三恒產品系統
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蘇三恒科技使用國內外先進的虛擬現實技術與煤礦信息化系統相結合,可將煤礦已有的安全生產監控系統、人員監測監控系統、水泵集控系統、皮帶運輸集控系統、壓風機系統、燈房管理系統、地面供電系統、井下供電系統、主副升提升系統等將煤礦采、掘、機、運、風、水、電等各個自動化系統和礦井監測監控系統集成起來,提供實時信息查詢,并對歷史數據進行存儲、發掘,以提高調度、指揮、決策的科學性。

  三維礦井綜合自動化系統解決了煤礦各個子系統信息孤島的問題,解決了過去信息系統集成只是簡單地將各個子系統的軟件界面組合,形成了以三維立體真實場景展現現在的或者還原過去礦井上真實發生過的場景信息,更便用戶操作并記憶信息,是對原來的各個子系統軟件的升級而不是簡單的集成。

  二、系統連接框圖


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  三、系統組成及產品說明

  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臺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:

  智能設備接入方式:根據智能設備提供的各種數據通訊接口,編寫相應的智能數據驅動,使智能設備的數據能夠接入到三維礦井綜合自動化系統中來,對于智能設備的接入,本系統支持RS485、CAN、RJ45等常見智能設備工業傳輸接口。

  網絡接入方式:根據通用網絡管理協議,結合現場設備的現狀,編寫相應的網絡數據解析驅動,使各類通過標準以太網傳輸數據能夠接入到三維礦井綜合自動化系統中來。本系統支持HTTP、Telnet、FTP、TFTP、SNMP等網絡設備的應用協議。

  PLC接入方式:根據主流PLC廠商提供軟硬件通訊模塊,結合現場設備的現狀,采集PLC系統相關數據,生成系統可識別的數據格式,使各類PLC系統接入到三維礦井綜合自動化系統中來。

  上位機接入方式:根據上位機軟件提供的數據接口,結合現場實際情況,可以根據數據庫定義、OPC協議、FTP協議、HTTP協議、TCP/IP連接、WebServer服務、上位機軟件提供的二次開發工具等方式,與上位機軟件進行數據交換,從而使各類上位機數據接入到三維礦井綜合自動化系統中來。

  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三恒實時及歷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,可以設定為存儲6個月、12個月、24個月、48個月等。

  3、三維仿真展示

  將存儲在實時及歷史數據庫中的數據,通過三維仿真系統,可仿真實時數據場景,也可以對歷史數據場景進行回放。可在三維仿真系統中顯示真實設備的三維模型、展現數據的實時及歷史曲線、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復制、鏡像、旋轉、縮放和平移等操作。

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

  10.支持鍵盤和鼠標操作,以行走的方式漫游三維場景。

  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歷史數據。

  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.平臺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臺可接入的安全生產監控系統,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、箕斗計數、各種機電設備開停等生產參數和電壓、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臺可接入的安全生產監控系統,可以使用三維圖形的方式顯示礦井巷道,并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臺可接入的安全生產監控系統,支持權限訪問控制功能。

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

  22.三維礦井綜合自動化平臺可接入安全生產監控系統,并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臺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臺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歷史運行軌跡!

  24.三維礦井綜合自動化平臺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臺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臺可以根據部門、員工姓名、職務查看實時或者歷史的人員下井信息。

  27.三維礦井綜合自動化平臺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臺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臺可接入皮帶生產運輸集控系統,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臺可接入皮帶生產運輸集控系統,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臺可接入皮帶生產運輸集控系統,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臺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、顏色變化、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,各開關量狀態具備顏色變化及報警功能。

  33.三維礦井綜合自動化平臺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臺可接入礦用風機監控系統,以歷史曲線圖形顯示測量與處理的風機運行參數,并能查詢任意歷史時刻的數據,歷史數據在計算機數據庫中的保留為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臺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歷史數據,便于值班人員打印值班報表及技術人員定量研究、分析和準備數據制作性能曲線。

  36.三維礦井綜合自動化平臺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臺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臺可接入水泵控制系統,可顯示實時故障記錄,歷史數據查詢等功能。

  39.三維礦井綜合自動化平臺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臺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臺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,并根據要求生成表格;顯示、記錄提升箕斗計量數據,并能生成表格;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臺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臺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。



  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臺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臺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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  5、三維礦井巷道軟件界面展示。

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  6、三維礦井自動化軟件界面展示。

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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 服務器,數據采集軟件


1

用于數據采集與數據處理

2

存儲服務器 

IBM System x3650 M3 服務器,數據存儲軟件


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 

聯想 Think station    E31 三維圖形應用系統


1

用于三維圖形開發與應用


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