煤矿安全 综合监控管理系统建设分析

　　一般情况下，远程检测是一套独立的系统，但在应用过程中，如果将其与视频通信进行一体化整合，无疑会增强安全生产检测的效率。在实际应用中，生产现场的环境发生变化达到预警条件时，各种采集信息的报警程序立即启动，如甲烷、一氧化碳、 风速、温度、风机风门开停等，指挥人员根据各种报警信息和现场图像，可以判断报警信息是否为误报，如果报警属实，便于人员的及时疏散，避免人员伤亡。同时报警信息上传上级管理部门，便于上级领导进行决策，并实施一体化的可视化指挥，从而将危险消灭于萌芽状态。

　　3、事故应急：从全局出发突出即时交互的视频应急指挥

　　事故发生后，机关领导和煤矿各级领导可以在第一时间开启指挥调度，利用依存的有线网络或者无线监控将事故现场的图像上传到指挥中，供领导快速决策，相关部门启动应急程序，协助现场人员撤离，并且启动应急预案进行抢救，以防止和减轻人员伤亡，降低财产损失。另外，煤矿领导及相关政府部门可以依据事前、事中的录像文件，对事故发生原因进行排查，总结经验，通过电视广播会议，对煤矿企业的在职职工进行安全培训，提高警惕。

　　4、直抵井下现场：远程作业指导

　　调度室和领导办公室等如果发现井下人员有违规行为，可以直接与其进行语音交流，对其进行远程指导，纠正，如果现场人员面对当前的情况不太清楚，可以直接向相关部门进行询问，避免人员误操作带来的事故。

　　二、构建煤矿安全

　　综合监控管理系统的关键点

　　构建井下基于冗余工业控制以太网光纤环网的核心是100M---1000M的工业以太网交换机。这里以华丰煤矿1000M环形工业以太环网的构建来说明。

　　华丰煤矿是一个百年老矿。原有的自动化系统有：-450、-750中央泵房排水监控系统、洗煤系统，正在进行的自动化改造项目有矿井地面供电及-450、-750中央配电所自动化监控系统、主运自动化监控系统、大巷信集闭系统。这些监测监控系统都处于相互独立的状态，各种系统自成体系，造成通讯线路重复投资、重复建设，不仅系统维护量大，而且整体可靠性差，维修、维护困难，信息不能互通，形成了"信息孤岛"现象，所以很难从系统工程的角度来整体对矿山进行统一的自动化管理，以发挥自动化集成的最大效益。因此，华丰煤矿需要建立综合自动化监测监控系统，使工况信息和控制信息在一个统一的平台上传输，实现远程集中监测监控。

　　华丰煤矿的自动化系统包括信集闭系统、主运系统、洗煤系统、排水系统、地面供电系统、井下供电系统和数字工业电视系统，100Mbit/s的网络难以满足远程监测监控的要求，需要搭建冗余的1000M环型工业以太网传输平台。华丰煤矿综合生产监控系项目一共采用了6台西门子的SCALANCE X-400千兆交换机，-750调度站、-750泵房、-450泵房，地面主运车房各安装一台，调度中心安装两台，通过单模光纤将6个节点连接起来，每台交换机配有12个100Mbit/s RJ45接口和2个1000Mbit/s ST光纤接口，用于把各系统接入进来。在物理上和逻辑上确保网络通路的冗余和安全，当某一子系统的通讯或元器件出现故障时，不影响其他子系统的通讯和整个网络的传输性能。

　　为防止华丰煤矿的传输链路或交换机发生故障，在建立环网时， SCALANCE X-400 交换机切换为RM 模式，通过集成的冗余管理器，构成1000Mbit/s的高速光纤冗余环网。最多可支持 50台X-400 交换机串联连接到环网，总长为 150 km。在华丰煤矿有6台X-400 交换机串联在环网上，总长为11km。当传输链路或环网中的SCALANCE X-400 交换机发生故障时，网络重构时间严格小于300ms，增强了网络的可靠性。

　　SCALANCE X-400支持虚拟局域网VLAN技术，SCALANCE X-400提供模块化的设计，用户可以根据需要灵活的选择端口数量，SCALANCE X-400最多支持4095个VLAN划分，使用该技术，把华丰煤矿的网络划分为各个独立的子网，从而可以将网络流量进行分类，防止非法终端的接入等，提高了网络的安全性。同时，VLAN按照节点的类型把网络流量进行分类，防止网络上不同站点之间、不同类型的网络流量发生冲突，特别是视频数据和生产数据的冲突，有效的降低了网络的负荷，提高了网络的通讯效率。（如图1）

　　华丰煤矿项目采用西门子千兆工业以太网交换机SCALANCE X-400搭建千兆环型网络传输平台，井上环网与井下环网采用西门子HSR技术，网络的重构时间小于300ms，环网间采用西门子standby技术形成环间耦合，重构时间小于300ms。远端SCALANCE X-200工业以太网交换机采用星型结构接入主干网平台，采用西门子SCADA软件WINCC搭建集成监控平台，采用以太网硬件接口和OPC软件通讯协议接入其它自动化子系统。