鹤煤九矿综合自动化控制系统建设方案及技术规格书.doc
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1、鹤煤九矿综合自动化控制系统建设方案及技术规格书鹤煤公司九矿二一七年八月二日目录第一部分 矿井概况及系统总体设计21. 矿井基本概况22.系统总体设计要求42.1设计原则42.2建设目标62.3总体框架72.4规范及标准83.工程技术要求103.1对厂家总体要求103.2硬件设备通用技术要求113.3软件设备通用技术要求12第二部分 矿井综合自动化网络平台建设141.矿井自动化传输平台(工业环网硬件部分)141.1 环网现状141.2工业环网要求151.3需接入网络平台的相关系统其它要求192.调度监控中心自动化软件平台192.1矿井自动化系统集成软件平台192.2公司、矿井联网信息平台数据上传
2、312.3调度室及机房扩建要求312.4视频建设要求323.综合自动化平台建设主要设备材料表32第三部分 各子系统技术要求351 井下皮带机集控系统361.1系统现状361.2设计要求391.3 集控系统主要设备材料表432 主排水监控系统442.1主排水系统概况442.2 主要改造项目452.3 系统建设目标462.4 技术要求472.5 集控系统主要设备材料表503 压风机集控系统533.1 压风机房概况533.2系统建设目标533.3系统实施方案533.4 系统功能553.5集控系统主要设备材料表564 工业视频监控系统574.1系统建设内容范围574.2接入方案584.3系统设计技术要
3、求594.4主要设备技术指标594.5主要设备材料清单605.多网融合通讯系统615.1接入要求625.2主要设备技术指标625.3主要设备材料表64第一部分 矿井概况及系统总体设计1. 矿井基本概况鹤煤九矿位于鹤壁煤田北部,1958年建井,设计生产能力0.3Mt/a, 2009年矿井改扩建后设计生产能力0.6Mt/a。井田南北长平均4km,东西宽平均2.54km,面积约10km2。开采石炭二迭系山西组二1煤层,煤层平均厚度7.9m,倾角8-25。鹤壁九矿自开展矿井自动化、信息化建设以来,建立了胶带输送机集控和电力监控两个子系统(目前均处于停运状态)。本次招标要求建设综合自动化系统的软件和硬件
4、平台,建设井上下千兆工业以太环网和部分子系统建设。现各系统具体状况如下 :1、供电系统由地面6kV变电所和井下4个变电所(+15变电所、-420变电所、-530变电所、34采区变电所)组成,-420变电所部分开关实现了远程监视,其余均未实现电力远程监控。2、排水系统共有4个泵房,分别为+15泵房、-420泵房、-530泵房、34采区泵房,控制方式为手动控制,不具备远程控制功能。其中-530泵房将于2017年11月份停运,不再纳入集控范畴。3、压风系统有4台螺杆式空压机,内部有PLC模块,不具备通信接口,冷却方式为水冷。4、胶带运输系统集中运输巷胶带由12部皮带机和5个缓冲煤仓组成,每个煤仓各配
5、置一台给煤机。建立有皮带机集控系统,厂家为北京广大泰祥自动化技术有限公司。5、井下人员定位系统为常州天地的KJ69J型系统,目前系统运行正常。6、应急广播通信系统为徐州中大建设的KT208型系统,目前运行正常。7、新副井提升机电控采用的是徐州中矿大传动与自动化有限公司生产的双馈转子变频调速系统,另外安装监测系统一套,实现了提升机运行参数和状态的实时在线监测。8、东风井主通风机房安装有邯郸市康创电气有限公司生产的在线监测监控系统,可实时监测主扇风机各种运行参数及附属设备运行状态。结合矿井实际,2017计划建设井上下的千兆工业以太环网,在地面建立综合自动化平台,完成主排水、地面压风机及井下胶带输送
6、机子系统建设,从而实现以上设备远程集中自动化控制。此外,将新副井和东风井监控系统监视的各项参数及视频接入综合自动化平台。2.系统总体设计要求2.1设计原则1、高可靠性(1)软件要求系统平台软件需经过国家认证机构登记注册,并有同类型矿井成功应用案例。系统平台软件要采用正版软件,其修改和修补方法应符合中华人民共和国相关技术规范。软件要采用分层模块化结构,软件任何一层的任何一个模块的维护和更新以及新模块的增加都不影响其他模块的运行。软件应有容错能力、防护性能,以及软件运行故障的监视功能。综合信息化监控系统接入各子系统通信接口协议和数据格式,要求具有国际标准性和开放性,使接入的子系统通信通畅,保证综合
7、信息化监控系统可靠运行。矿井各个子系统的操作站人机界面中,监控数据整体响应品质要求更新速度小于1秒(含子系统响应时间),画面更新速度小于2秒;管理信息系统具有高稳定性和数据安全性。(2)硬件要求矿井各子系统设备选用适合矿井恶劣环境下的工业性能产品,防爆环境下选用国家煤矿安全认证产品。矿井各个子系统核心设备要有冗余配置,建立关键设备单点故障时快速切换机制,严禁由于单点故障影响整个系统运转。(3)故障诊断及故障对策对接入综合信息化监控系统的子系统设备,要求供应商提供子系统故障诊断信息和故障对策,便于实时掌握各子系统运行状态,及时发现隐患和排除故障。生产子系统的关键控制设备要求提供平均无故障时间和平
8、均故障修复时间指标,便于评价综合信息化监控系统的整体可靠性和实用性。2、高互联性全矿建立统一的系统互联标准,实现中央监控系统平台的高度集成。要求综合信息化监控系统平台实现集数据、语音、视频于一体的综合监控功能,建立生产事件与多媒体信息联动功能,消除自动化系统与多媒体系统之间的“孤岛”状态。要求管理信息子系统之间以及与监控系统之间信息无缝衔接,形成管控一体化信息系统。3、先进性当今网络技术发展迅速,应选择技术水平高、有发展前途、5年内不会被淘汰的网络系统来组建监控系统网络。要采用国际标准和主流技术,方便网络的扩展与升级。另外,作为实用工业网络,要充分考虑到技术的成熟性。4、经济性网络系统设计必须
9、考虑到投资的合理性,需综合考虑整个网络系统的性价比、投入产出比、企业的经济承受能力等因素。在计算机、网路设备、系统软件的产品选型与配置方面,在综合考虑上述几种因素的基础上,尽量节省投资。2.2建设目标1、构建矿井安全生产一体化集中管控信息平台。应用计算机技术、网络技术、信息技术、控制技术、智能技术和煤矿生产工艺技术,实现矿井生产决策、安全生产执行管理和监测控制等信息的有机集成,实现矿井安全生产集中监视、集中控制、集中指挥。2、提高安全生产保障能力,建立自动化、少人化煤矿生产模式。在矿调度指挥中心能够监测井下机电设备运行参数,集中控制井上、下机电设备,减少井下作业人数,达到减人提效、少人增安的目
10、的。实现现场生产过程的动态实时监控与各种调度指挥手段的紧密结合,强化生产调度指挥的实时性、联动性和准确性。2.3总体框架综合自动化系统平台从层次上可以划分为设备层、过程控制层、集中监控层及管理层。设备层:主要包括传感器、执行器、开关柜、智能变配电装罝、行程开关等现场设备,采用现场总线方式将现场设备、传感器、变送器、开关、显示屏和操作终端与PLC连接,快速、稳定的与控制层实时交换数据。过程控制层:PLC分站、电机智能控制器、其它智能监控分站等,既能采集现场设备运行数据并上传至集中监控层,又能将集中监控层控制信号下传至现场设备。各子系统通过其现场总线采集各自所控制设备的运行参数,并实现对整个子系统
11、设备的集中控制。集中监控层:集中监控中心可实现对接入自动化平台各子系统的集中控制及对接入设备和环境参数的监测。通过建立综合自动化监控网络,将各子系统的监测、监控站作为监控网络的一个节点,把各现场子系统整合于综合自动化监控网络中。通过OPC、DDE、数据库共享、FTP文件上传等软件接口完成各子系统的信息整合,实现在地面调度室对全矿生产及相关环节的集中监控,并与上层矿级管理系统(信息层)进行信息交换,实现矿井的“管控一体化”。2.4规范及标准矿井综合自动化系统设备的设计和制造应符合中国最新版国家标准(GB)或在国际范围内被应用的具有不低于下列标准的标准。井筒中和井下只准使用防爆设备和煤安设备。综合
12、信息化监控系统的设计和制造应执行最新版国家标准(GB)和行业标准。 煤矿安全规程(2016版); 煤矿安全技术操作规程; GB 50215-2005煤炭工业矿井设计规范; GB 50359-2005煤炭洗选工程设计规范; GB 50055-2011通用用电设备配电设计规范; GB 50174-2008电子信息系统机房设计规范; GB/T 50314-2006智能建筑设计标准; GB 50057-2010建筑物防雷设计规范; MT/T 1004-2006煤矿安全综合信息化监控系统通用技术条件; GB50581-2010 煤炭工业矿井监测监控系统装备配置标准 AQ 1029-2007煤矿安全监控系
13、统及检测仪器使用管理规范; GB 3836.1-2010爆炸性环境 第1部分:设备 通用要求; GB 3836.2-2010爆炸性环境 第2部分:由隔爆外壳“d” 保护的设备; GB 3836.4-201爆炸性环境 第4部分:由本质安全型i保护的设备; MT 209-1990煤矿通信,检测,控制用电工电子产品 通用技术要求; AQ 6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求; MT/T 772-1998煤矿监控系统性能测试方法; 防治煤与瓦斯突出规定(2009年版); MT/T 626-1996矿井均压防灭火技术规范; MT/T 5016-1996矿井通风及安全装备标准; 1995矿井通风
14、安全监测装置使用管理规定; GB 50016-2006建筑设计防火规范; GB 50222-1995建筑内部装修设计防火规范; MT/T 5014-1996煤炭工业给排水设计规范; GB 50014-2006室外排水设计规范(附条文说明)(2011年版) GB 50140-2005建筑灭火器配置设计规范(附条文说明) GB 50418-2007煤矿井下热害防治设计规范(附条文说明) GB 10438-1989煤矿井下采掘作业地点气象条件卫生标准 矿山安全法(1993年) GB 50058-1992爆炸和火灾危险环境电力装置 设计规范 GF001-9001中国国内电话网No.7信号方式技术规范(
15、暂行规定)及补充规范 YDN 038-1997国内No.7信令方式技术规范综合数字网用户部分(ISUP)暂行规定 GB/T 14394-2008计算机软件可靠性和维护性管理 JGJ 16-2008民用建筑电气设计规范(附条文说明) JGJ 243-2011交通建筑电气设计规范(附条文说明) GB50169-2006 电气装置安装工程施工及验收规范 GB 4943.1-2011信息技术设备 安全 第1部分:通用要求 GB 50348-2004安全防范工程技术规范(附条文说明)3.工程技术要求3.1对厂家总体要求1、应具有承担本工程相应的供货能力、施工能力和设计能力。2、应具备ISO9001质量体
16、系认证,井下使用的设备必须具有“三证一标”。3、应具有设备安装、调试和维修能力。4、要在中华人民共和国注册并具有独立法人资格。5、注册资金不得低于人民币5000万元。6、需提供近五年(2012年至今)国内百万吨以上煤矿综合自动化项目签约资料,其数量不得少于3个(附签约合同)。7、提供的整体方案需单独论述各子系统设备互联时的防爆安全性能。8、本技术规范书提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节作详细规定,也未充分引述有关标准和规范的条文,供方应提供符合本规范书和工业标准的优质产品。9、如果供方没有以书面形式对本规范书的条文提出异议,则默认供方提供的设备(或系统)完全符合本规范书的要求。如对
17、任何条款有异议,都要在投标书中以“对技术规范书的意见和同规范书的偏差”为标题的专门章节加以详细描述。10、当本技术规范书所使用的标准与供方所执行的标准不一致时,按较高标准执行。11、本技术规范书经买、卖双方确认后作为签订合同的技术附件,与合同正文具有同等的法律效力。12、本技术规范书未尽事宜,由买卖双方协商确定。3.2硬件设备通用技术要求硬件设备的安全运行对矿井的安全生产及信息管理系统的平稳运行尤为重要,所选产品必须保证煤矿自动化系统中各项应用都可以得到高质量、高稳定、不间断的服务。主要设备具体要求如下: 新建子系统PLC控制器选用西门子S7系列品牌产品。 工业环网交换机选用赫斯曼、西门子等知
18、名品牌产品。 采集数据库服务器选用容错服务器产品,WEB服务器采用IBM、HP等同性能知名品牌,流媒体服务器选用海康品牌。 杀毒软件选用瑞星、卡巴斯基等知名品牌产品。 机房机柜选用威图、图腾等知名品牌产品。 服务器KVM切换器选用AVOCENT、RETON、ATEN等品牌产品。 移动工作站选用THINKPAD、HP、DELL等同性能品牌产品。 台式工作站(工程师站)选用研华品牌产品。 服务器、交换机等提供原厂商三年产品质保承诺。 管理层能够利用现办公网络调取自动化控制平台数据。 视频监控设备选用海康、大华等国内知名品牌产品。3.3软件设备通用技术要求综合自动化平台及各子系统组态软件需采用GEF
19、anuc、Wonderware、SCADA等知名平台软件,可结合综合自动化平台建设需要,采用组态加定制开发的方式。 具有完善的实时操作系统; 具有完善的系统控制功能; 具有对各种硬件设备测试功能; 具有对软件和硬件运行故障监视、故障告警及故障处理功能; 具有与集中维护管理中心相配合的控制功能; 应用软件系统应采用结构化开放式数据库系统,并提供与外围的互联访问接口及接口驱动方案; 具有完善、方便的人机通信控制功能; 具有完善的维护管理功能; 具有故障诊断和故障定位功能; 软件产品应基于Windows平台运行,基于SQL Server、.NET等平台设计; 应用软件应具有分层管理、维护权限的功能。
20、第二部分 矿井综合自动化网络平台建设由供方建设井上下千兆工业以太环网平台,实现各子系统的接入和集成,实现设备控制自动化、业务信息集成化、信息管理网络化,着力打造科学化、现代化和智能化矿井。系统建设内容范围:1、安全生产自动化环网建设(1) 井下建成千兆工业以太环网(2) 地面建成千兆工业以太环网2、调度监控中心自动化软件平台(1)综合自动化集成软件平台(建设)(2)实现公司、矿联网信息平台上传功能(建设)3、调度中心大屏幕及数据机房(1)调度中心大屏幕显示系统(在现有基础上健全完善)(2)新建千兆环网平台机房(建设)4 、利用矿现有计算机办公网络主干平台实现与公司网、internet、工业以太
21、环网的互联。1.矿井自动化传输平台(工业环网硬件部分)1.1 环网现状九矿井下原有两套环网,分别为皮带集控系统百兆环网(厂家为北京广大泰祥)和人员定位系统百兆环网(厂家为常州天地)。1.2工业环网要求本次矿井综合自动化建设计划利用现有主干光缆新建一套千兆环网,新建皮带集控系统、水泵集控系统、压风机集控系统和各地点的数字高清摄像仪等就近接入新建立的主干环网中,该主干环网的作用主要是将九矿井下各监控地点的主要数据传输到地面机房,并与新建立的信息化平台进行对接,保证各种数据通信正常。原有的紧急广播系统和人员定位系统实行上位机接入。九矿调度室现安装有大屏幕系统,前台有操作台,操作台上布局有安全监测、人
22、员定位、语音广播等系统的工控机与显示器。本次集控平台建设计划对现有调度室进行扩建,以满足新建系统的空间需求。此外,由于原视频系统有部分数字视频,需增加两台32路解码器转换成模拟视频在大屏显示。本次计划安装12台交换机,机房2台,地面车间5台,井下5台,具体安装地点如下图所示:工业以太环网系统由核心交换机、矿用隔爆兼本安型井下交换机、地面工业环网交换机三部分组成。地面工业环网光纤路线:压风机房东风井新副井绞车房调度机房地面变电所压风机房需要新铺设的光纤线路为1100米,其中压风机房至东风井600米、地面变电所至压风机房500米。井下工业环网主干光纤路线:老井主井口(地面车间)新井调度机房-420
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