完善矿井综合自动化系统技术协议.docx
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完善矿井综合自动化系统技术协议
河南焦煤能源有限公司
九里山矿完善矿井综合自动化系统
技
术
协
议
河南焦煤能源有限公司九里山煤矿
天地（常州）自动化股份有限公司
2016年6月
甲方：
河南焦煤能源有限公司九里山煤矿
乙方：
天地（常州）自动化股份有限公司
甲、乙双方经认真友好协商,就有关系统功能、要求、技术培训、售后服务等方面达成共识。
本协议作为产品销售合同不可分割的一部分，及产品销售合同具有同等法律效力.
双方协议如下：
九里山矿原建有一套天地（常州）自动化股份有限公司建设的综合自动化系统，要求矿井综合自动化系统各项功能恢复正常运转，原有5个子系统各项功能恢复正常运转,九里山矿已有我公司建设的综合自动化系统，原已接入5个子系统，现增加接入主排水无人值守系统、井上下电力监控系统、主井装载自动化系统、主副井提升系统，皮带子系统、瓦斯抽采系统、风井瓦斯泵站系统、空压机余热利用及自动化控制系统、瓦斯发电系统9个子系统，同时建设完成全矿井平台Android手持仪客户端，14个子系统全部接入.
调度室UPS及双回路配电柜已过质保两年，设备每月出现故障告警，为确保调度室供电安全，本次项目中包含UPS主机及双回路配电柜的维护（全包配件）.乙方负责联系厂家对UPS及双回路配电柜进行维保（全包配件）,维保后质保不少于两年。
一、总则
1、本技术要求的使用范围仅限于焦作煤业（集团）有限公司九里山矿综合自动化系统。
2、本技术要求提出的是最低的技术要求，并未对一些技术细节作出规定，也未充分分述有关标准和规定的条文。
供货（施工）方应保证提供符合相应技术条件和工业标准的优质产品。
3、本技术要求作为定货合同的附件.
4、随机提供设备的产品合格证和出厂试验报告.
5、属煤安标志管理范围的装置应有煤矿矿用产品安全标志证书、煤矿安全标志、防爆合格证。
二、设计标准
《煤矿安全规程》
《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》
《爆炸性环境用防爆电气设备防爆型电气设备》
《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备》
《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术条件》
《煤炭工业矿井设计规范》
《煤矿安全装备基本要求》
《煤矿监控系统总体设计规范》
《煤矿监控系统中心站软件开发规范》
《煤炭工业调度信息化建设总体规划纲要》（试行）
《煤炭调度信息化装备技术规范》（试行）
《计算机软件开发规范》GB8566
《电子计算机房设计规范》
《煤炭工业信息化“十一五”发展规划》
《IEEE-802。
3标准》
《EIA/TIA568工业标准及国际商务建筑布线标准》
《YD/T926。
1—1997大楼通信综合布线系统标准（邮电部部颁行业标准）》
《建筑及建筑物群综合布线工程设计规范》（CECS2000）
《AQ6201－2006煤矿安全监控系统通用技术要求》
《MT/T1004-2006煤矿安全生产监控系统通用技术条件》
《MT/T1006—2006矿用信号转换器》
《MT/T1007-2006矿用信息传输接口》
《MT/T1008—2006煤矿安全生产监控系统软件通用技术要求》
《建筑设计防火规范》
《建筑内部装修设计防火规范》
《煤炭工业矿井设计规范》
《建筑工程消防监督审核管理规定》
《煤炭工业给排水设计规范》
《矿山安全条例》
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》
《爆炸危险场所安全规定》
《软件开发规范》
《计算机软件可靠性和维护性管理》
《计算机软件质量保证计划规范》
《中华人民共和国公共安全行业标准》
《建筑电气设计规范》
《电气装置安装工程施工及验收规范》
《用户终端设备耐过压和过电流能力规范》
《信息技术设备包括电气设备的安全规范》
《禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录》的通知
三、恢复矿井综合自动化系统各项功能要求
1客户端零配置
监控平台采用B/S结构，易于管理和维护。
采用多层设计技术,并使用组件技术，方便开发,系统的扩展性好。
2标准、开放的接口协议
监控平台采用标准、开放的接口协议，各系统互联基于以太网，采用标准、开放的协议如OPC、NetDDE、MPEG4等协议。
3系统可扩展性强
综合自动化系统软件平台实现采用标准化数据共享机制,各级间可实现功能扩展的无缝连接,形成可将各类安全、生产系统接入的中枢机构,并通过提供规范化的接口成为各种智能化应用的基础.
4管控一体化功能
综合自动化系统软件平台应实现安全、生产各环节参数的自动接入及汇总处理,并能实现智能化控制方案形成，对现场子系统进行调控.
5信息综合功能
保证综合自动化系统软件平台中监控信息的有序流动以及对其进行管理，系统中的接入组件负责及各子系统以标准的软件接口和信息协议交换信息。
系统对各子系统进行综合分析、分类处理。
形成监控信息数据中心。
6浏览功能
实时动态图形功能
综合自动化系统软件平台必须将各子系统显示的各类实时动态图形转换为HTML或XML。
供各部门通过IE浏览。
实时数据表格浏览功能
综合自动化系统软件平台能够实现通过网页浏览各个子系统的监测数据，在网页上访问当前数据和任意时间的历史数据，能够声音报警，异常（负漂、溢出等）数据也用醒目各种颜色区别显示;支持循环显示、多屏幕显示。
报警统计及查询功能
综合自动化系统软件平台应显示各子系统的报警信息、故障信息，并可按单位、类型、持续时间、间隔和日期等进行组合查询.首页报警故障统计,统计出昨日、当日、当前的报警记录.
历史报警查询及统计功能
综合自动化系统软件平台能够实现报警统计功能宜按不同子系统、类别、等级、起始日期、结束日期、艘持续时间大于某个值来查询和统计。
趋势曲线分析功能
综合自动化系统软件平台能够实现在工作站上通过IE浏览器浏览系统趋势曲线，在一个坐标内显示多条曲线；放大曲线显示；打印曲线；鼠标跟踪显示曲线上每一点的数值和时间；用表格方式显示曲线的相应监测数据记录；显示最大、最小和平均值曲线.
7数据分级管理功能
综合自动化系统软件平台应具备将数据进行分级实现分级管理、应用、增值的功能。
8报表打印功能
综合自动化系统软件平台应具有报表打印功能，宜按照测点•时间（段）•矿•班次•报警•异常等各种方式查询各种表格数据,提供打印预览及打印功能.
9事件记录功能
综合自动化系统软件平台对所有涉及系统配置操作，对子系统实施控制的操作及一些重要的操作，均应具有进行完整的记录。
为系统的事故追忆及重演提供了重要的信息.
10专业数据采集及上传功能
综合自动化系统软件平台应采用统一、标准的数据接口采集各生产单位监测监控系统的数据，保证采集数据的准确性.接口数据具有实时性,满足实时数据的要求，当监测数据有增、减等变动时，应自动反映到系统中。
同时，将本矿监测系统的数据进行专业级后处理,作为上一级信息网的信息源。
11安全认证功能
综合自动化系统软件平台应具备良好的抗干扰性及容错性，具有优良的安全验证体系，支持系统的安全性恢复,支持数据备份，保证系统安全可靠。
网页的访问必须通过口令，没有授权的用户不能查看网页。
四、综合自动化系统平台子系统完善
子系统接入是整个综合自动化平台的关键，甲方配合乙方及子系统厂家进行接口测试、联调，子系统厂家要提供符合标准的硬件接口及软件接口文件,各监控子系统主机或现场单元硬件以100M以太网接口或RS485接口及环网交换机相联。
各子系统软件采用标准的软件接口、规范和协议，传送综合自动化平台所需的信息量，各子系统接口软件及规范由乙方完成，子系统厂家提供接入需要的技术文件格式.甲方负责协调乙方及子系统厂家工作。
1子系统集成
子系统接入时要求具有良好的兼容性、可靠性和扩展性；
当某子系统的通讯或元器件出现故障时,不能影响其他子系统的的通讯和整个网络的传输性能；
子系统硬件接口须采用标准以太网接口；
子系统的软件通讯协议支持标准OPC通讯协议。
综合自动化平台完善接入子系统共有9个监控子系统，并预留子系统接口。
具体子系统分别是：
序号
系统名称
建设情况
软件接入方式
1
主排水无人值守系统
已建设
华阳OPC
2
井上下电力监控系统
已建设
开封测控OPC
3
主井装卸载系统
已建设
OPC
4
副井提升系统
已建设
OPC
5
皮带子系统
已建设
唐山智诚电气OPC
6
空压机余热利用及自动化控制系统
已建设
OPC
7
瓦斯抽采系统
已建设
郑州光力FTP
8
风井瓦斯泵站
已建设
南京科强FTP
9
瓦斯发电系统
已建设
及本系统厂家结合实现
1.1硬件接入方式
根据控制点的分布、各自动化系统的特点和接入技术的特点，可考虑以下四种接入方式，并且需要原厂家提供以太网接口和软件通讯协议。
1。
上位机接入方式
对于自动化系统比较简单,没有以太网接口，但有上位机，可以在该上位机上增加通讯以太网卡，及附近的交换机进行物理上的网络联接。
2。
PLC接入方式
对于自动化系统采用PLC进行控制,可以对PLC增加以太网模块，及交换机进行物理上的网络联接。
3.子网络接入方式
对于自动化系统已经很成熟，并且自成网络，对外有统一的以太网接口，可以通过此RJ45口及交换机进行物理上的网络联接.
4。
扩展接入方式
对于自动化系统不仅没有以太网接口，而且也没有上位机，但该系统支持RS485或Profibus等现场总线,可以增加转换设备，通过扩展方式转化成以太网接口及交换机进行物理上的网络联接。
1.2软件接入方式
各自动化系统可采用以下四种通讯方式:
OPC通讯方式、驱动通讯方式、DDE/NetDDE方式和自主开发方式，但是最好采用OPC通讯方式,并且需要原厂家提供OPC接口。
1.OPC通讯方式
如果该自动化系统具有上位机，并且该上位机软件支持OPCSERVER，则可通过上位机软件的OPC方式进行通讯。
2。
驱动通讯方式
如果组态软件支持该自动化系统的PLC的驱动,或者该PLC有基于OPCSERVER的驱动，则可以通过组态直接及PLC通讯进行数据交换.
3.DDE/NetDDE方式
DDE/NetDDE通讯方式是一种标准的网络接口，是MSWindows操作系统提供的一种动态数据交换信息通讯机制，它允许两个应用程序通过连续自动的交换数据来进行对话。
4。
自主开发方式
对于以上条件都不满足的情况，可以由子系统厂商或集成商公司自主开发，将其它通讯协议转换成OPC协议。
五、全矿井平台Android手持仪客户端
全矿井平台Android手持仪客户端是一款移动端的安全监管数据查询的平台软件.具有接入系统查询、实时数据查询、历史记录查询、报警故障信息查询等功能.实现任何地方通过移动网络访问各子系统的目标，从而让煤矿用户的能及时了解和掌握辖区内各矿井的基本安全概况。
本次工程我公司负责软件平台的搭建及接口的提供，及运营商公网连接由乙方负责，甲方负责协助完成。
1功能
1。
1应用承载平台功能
统一身份认证：
实现单点登录、统一授权功能，未被授权账号不能登录,系统会记录为攻击行为，作为报警事件记录。
能接入用户不少于100个.
开放的技术框架：
为标准的移动应用集成和扩展开发提供底层支持。
应用数据集成：
为各类应用系统集成提供标准统一的数据接口和承载能力。
1.2运维管理系统功能
运维平台分权限管理,根据实际需求定制权限如:
用户管理、应用管理、数据管理、信息推送管理等。
用户管理:
分运维组和应用组来制定用户账号创建、修改、管理、认证、所属单位、职务、设备绑定等功能,并及应用组别关联。
应用管理：
建立、修改应用组别，为各组别定义应用服务，并提供添加、修改等功能。
数据管理：
根据系统类别进行模拟量点选,定制预报警值，为平台各类数据提供检索、修改、管理、日志查询审计功能，用户登录时间、地点、MAC地址、IP地址、信息发布日志等功能.
1。
3安全生产功能
集成生产自动化平台所包含的子系统，如接入安全监测系统、主扇风机监测系统、工业电视系统、人员定位系统、环网监测系统、主排水无人值守系统、井上下电力监控系统、主井装载自动化系统、主副井提升系统，皮带子系统、瓦斯抽采系统、风井瓦斯泵站系统、空压机余热利用及自动化控制系统、瓦斯发电系统14个子系统。
实时显示各系统井上下各测点实时监测数据、各测点的历史曲线、实时故障信息、实时报警信息、各系统运行情况和关键数据的分析.各系统运行情况可以通过动画的方式进行展示。
系统的关键数据可以通过图表方式进行展示。
人员定位：
包含人员定位轨迹查询、人员定位卡下井工数查询、当班下井总人数、分站及接收器运行状态、时时推送定位卡馈电、下井超时、求救信息等信息。
安全监测:
包含模拟量及数据有所属分站、安装地点、测点类型、测点值、单位、采集时间、测点状态、测点历史曲线.时时推送监测报警信息。
主排水系统、皮带运输、压风机余热利用系统中主要设备运行开停等模拟量的运行参数、开停数据信息的展示。
视频监控对任意选择路关键视频图像信息实现移动监控,画面实施传输,可按照地点选择连接该地点的实时监控视频
2运行环境
软件环境:
Android2.3.4以上系统，苹果手机系统以及安卓平板电脑、iPAD。
六、主要设备技术参数
1赫斯曼模块化交换机MS4128
PowerMICE是世界第一台卡轨式安装、模块化设计,并支持网络管理的千兆工业以太网交换机.它具有如下特点:
1。
采用导轨方式安装，支持即插即用,自动极性转换，自动交叉,无风扇散热方式，宽工作温度范围0°—60°C（EEC:
—40°C—+70°C）;
2。
支持多种冗余，包括HIPER-Ring（超级冗余环），RSTP（快速生成树），冗余环-环之间耦合,DualHoming，双24VDC电源冗余，冗余状态信号输出，链路聚合（多达7个trunk，每个trunk允许8个端口,LACP）;
3.采用HIPER-Ring（超级冗余环）技术可以组建100Mbps/1000Mbps快速自愈环网，环上最多可串接50台交换机,并允许光纤和双绞线多种介质，当发生链路断点时，环网可以在50毫秒内自动恢复正常工作；
4.MICE——ModularIndustrialCommunicationEquipment,即模块化工业通信设备,采用模块化结构，便于扩展、端口配置灵活；
5.支持基于端口的VLAN设置、IGMPSnooping组播管理、IEEE802。
3x流控制和SNTP协议（简单网络时间协议）;
6。
网络管理功能包括串口网管、基于WEB的网管、SNMPV1/V2/V3和HiVision网络管理,采用HiVision或者HiOPC，可以将网络设备的状态信息以OPC方式传递到HMI/SCADA软件中，从而将网络监控及其他智能设备的监控集成一体。
7.1000M以太网最长传输距离达到120km。
工业级千兆骨干网交换机将工业控制网络及企业信息网络完美连接,工业级以太网交换机提供最高的数据处理速度和最优的容错保护。
Ø采用导轨方式安装，支持即插即用，自动极性转换,自动交叉，无风扇散热方式，工作温度范围为宽工作温度范围0°-60°C（EEC：
-40°C—+70°C）；
Ø电源模块，LED显示，RS232管理接口，USB外部存储适配器，DIP开关设置交换机功能（环网、环网端口、冗余网络耦合）；
Ø支持多种冗余，包括HIPER—Ring（超级冗余环），RSTP（快速生成树），冗余环-环之间耦合，DualHoming，双24VDC电源冗余，冗余状态信号输出,链路聚合（多达7个trunk，每个trunk允许8个端口，LACP）；
Ø采用HIPER-Ring（超级冗余环）技术可以组建100Mbps/1000Mbps快速自愈环网,环上最多可串接50台交换机，并允许光纤和双绞线多种介质，当发生链路断点时，环网可以在50毫秒内自动恢复正常工作;
ØMICE-—ModularIndustrialCommunicationEquipment，即模块化工业通信设备，采用模块化结构,便于扩展、端口配置灵活；
Ø支持基于端口的VLAN设置、IGMPSnooping组播管理、IEEE802.3x流控制和SNTP协议（简单网络时间协议）;
Ø网络管理功能包括串口网管、基于WEB的网管、SNMPV1/V2/V3和HiVision网络管理，采用HiVision或者HiOPC,可以将网络设备的状态信息以OPC方式传递到HMI/SCADA软件中,从而将网络监控及其他智能设备的监控集成一体.
功能和参数
产品
千兆环网交换机
型号
MS4128
功能
功能描述
模块化支持网络管理的工业以太网交换机
卡轨式安装，无风扇设计，具有10Mbps，100Mbps，和1000Mbps
接口
端口类型和数量
通过配置介质模块可以多达28个端口,其中包括4个千兆端口（光纤或RJ45），千兆光纤口采用SFP端口模块，以及24个快速以太网端口
模块插槽数量
5
网络拓扑
支持总线型，自愈环形（HIPER—Ring超级冗余环），RSTP快速生成树
网络管理
串口管理，基于WEB的网管，SNMPV1/V2/V3,HiVision网络管理
诊断功能
LED显示（电源、连接状态、数据、100Mbps，自动协商，全双工，故障,冗余管理器，组环端口，LED测试），线路检测,2个设备状态开关量输出,RMON监测（统计、历史、报警、事件），端口镜像
设置方法
CLI（命令行设置）、TELNET、BootP、DHCP、DHCPOption82、HiDiscovery、自动配置器（ACA21-USB接口）
安全性
SNMPV3（SSH，SSL），端口安全设置,ACL，认证（802.1x）
其他服务
QoS4个队列，端口优先级（IEEE802.1D/p）,VLAN（802.1Q）,组
播控制（IGMPSnooping/Querier，GMRP），广播限制，流控制（802。
3x），
SNTP（简单网络时间协议）
冗余功能
支持HIPER-Ring（超级冗余环），RSTP（快速生成树），冗余环-环之间耦合,DualHoming，冗余24V电源，冗余状态信号输出，链路聚合（多达7个trunk，每个trunk允许8个端口，LACP）
电源
24VDC/15W
工作温度
0℃～+60℃（EEC:
—40°C-+70°C）
尺寸
315mmx134mmx140mm
EC60068—2—27冲击
15g，11msduration，18shocks
IEC60068—2-6振动
1mm（2Hz—13,2Hzresonancefrequencies90min。
0,7g（13,2Hz-100Hzresonancefrequencies90min.
3,5mm（3Hz—9Hz）,10cycles,1octave/min。
1g（9Hz—150Hz）,10cycles，1octave/min。
I
工业认证
cUL508（E175531）
cUL60950（E168643）
cUL1604Class1Div2（E203960）
GermanischerLloyd（43109—02HH）
煤矿防爆兼本安环网交换机基本要求
Ø具有防爆或本安认证
Ø单台交换机具有本安RS485或RS232接口，方便井下总线子系统接入
Ø具有10个以上的出线嘴
KJJ58型矿用本安型以太环网交换机参数：
网络系统中采用的千兆赫斯曼工业交换机节点设备均为专为工业环境设计的工业交换设备,能够适应高温、高湿、尘埃和震动的环境，满足在煤矿环境的防爆及安全要求。
符合GB50054—92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》和GB3836－83《爆炸性环境用防爆电器设备通用要求》。
考虑到现场的恶劣条件，为减少因电源故障而产生的网络中断等事故发生几率；提高网络的可用性，井下环网交换机内部均配备了专用的不间断电源。
交换机工作电压：
127V/220V/380V/660V
以太网光信号接口
a、接口数量：
8个；
b、传输方式：
全双工TCP/IP传输协议,波长为1310nm的单模光纤；
c、传输速率:
10/100自适应;
d、光发射功率：
≥-10dBm~—5dBm;
e、光接收灵敏度：
≤—20dBm；
｛使用MGTSV-（2、4、6、8、10、12）A型光缆}.
以太网电信号接口性能（本安接口）
a、接口数量：
16个；
b、传输方式：
全双工TCP/IP传输协议；
c、传输速率:
10/100Mbps自适应；
d、信号工作电压峰峰值：
1V~5V；
e、 到分站设备之间最大传输距离：
5m（MHYVR电缆，电缆分布参数：
分布电容：
≤0.06μF/Km；分布电感：
≤0.8mH/Km；直流电阻：
≤12。
8Ω/Km）;
RS485信号接口（本安接口）
a、接口数量:
4个
b、传输方式：
半双工RS485信号，双极性；
c、传输速率：
2400bps；
d、信号工作电压峰峰值：
≤10V；
e、信号工作电流峰值:
≤95mA；
f、到分站设备之间最大传输距离：
20km;
2KJJ61A矿用本安型光网络终端
KJJ61A矿用本安型光网络终端扩展了丰富接口，有RS485总线接口、CAN总线接口、以太网电接口、以太网光纤接口。
便于煤矿各类监测控制系统的接入，是全矿井自动化系统重要集成设备，适用于有瓦斯、煤尘爆炸危险的环境.
技术参数：
供电电源
a）第1路额定工作电压：
DC18V，工作电流:
≤300mA；
b）第2路额定工作电压：
DC18V，工作电流：
≤800mA。
通讯接口
千兆网光纤端口
a）数量：
1；
b）工作波长：
上行1310nm，下行1490nm；
c）充许光线路衰耗：
28dB；
d）速率：
1Gbps；
e）光纤类型:
单模光纤。
百兆以太网光纤端口
a）数量：
4个；
b）光波长：
1310nm；
c）发射功率：
≥—15dBm
d）接收灵敏度：
≥—32dBm；
e）速率：
100Mbps;
f）光纤类型：
单模光纤。
以太网电缆端口
a）数量：
2个；
b）速率：
10/100Base-T;
c）传输距离：
100m
RS485端口
a）数量:
2个;
b）速率:
1200bps；
c）传输距离:
10Km（不小于1.5mm2的MHYBV矿用阻燃屏蔽信号电缆）。
功能：
a）支持网络信号及RS485信号相关转换传输.
b）支持以太网光纤传输。
c）支持以太网电缆传输.
d）支持以太网VLAN功能.
3CSJ1地面网络视频服务器
CSJ1地面网络视频服务器是工业电视系统的产品之一，适用于地面室外壁挂安装，该视频服务器接收模拟视频信号，通过内部视频编码模块将模拟视频信号转化为以太网信号，支持主机B/S、C/S模式访问；对外提供一路以太网电缆口和一路以太网光纤口,实现以太网信号的光电转换及各以太网口设备的信息交换。
该视频服务器另外提供DC12V电源输出，AC24V电源输出，RS485控制信号，便于云台的控制和摄像机的供电。
因此，CSJ1地面网络视频服务器是煤矿工业电视系统的理想配套产品.
技术参数及功能
接口数量：
AC220V供电
1个视频BNC口输入；
1路以太网口电缆口;
1路以太网口光纤口；
1个R
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