煤礦井下綜合自動(dòng)化系統中的應用

項目介紹

山西焦煤集團霍州煤電公司李雅莊礦，礦井井田面積34平方公里，地質(zhì)儲量24285.4萬(wàn)噸，可采儲量13452.8萬(wàn)噸，年設計生產(chǎn)能力150萬(wàn)噸。煤炭產(chǎn)品為主焦煤，素有“冶金工業(yè)細糧”之稱(chēng)，是冶金、化工企業(yè)的理想煉焦煤。在2009年，羅克佳華宣布將與中國——羅馬尼亞在霍州礦區合作興建的第二對大型礦井——李雅莊煤礦展開(kāi)戰略合作，致力于整合雙方在數字化煤礦應用平臺及自動(dòng)化、信息化方面的優(yōu)勢，為煤礦建設帶來(lái)數字化、人性化的互動(dòng)體驗。隨后，羅克佳華與山西焦煤集團霍州煤電公司李雅莊煤礦工程技術(shù)中心正式成立。

李雅莊煤礦采用了一套井上井下自動(dòng)化系統，能對礦井實(shí)時(shí)情況實(shí)現無(wú)人自動(dòng)監測、自動(dòng)報警，能確保安全監測業(yè)務(wù)準確、實(shí)時(shí)、快速的運行，保證搶險救災、安全救護的高效運作，對煤炭開(kāi)采各生產(chǎn)成本指標作出科學(xué)、全面的統計分析，對單位內部員工作出詳盡、周密的人事安排，并提供全面系統的決策資料，是各級領(lǐng)導對煤礦管理做出科學(xué)決策的最佳助手。

系統需求

產(chǎn)品全部采用工業(yè)級產(chǎn)品，確保系統24小時(shí)連續可靠的運行。

工作時(shí)整個(gè)網(wǎng)絡(luò )成鏈狀結構，千兆帶寬，環(huán)網(wǎng)冗余。

采集井下數據，可逢變主動(dòng)上報，便于工作人員及時(shí)處理。

能適應嚴苛的現場(chǎng)應用環(huán)境，例如寬溫和抗電磁干擾等。

Moxa解決方案

李雅莊煤礦的井下自動(dòng)化系統需要能組成千兆環(huán)網(wǎng)且具備高可靠性的工業(yè)以太網(wǎng)交換機，最終采用了Moxa EDS-728模組化工業(yè)以太網(wǎng)交換機。EDS-728模組化以太網(wǎng)交換機具有4個(gè)千兆端口和24個(gè)以太網(wǎng)端口，讓系統在擴展時(shí)具備更大的靈活性。此外，EDS-728具有多種高性能的網(wǎng)絡(luò )管理技術(shù)，例如環(huán)網(wǎng)冗余自愈時(shí)間小于20ms，支持RSTP/STP協(xié)議，支持IEEE 802.1X和https/SSL網(wǎng)絡(luò )安全協(xié)議等，讓實(shí)際應用變得更為可靠。

在李雅莊煤礦的礦井下，電源不是常用的諸如220V或110V等電壓，而是采用127V直流電，因此采用ioLogik E2242對井下電源的模擬量進(jìn)行采集。ioLogik E2242配有4個(gè)AI和12個(gè)DIO，在這個(gè)案例中利用4個(gè)AI對井下的電壓值進(jìn)行數據采集，從而保證井下供電正常。ioLogik E2242支持ClickGo?，可通過(guò)TCP、UDP、e-mail和SNMP Trap立即報告事件，便于工作人員及時(shí)處理異常情況。不僅如此，ioLogik E2242的主動(dòng)上報功能替換了以往的輪詢(xún)架構，不僅為只需要做采集部分的點(diǎn)減少了用以往PLC的成本，更大大節省了網(wǎng)絡(luò )帶寬的占有率。

此外，井下還有多個(gè)串口設備無(wú)法連接至以太網(wǎng)，因此Moxa提供了全方位的解決方案，提供了NPort 5130去連接井下部分串口設備。

在井下對產(chǎn)品的要求非常高，Moxa產(chǎn)品都具有高可靠性，不僅支持0 ~ 60℃工作溫度，還通過(guò)了各種安規認證，包括UL508、UL等，以及UL/cUL Class I，Division 2，Groups A，B，C和D，ATEX Zone 2和EEx nC IIC等危險區域的認證，這些可大大確保產(chǎn)品在24小時(shí)連續可靠的運行。

在李雅莊煤礦的井下自動(dòng)化系統中，最終選用了EDS-728模組化工業(yè)以太網(wǎng)交換機8臺、ioLogik E2242以太網(wǎng)微控制器8臺、NPort 5130串口設備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器12臺。目前產(chǎn)品正可靠穩定的運行著(zhù)。

系統配置圖（正在外包重新畫(huà)）

井上井下自動(dòng)化監控系統



井下綜合自動(dòng)化系統



為什么選擇Moxa？

EDS-728支持Moxa Turbo Ring，自愈時(shí)間20ms，確保網(wǎng)絡(luò )穩定可靠運行

EDS-728具有簡(jiǎn)單易用的網(wǎng)管功能，方便系統配置

EDS-728采用單模光纖進(jìn)行傳輸，適用于煤礦井下的長(cháng)距離傳輸

ioLogik E2242以太網(wǎng)微控制器可主動(dòng)發(fā)送報警信息，節省PLC成本

NPort 5130提供串口設備聯(lián)網(wǎng)功能

Moxa提供全方位解決方案和一體化服務(wù)

應用產(chǎn)品介紹



EDS-728 (http://www.moxa.com.cn/product/EDS-728.htm)

4個(gè)千兆端口＋24個(gè)快速以太網(wǎng)端口

支持Gigabit Turbo Ring，RSTP/STP（IEEE802.1W/D），用于以太網(wǎng)冗余

支持QoS，IGMP snooping/GMRP，VLAN，LACP，SNMP V1/V2c/V3，RMON

支持Turbo Ring（自愈時(shí)間 20 ms）



ioLogik E2242 （link：http://www.moxa.com.cn/product/ioLogik_E2242.htm）

4個(gè)AI和12個(gè)DIO通道

通過(guò)TCP、UDP、e-mail和SNMP Trap立即報告事件

簡(jiǎn)單易用的ClickGo?可實(shí)現本地控制

通過(guò)Modbus/TCP和SNMP協(xié)議進(jìn)行I/O控制



NPort 5130 （link：http://www.moxa.com.cn/product/NPort_5130.htm）

1口RS-422/485串口設備聯(lián)網(wǎng)

支持Windows/Linux COM串口驅動(dòng)程序模式

提供包括TCP Server、TCP Client、UDP Server/Client和Ethernet Modem在內的不同socket操作模式

所有信號內置15 KV突波保護

支持網(wǎng)絡(luò )管理協(xié)議SNMP MIB-II