
在Internet網絡或局域網中將實時、歷史、報警等數據以集成的方式進行發布,使用戶可在瀏覽器中實現瀏覽。

 

2、 實時/歷史數據庫

實時數據服務器由pSpace產品構建,主要為系統提供實時數據管理支撐,負責處理、存儲、管理從站場和RTU采集傳送來的實時數據,并為網絡中的其它服務器和工作站提供實時數據。實時數據服務器中運行通信管理軟件,完成與各站場及RTU的通信連接、協議轉換、網絡管理等任務。分布式的服務器節點之間可通過遠程數據源進行信息交互從而實現系統資源的負載均衡。

 

3、 方便的報警輸出

支持多媒體語音、視頻、文本語音轉換、郵件和短信等實時方式的報警通知與輸出;提供對外的報警查詢接口,方便與第三方軟件進行調用。

 

4、 曲線組件

用戶可根據需要自定義選擇參數進行趨勢分析;支持多窗口顯示方式;自定義趨勢組管理功能,方便用戶管理關心的趨勢參數組合;歷史趨勢與實時趨勢自由切換,使得歷史監視和實時監視能夠同時進行;支持曲線放大、數據導航功能;支持曲線打印功能。
用戶可以在辦公網上登錄系統后對系統中任意一個位號的過程變量實時、歷史趨勢進行查詢。可同時顯示多條曲線,便于進行對比分析;可以自定義坐標,便于查看對比;可以放大曲線的任意區域,精確觀察變化細節。可統計變量在給定時間段內的最大值、最小值及時間標簽,瀏覽變量超限運行的時間及其數值,且能夠進行匯總統計。使得工藝人員可以更加直觀的進行物料流量的監控、生產歷史分析和生產狀況評估。
流程圖上某一個位號,即可調出改位號歷史、實時趨勢圖,通過與其他重要數據的對比,發現該點運行情況,發現生產瓶頸,輔助改善操作指令和工藝流程,以提高生產效率。

 

5、 報表組件

實時歷史趨勢曲線分析功能:生產報表查詢管理模塊能夠幫助用戶實現實時、歷史數據的快速查詢、查看、導出等功能,并且幫助企業管理人員進行數據分析等功能,查詢范圍包括班組級、生產子系統等區域查詢,報表的種類和樣式由報表組態軟件靈活設置,可實現日報、月報、季報、年報等多種樣式。同時生產報表查詢管理模塊還支持通過C/S組態定義模板來實現生產報表設計、制作功能。報表通過B/S形式發布,在企業局域網或Internet上均可使用,即所有生產過程實時報表都由Web應用服務器生成,自動發布,權限用戶只需打開IE瀏覽器點擊相關連接,無需安裝任何客戶端軟件就能看到所需要查詢的報表信息。
生產報表查詢管理模塊實現的報表包括調度報表、質量報表、生產實時報表等具體形式,可根據企業的實際情況進行制作。
調度報表:調度報表是對企業現有調度報表的自動化升級,包括日報、月報、季報、年報等多種形式,可以針對企業的實際情況進行制作。
生產過程統計報表:實現主要產品產量完成情況,中間產品成品的庫存情況等報表,幫助生產管理人員、統計人員實現在線統計分析工作,提高統計速度和精度,降低工作強度,減少統計誤差。
生產實時報表:生產實時報表將生產實時信息以報表形式進行展示,便于生產調度管理人員的實時查看。

 

6、 FSmartWorx平臺

力控工業云端可視化FSmartWorx是款基于 軟件即服務的(SAAS) 理念,以模塊化、服務化為基礎,以微前端模式為框架,可依托公有云、私有云、本地化等手段部害,具備自由開發,靈活擴展,開放式軟件協作平臺,擁有數據采集、 遠程控制、實時監控、數據分析、策略優化等核心功能。平臺采用Javascript方式使其具備強大的擴展性,靈活性同時為了降低使用難度,提高易用性,采用拖拽式(WYSIWYG)設計,只需通過簡單配置,就可輕松實現個性化應用,與此同時先進響應式設計,也可保證用戶應用輕松適配各種終端,加之混合應用打包,從底層機制原理上徹底統CIS、B/S模式,真正做到Write once Run Anywhere -次編寫 ,隨處運行)。

 

7、 移動端應用

隨著WEB技術發展越來越迅速, HTML5的到來更是把WEB技術推向了巔峰,目前HTML5技術已經日趨成熟, HTML5更是在移動終端上已有廣泛的應用,HTML5是最新一代的HTML標準,它不僅擁有HTML中所有的特性,而且增加了許多實用的特性,如視頻、音頻、畫布(canvas)等,本次項目中移動端應用均采用以HTML5標準的界面發布模式,在移動端利用瀏覽器或APP即可快捷訪問數據。
本次應用方面須滿足跨平臺的工藝流程畫面可視化集成方案,可將生產監控系統的工藝流程以多種方式進行Web發布與集成,主要支持以下方式:
支持以JSON文件的HTML5方式的Web交互。
支持SVG矢量圖形、FLEX等多媒體方式的Web發布與集成

 

應用總結

綜合自動化平臺的建設采用當前先進成熟的技術,采用平臺化的建設思想,系統間聯動能根據業務需求實現靈活組合配置;通過生產過程的遠程控制、集中控制和自動控制手段,改善工人作業環境、減輕工人勞動強度,實現礦井的高產、高效。綜合自動化平臺基于以太網,采用統一標準的數據接口(如 PLC 通訊接口)、標準開放的協議(如 OPC、ODBC 等接口協議)采集各系統數據,保證采集數據的實時性、準確性;平臺形成統一數據標準、統一數據協議、統一數據格式。綜合自動化平臺采用 C/S 與 B/S 相結合的模式,遠控控制采用 C/S 架構,瀏覽采用B/S 架構,預留支持移動監管接口;各軟件需支持服務器虛擬化技術。

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