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三維礦井綜合自動化系統

  一、系統概述

  三維礦井綜合自動化系統是由江苏利来旗舰厅手机版下载科技使用国内外先进的虚拟现实技术与煤矿信息化系统相结合  ,可将煤矿已有的安全生产监控系统、人员监测监控系统、水泵集控系统、皮带运输集控系统、压风机系统、灯房管理系统、地面供电系统、井下供电系统、主副升提升系统等将煤矿采、掘、机、运、风、水、电等各个自动化系统和矿井监测监控系统集成起来  ,提供实时信息查询  ,并对历史数据进行存储、发掘  ,以提高调度、指挥、决策的科学性。

  三維礦井綜合自動化系統解决了煤矿各个子系统信息孤岛的问题  ,解决了过去信息系统集成只是简单地将各个子系统的软件界面组合  ,形成了以三维立体真实场景展现现在的或者还原过去矿井上真实发生过的场景信息  ,更便用户操作并记忆信息  ,是对原来的各个子系统软件的升级而不是简单的集成。

  二、系統連接框圖


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  三、系統組成及産品說明

  本系統主要由數據采集、數據存儲、三維展示等部分組成。

  1、數據采集

  數據采集主要是對各種需要接入到三維礦井綜合自動化軟件平台的各種應用系統進行數據采集。數據采集的方式可以是以下幾種:

  智能设备接入方式:根据智能设备提供的各种数据通讯接口  ,编写相应的智能数据驱动  ,使智能设备的数据能够接入到三維礦井綜合自動化系統中来  ,对于智能设备的接入  ,本系统支持RS485、CAN、RJ45等常见智能设备工业传输接口。

  网络接入方式:根据通用网络管理协议  ,结合现场设备的现状  ,编写相应的网络数据解析驱动  ,使各类通过标准以太网传输数据能够接入到三維礦井綜合自動化系統中来。本系统支持HTTP、Telnet、FTP、TFTP、SNMP等网络设备的应用协议。

  PLC接入方式:根据主流PLC厂商提供软硬件通讯?  ,结合现场设备的现状  ,采集PLC系统相关数据  ,生成系统可识别的数据格式  ,使各类PLC系统接入到三維礦井綜合自動化系統中来。

  上位机接入方式:根据上位机软件提供的数据接口  ,结合现场实际情况  ,可以根据数据库定义、OPC协议、FTP协议、HTTP协议、TCP/IP连接、WebServer服务、上位机软件提供的二次开发工具等方式  ,与上位机软件进行数据交换  ,从而使各类上位机数据接入到三維礦井綜合自動化系統中来。

  數據采集的性能  ,取決于接入設備的性能、數據傳輸應用環境、采集服務器的性能等。

  2、數據存儲

  將采集過來的數據通過利来旗舰厅手机版下载實時及曆史數據庫系統存儲到指定的存儲設備  ,存儲設備可以是磁盤陣列、服務器、高性能工控機、高性能商用電腦等。數據存儲  ,根據客戶現場應用的情況  ,可以設定爲存儲6個月、12個月、24個月、48個月等。

  3、三維仿真展示

  將存儲在實時及曆史數據庫中的數據  ,通過三維仿真系統  ,可仿真實時數據場景  ,也可以對曆史數據場景進行回放?稍谌S仿真系統中顯示真實設備的三維模型、展現數據的實時及曆史曲線、通過報表統計等分析系統中的各類數據。

  四、系統的功能特點及優勢說明

  1.任意角度、實時的3D顯示。

  2.在三維礦井系統中具有高效、高精度物理碰撞屬性。

  3.支持多視圖顯示:頂視、前視、左視、右視等。

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  圖1三維礦井系統展示


  4.支持多個場景顯示  ,可以將煤礦上的各個工作場景  ,真實地繪制模擬出來  ,如水泵房、工作面、皮帶巷。

  5.支持霧效  ,可以模擬現場的塵埃。

  6.支持光影效果  ,可以真實地反映井下特殊場景光照的效果。

  7.支持貼圖功能  ,可以將現場拍攝的圖片嵌入到系統中。

  8.可以對特定物體進行複制、鏡像、旋轉、縮放和平移等操作。

  9.可以將AutoCAD巷道圖  ,進行加工修飾後  ,建設成三維巷道圖放置到系統中。

  10.支持鍵盤和鼠標操作  ,以行走的方式漫遊三維場景。

  11.可以在場景中進行各種旋轉  ,全方位查看場景中的信息。

  12.在三維場景中可以以表格、曲線的方式顯示實時或者曆史數據。

  13.在三維場景中可以調用特定的工業電視的實時視頻畫面。

  14.支持在三維場景中顯示二維信息。

  15.支持多種數據源的數據接入  ,如數據庫、OPC連接、TCP/IP通訊等。

  16.平台支持多個三維場景輪流顯示切換功能。

  17.可以在場景中精確定位各種傳感器、監控設備、管理標牌等各類設施  ,方便用戶快速尋找到有用的數據。

  18.三維礦井綜合自動化平台可接入的安全生産監控系統  ,可顯示瓦斯、風速、負壓、一氧化碳、煙霧、溫度、風門開關等環境參數  ,也可顯示煤倉煤位、水倉水位、壓風機風壓、箕鬥計數、各種機電設備開停等生産參數和電壓、電流、功率、電度等電量參數  ,以及膠帶跑偏、膠帶速度  ,軸承溫度、機頭堆煤等各種機電設備的運行情況。

  19.三維礦井綜合自動化平台可接入的安全生産監控系統  ,可以使用三維圖形的方式顯示礦井巷道  ,並以動畫貼圖方式顯示動態的風門狀態、風扇的轉動等。

  20.三維礦井綜合自動化平台可接入的安全生産監控系統  ,支持權限訪問控制功能。

  21.可以在三維礦井綜合自動化平台顯示各種模擬量曲線、並在曲線上標注量程、設備、安裝位置、數據值等實時或者曆史的記錄值。

  22.三維礦井綜合自動化平台可接入安全生産監控系統  ,並顯示各種監測監控設備的故障及報警信息。


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  圖2在三維場景中顯示下井人員信息


  23.三維礦井綜合自動化平台可接入礦用人員定位監控系統  ,可以在三維礦井綜合自動化平台上顯示礦井下實時人員分布信息  ,也可以顯示回放礦井下人員的曆史運行軌迹!

  24.三維礦井綜合自動化平台中可以實時顯示人員的姓名、發碼器編號、部門、所在地點、監測時間等實時人員信息。

  25.三維礦井綜合自動化平台可以按月或者按日顯示井下人員的考勤信息。

  26.三維礦井綜合自動化平台可以根據部門、員工姓名、職務查看實時或者曆史的人員下井信息。

  27.三維礦井綜合自動化平台可接入礦用人員定位監控系統  ,可以顯示人員定位監控系統的人員超時、超員等報警異常信息。

  28.三維礦井綜合自動化平台可接入礦用人員定位監控系統  ,可以顯示井下某個指定區域的人員信息  ,這些區域包括重點區域、禁止區域、一般區域及其它用戶指定的區域。會顯示區域內的人數及人員的詳細信息。

  29.三維礦井綜合自動化平台可接入皮帶生産運輸集控系統  ,可以顯示跑偏保護、速度檢測、縱向撕裂保護、打滑和超速保護  ,也可以顯示沿線急停閉鎖和故障位置檢測、堆煤檢測、動力設備溫度檢測、驅動滾筒的表面溫度檢測、煙霧檢測、自動灑水滅火、電機電流和開關故障、膠帶張緊力檢測、連續煤倉煤位檢測、運煤量累計等檢測保護信息。


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  圖3三維場景中的工作標牌、傳感器展示


  30.三維礦井綜合自動化平台可接入皮帶生産運輸集控系統  ,可以顯示膠帶各電機、給煤機等開關量狀態信息  ,也可以顯示速度、煤位、溫度等模擬量信息。

  31.三維礦井綜合自動化平台可接入皮帶生産運輸集控系統  ,可以對二級跑偏、閉鎖、縱撕、超溫、打滑、煙霧、堆煤、灑水等故障信號的顯示和報警功能。

  32.三維礦井綜合自動化平台可接入礦用風機監控系統  ,可以顯示風量  ,風壓  ,電機電壓  ,電機電流  ,電機故障  ,開停  ,電機表面溫度等數據或狀態。各顯示數據具有閃爍、顔色變化、顯示隱藏等動畫效果。圖形動畫具備電壓超限閃爍報警、電流超限閃爍報警、溫度超限閃爍報警、流程控制動畫顯示等功能。同時  ,各開關量狀態具備顔色變化及報警功能。

  33.三維礦井綜合自動化平台可接入礦用風機監控系統  ,以實時曲線圖形顯示在線測量與處理的風機運行參數  ,便于觀察某時間段內各種不同參數的變化趨勢。

  34.三維礦井綜合自動化平台可接入礦用風機監控系統  ,以曆史曲線圖形顯示測量與處理的風機運行參數  ,並能查詢任意曆史時刻的數據  ,曆史數據在計算機數據庫中的保留爲一個月或指定時間跨度  ,也可拷入磁盤長期保存  ,便于查詢分析。


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  圖4三維場景中集成視頻及電力參數顯示


  35.三維礦井綜合自動化平台可接入礦用風機監控系統  ,以報表形式查詢、顯示在線測量與處理的風機運行參數的曆史數據  ,便于值班人員打印值班報表及技術人員定量研究、分析和准備數據制作性能曲線。

  36.三維礦井綜合自動化平台可接入水泵控制系統  ,在軟件界面上動態監控水泵及其附屬設備的運行狀況。

  37.三維礦井綜合自動化平台可接入水泵控制系統  ,在軟件界面上實時顯示水位、溫度、電流、電壓等參數  ,超限報警  ,故障信息可自動顯示  ,故障點可自動閃爍。

  38.三維礦井綜合自動化平台可接入水泵控制系統  ,可顯示實時故障記錄  ,曆史數據查詢等功能。

  39.三維礦井綜合自動化平台可接入主副井提升系統  ,可動態顯示主副井提升系統主要電氣設備的運行工況。

  40.三維礦井綜合自動化平台可接入主副井提升系統  ,可顯示提升系統事故報警功能。

  41.三維礦井綜合自動化平台可接入主副井提升系統  ,可根據絞車開停、緊急停車等記錄動作時刻  ,並根據要求生成表格 ;顯示、記錄提升箕鬥計量數據  ,並能生成表格 ;主電機電流、提升速度、主電機溫度等動態參數按合理的時間密度記錄。

  42.三維礦井綜合自動化平台可接入井下變電站監控系統  ,可顯示變電站的多種數據  ,如模擬量、數字量、狀態量、帶時間標志的事件順序記錄  ,電能量數據。

  43.三維礦井綜合自動化平台可接入井下變電站監控系統  ,可顯示遙信處理信號、遙測處理信號、遙調處理信號。


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  圖5三維場景中的工業廣場及巷道


  44.三維礦井綜合自動化平台可接入井下變電站監控系統  ,可顯示遙測量曲線圖。

  45.三維礦井綜合自動化平台可接入井下變電站監控系統  ,可顯示開合閘事件告警、遙測值越位告警提示。

  五、三維應用展示

  1、礦井井上部分工業廣場三維展示。

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  2、礦井井下水泵房三維展示。

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  3、礦井井下皮帶集控系統三維展示。

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  4、礦井井下工作面集控三維展示。

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  六、系統配置一覽表  

序號 

項目名稱

型號及具體物料

單位

數量

備注

1

采集服務器 

IBM System x3650 M3 服务器,数据采集软件


1

用于數據采集與數據處理

2

存儲服務器 

IBM System x3650 M3 服务器,数据存储软件


2

用于數據冗余熱備處理

3

磁盤陣列

IBM System    Storage DS3512


1

用于數據存儲

4

圖形工作站 

联想 Think station    E31 三维图形应用系统


1

用于三維圖形開發與應用


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