[00365681]基于构件的数字化矿山关键技术及应用

国内外煤矿大都局限于各自独立的矿井基础自动化系统或管理自动化系统的单层面建设，存在着管理层与生产过程数据不能共享的问题，形成了信息化孤岛，没能实现真正意义的综合自动化与数字化，没有完成实现管控一体化的数字化矿山目标。随站计算机技术和网络技术及计算机网络与自动控制技术的结合，使过程控制如何突破自动化孤岛模式，如何实现采集、控制、调度、生产、管理、经营等综合自动化与信息管理数字化矿山体系结构已是目前一个难题。本项目针对煤矿安全高效现代化矿井建设的需求，研究了基于构件的数字矿山建设的结构体系及其支撑关键技术，实现了煤矿的生产过程监控及实时管理自动化的目标，为实现矿井综合自动化以及建立数字化矿山创造了条件。主要技术创新包括：1.通过自主开发和集成创新，首次由一个煤炭企业将煤矿企业的生产与运营作为统一整体进行研究，系统建立了实用的煤矿企业综合自动化与信息管理的数字化矿山体系结构。提出了根据CIMS原理的三层架构理念。2.研究建立了煤炭企业管理信息化模型，并基于构件技术，实现了集生产、经营、后勤、职能四大体系有OA系统为一体的煤炭企业ERP系统。通过一定的数据引用和共享关系进行模块关联，实现了对象产联性及所有业务的无缝链接和信息的充分共享。3.研制了智能调度一体化平台，实现报警联动，视频监控、远程调度。在煤矿企业MES中引放RCM系统，结合PCS的故障诊断与异常检测，开发出煤矿连续生产保证了系统。4.首次提出“三维可视管控一体化”。开发了矿井安全生产综全管理三维可视化信息系统和煤矿专用地理信息系统，将三维虚拟技术与煤矿安全生产调度管理系统（MES）结合，实现了自动化矿井安全生产三维可视化信息平台集成。在煤矿综合自动化控制网络设计首次引入ProfiNet网络，并利用3Ｇ移动通讯技术实现了“数据、视频、语音”三网合一及无线传输。5.研制开发了采煤机自动调整滚筒高度记忆割煤智能化技术，使采煤机滚筒自动跟踪煤层变化，实现了综采工作面采煤机仿形割煤智能控制，提升了国产化采煤设备的机械化与自动化水平。本项目获发明专利１项，实用新型专利６项，软件著作权１７项，发表论文１５篇。经成果专家鉴定，在功能的系统性、实用性及安全生产监控三维可视化平台建设方面处于国内领先地位，总体成果达到国际领先水平，获省和行业科技进步奖３项。项目已在潞安集团漳村煤矿、司马煤业等单位以及山西焦煤集团得到了推广应用，吨煤成本降低5%-12%，电耗降低3%，新增销售收入906112万元，新增利润129143万元，新增税收268893万元，实现了减人提效，提升了矿井安全技术水平。本项目突破了我国传统煤矿自动化、信息化水平较低的局面，构建了符合我国煤炭企业实际的管理信息化系统，为煤矿自动化、信息化、数字化建设提供了示范。