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【摘要】打造高产、高效的大型现代化矿井，综合信息化、自动化建设是关键，是矿井安全管理、生产管理、经营管理、行政管理的中枢系统，因此，促使自动化、信息化融合，提升管控一体化水平，是建设高产、高效的大型现代化、数字化矿井的首要问题。
【关键词】信息化；数字化；管控一体化
一、概述
口孜东矿中央管控系统作为矿井自动化控制与指挥的载体，系统建立在将矿井所有生产流程看作为一个整体的基础上。通过实施管控一体化项目，优化了矿井生产管理排程，提升矿井产能；利用生产过程实时数据、设备维修执行效率、现场实际工作效率等对矿井工作计划的制定提供数据支持和自动生成合理的建议；构建机器和设备维修信息专家库、动态优化机器、设备检修内容和频率，提升设备检修效率、提高机器和设备的可用性，减少计划外停机时间；能够根据日常检修计划及执行情况等相关信息统计各类备品备件的消耗情况，根据当前库存情况自动生成合理的备品件的采购需求计划，使计划科学合理，减少备品备件库存，提升通用备品件利用率；综合应用环境监测、人员及机器设备过程数据等信息缩短矿井对事件的反应时间，减少（尤其是在危险地区的）人员及其他区域岗位工作人员，增加矿井安全水平；优化机器设备运行流程机制，减少能耗、降低能耗费用支出；采用协同工作机制，提高工作协同水平；建立矿井按业务垂直专业化管理的煤矿生产运营管理新模式和专业调度体系，实现减少矿井管理层级，提升矿井生产效率，降低矿井生产经营成本的目标。在有效提升矿井安全、生产管理效率之外对矿井生产经营的其他方面带来显著提升。
二、系统层级及网络结构
基于上述理念，管控一体化平台分为三个层面：业务（控制）层、管理层、决策层。
业务（控制）层：面向企业业务操作人员，通过综合自动化平台实现各生产系统、辅助生产系统、安全监测系统等的实时监测、监控及数据采集、上传。通过对井下人员、环境、设备的实时监测，动态掌握井下人员运动轨迹，井下运行环境情况，设备运行工况，从而保障井下生产顺利运转。
管理层：面向矿领导及各职能科室，通过综合信息化平台实现企业安全生产管理、固定资产管理、生产成本管理、材料管理、人力资源管理、计量能耗管理，通过对机电设备可能出现的故障做到提前预报，提前检修，减少设备故障率。通过对制造成本的材料、人工工资、能耗的严格控制，降低企业生产成本。
决策层：面向矿主要领导及集团公司领导，通过数据分析平台对生产过程数据的集成、加工处理，综合历史数据模型，对生产、安全情况、设备生命周期、成本消耗变化等进行预测、预控、预判。
数据集成上，使用实时及历史数据库存储数以万计的工业级数据，使用关系数据库存储管理级业务数据，使用数据仓库汇集决策级关键数据。
网络通讯系统采用了国内独特的建设模式。系统采用了世界先进的本质安全型、模块化的网络设备，多网同缆，在同一个网络设备上实现了控制网、安全网和视频网的传输分离，简化了网络结构，使得建设和维护成本得以大幅下降。
口孜东矿主干网络采用冗余的环形网络结构，整个网络是多环相接形成的菊花型拓扑结构，网络具有极高的可靠性，每一个结点的设备均自环型网络结构中，网络中任何一个位置出现故障都不影响网络中节点数据的传输，在节点一端的光缆出现问题或者损坏时，数据会在毫秒级的时间内转从另一端进行传输。
三、系统的先进性
建设高度集成的管控一体化系统，实现矿井的远程集中控制是自动化发展的趋势和要求。在集控中心全面引入了先进的井下采煤作业的过程控制技术，成功建设了最新和高效的自动化控制系统，在集中监控中心的基础上，实现对矿井关键设备的远程监控、远程监视和远程操作。采用统一的标准化组态软件进行编程，在地面进行各类系统或设备的在线参数化，并通过地面支援中心进行远程诊断；下达故障指令并通知矿井人员及时处理，实现对各类资源的集中统一调度。在集控中心，集中了所有高端维修和自动化专业人才，负责矿区设备维护工作。通过收集分析所有作电气设备在线运行的全部相关收据，对故障进行早期诊断，指派并指导维修人员查找故障、尽量减小查找及排除故障的时间，保证生产的有序和设备的正常运行。安全生产调度层和各级管理层等集中统一控制，彻底改变现有煤矿安全生产模式，建立起超级数据仓库，在建立数学模型，充分进行数据挖掘的基础上，汇总并分析用于管理层的决策支持系统的数据，实现矿井的管控一体化，使自动化成为重要的决策支持系统。把集控中心建成为未来的技术支持中心、生产指挥控制中心和决策支持中心。未来的集控中心将利用标准化的技术和工序、高效的自动化设备、快速的自动化网络、最新的调度室技术，实现在集成的自动化平台下调用所有矿井的自动化控制画面，可检测到所有的传感器，通过整合不同部门甚至不同矿井的数据，增加包括所有合适程序管理的过程的透明度，实现跨部门、跨系统的采矿过程自动化，从而最终达到提高生产力、建设本质安全型矿井、增强经济效益、社会效益和核心竞争力的目标。
结束语
口孜东矿集控中心监控系统以及现场各子系统信息全面集成，在口孜东矿集控中心及国投新集能源股份有限公司总部集控中心对口孜东矿生产经营活动的智能管控，实现了上述两个场所对口孜东矿生产过程设备系统的集中控制，生产过程机电设备监控信息、矿井环境信息（包含CO、瓦斯等有害气体含量监测、通风风量、矿井压力、矿井出水量、塌陷区塌陷状态、巷道顶底板形变等）、人员状态、物资供应、井下物流、物料输送、维修管理、工作计划等系统信息数据的集中存储和关联分析，实现关联数据和信息多种形式的综合应用。为国投新集能源股份有限公司建立一个包括了人力资源管理的公司级集中自动化控制与指挥的全面感知数字矿山 SCADA 系统平台，口孜东矿中央管控系统作为矿井自动化控制与指挥的载体，将矿井所有生产流程看作为一个整体的基础上，能够有效提升矿井工作协同和全矿井更高的自动化程度，为矿井未来产量和效率的提升、人员安全和减少突发事件等方面提供可靠的技术保障。
参考文献
[1]张杰，于含.煤矿综合自动化系统解决方案的研究[J].煤矿机械，2012年10期
[2]马瑞士，白顺先.煤矿综合信息化系统关键技术的研究[J].煤矿机械，2012年11期
[3]李永康.关于管控一体化的中央控制室设计方案的探讨[J].石油化工自动化，1999年04期
[4]王跃.数字化矿井以太网的重要性[J].科技信息，2011年17期
[5]陈丽娟，夏安邦，杨欣.基于软件总线的管控一体化信息集成研究[J].控制工程，2004年06期
【关键词】信息化；数字化；管控一体化
一、概述
口孜东矿中央管控系统作为矿井自动化控制与指挥的载体，系统建立在将矿井所有生产流程看作为一个整体的基础上。通过实施管控一体化项目，优化了矿井生产管理排程，提升矿井产能；利用生产过程实时数据、设备维修执行效率、现场实际工作效率等对矿井工作计划的制定提供数据支持和自动生成合理的建议；构建机器和设备维修信息专家库、动态优化机器、设备检修内容和频率，提升设备检修效率、提高机器和设备的可用性，减少计划外停机时间；能够根据日常检修计划及执行情况等相关信息统计各类备品备件的消耗情况，根据当前库存情况自动生成合理的备品件的采购需求计划，使计划科学合理，减少备品备件库存，提升通用备品件利用率；综合应用环境监测、人员及机器设备过程数据等信息缩短矿井对事件的反应时间，减少（尤其是在危险地区的）人员及其他区域岗位工作人员，增加矿井安全水平；优化机器设备运行流程机制，减少能耗、降低能耗费用支出；采用协同工作机制，提高工作协同水平；建立矿井按业务垂直专业化管理的煤矿生产运营管理新模式和专业调度体系，实现减少矿井管理层级，提升矿井生产效率，降低矿井生产经营成本的目标。在有效提升矿井安全、生产管理效率之外对矿井生产经营的其他方面带来显著提升。
二、系统层级及网络结构
基于上述理念，管控一体化平台分为三个层面：业务（控制）层、管理层、决策层。
业务（控制）层：面向企业业务操作人员，通过综合自动化平台实现各生产系统、辅助生产系统、安全监测系统等的实时监测、监控及数据采集、上传。通过对井下人员、环境、设备的实时监测，动态掌握井下人员运动轨迹，井下运行环境情况，设备运行工况，从而保障井下生产顺利运转。
管理层：面向矿领导及各职能科室，通过综合信息化平台实现企业安全生产管理、固定资产管理、生产成本管理、材料管理、人力资源管理、计量能耗管理，通过对机电设备可能出现的故障做到提前预报，提前检修，减少设备故障率。通过对制造成本的材料、人工工资、能耗的严格控制，降低企业生产成本。
决策层：面向矿主要领导及集团公司领导，通过数据分析平台对生产过程数据的集成、加工处理，综合历史数据模型，对生产、安全情况、设备生命周期、成本消耗变化等进行预测、预控、预判。
数据集成上，使用实时及历史数据库存储数以万计的工业级数据，使用关系数据库存储管理级业务数据，使用数据仓库汇集决策级关键数据。
网络通讯系统采用了国内独特的建设模式。系统采用了世界先进的本质安全型、模块化的网络设备，多网同缆，在同一个网络设备上实现了控制网、安全网和视频网的传输分离，简化了网络结构，使得建设和维护成本得以大幅下降。
口孜东矿主干网络采用冗余的环形网络结构，整个网络是多环相接形成的菊花型拓扑结构，网络具有极高的可靠性，每一个结点的设备均自环型网络结构中，网络中任何一个位置出现故障都不影响网络中节点数据的传输，在节点一端的光缆出现问题或者损坏时，数据会在毫秒级的时间内转从另一端进行传输。
三、系统的先进性
建设高度集成的管控一体化系统，实现矿井的远程集中控制是自动化发展的趋势和要求。在集控中心全面引入了先进的井下采煤作业的过程控制技术，成功建设了最新和高效的自动化控制系统，在集中监控中心的基础上，实现对矿井关键设备的远程监控、远程监视和远程操作。采用统一的标准化组态软件进行编程，在地面进行各类系统或设备的在线参数化，并通过地面支援中心进行远程诊断；下达故障指令并通知矿井人员及时处理，实现对各类资源的集中统一调度。在集控中心，集中了所有高端维修和自动化专业人才，负责矿区设备维护工作。通过收集分析所有作电气设备在线运行的全部相关收据，对故障进行早期诊断，指派并指导维修人员查找故障、尽量减小查找及排除故障的时间，保证生产的有序和设备的正常运行。安全生产调度层和各级管理层等集中统一控制，彻底改变现有煤矿安全生产模式，建立起超级数据仓库，在建立数学模型，充分进行数据挖掘的基础上，汇总并分析用于管理层的决策支持系统的数据，实现矿井的管控一体化，使自动化成为重要的决策支持系统。把集控中心建成为未来的技术支持中心、生产指挥控制中心和决策支持中心。未来的集控中心将利用标准化的技术和工序、高效的自动化设备、快速的自动化网络、最新的调度室技术，实现在集成的自动化平台下调用所有矿井的自动化控制画面，可检测到所有的传感器，通过整合不同部门甚至不同矿井的数据，增加包括所有合适程序管理的过程的透明度，实现跨部门、跨系统的采矿过程自动化，从而最终达到提高生产力、建设本质安全型矿井、增强经济效益、社会效益和核心竞争力的目标。
结束语
口孜东矿集控中心监控系统以及现场各子系统信息全面集成，在口孜东矿集控中心及国投新集能源股份有限公司总部集控中心对口孜东矿生产经营活动的智能管控，实现了上述两个场所对口孜东矿生产过程设备系统的集中控制，生产过程机电设备监控信息、矿井环境信息（包含CO、瓦斯等有害气体含量监测、通风风量、矿井压力、矿井出水量、塌陷区塌陷状态、巷道顶底板形变等）、人员状态、物资供应、井下物流、物料输送、维修管理、工作计划等系统信息数据的集中存储和关联分析，实现关联数据和信息多种形式的综合应用。为国投新集能源股份有限公司建立一个包括了人力资源管理的公司级集中自动化控制与指挥的全面感知数字矿山 SCADA 系统平台，口孜东矿中央管控系统作为矿井自动化控制与指挥的载体，将矿井所有生产流程看作为一个整体的基础上，能够有效提升矿井工作协同和全矿井更高的自动化程度，为矿井未来产量和效率的提升、人员安全和减少突发事件等方面提供可靠的技术保障。
参考文献
[1]张杰，于含.煤矿综合自动化系统解决方案的研究[J].煤矿机械，2012年10期
[2]马瑞士，白顺先.煤矿综合信息化系统关键技术的研究[J].煤矿机械，2012年11期
[3]李永康.关于管控一体化的中央控制室设计方案的探讨[J].石油化工自动化，1999年04期
[4]王跃.数字化矿井以太网的重要性[J].科技信息，2011年17期
[5]陈丽娟，夏安邦，杨欣.基于软件总线的管控一体化信息集成研究[J].控制工程，2004年06期