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摘 要：目前我国大多数煤矿企业仍然是设备类型多样，多种网络协议控制共存的情况，难以实现集中及远程监管，系统的运行和维护管理仍是传统人工操作，发现问题、诊断分析、及故障处理效率比较低。基于WINCC软件，综合运用以太网技术和OPC等多种接口互联技术对某煤矿企业生产系统进行改造，将多种不同系统集中在以太网平台上，通过Web Navigator提供的网络发布功能，实现了企业远程监控诊断与智能运维，通过实际运行发现系统稳定可靠，实时性和网络刷新率及故障处理速度明显提高。
关键词：远程运维;接口互联技术;Web Navigator
Abstract：At present， most coal mining enterprises are still in a variety of equipment types， and multiple network protocols control coexistence. It is difficult to achieve centralized and remote supervision. The operation and maintenance management of the system is still a traditional manual operation. Problem discovery， diagnostic analysis， and troubleshooting efficiency It is relatively low. Based on WINCC software， this article comprehensively uses a variety of interface interconnection technologies such as Ethernet technology and OPC to transform the production system of a coal mine enterprise， concentrates a variety of different systems on the Ethernet platform， and provides network publishing functions through the Web Navigator ， Realized remote monitoring and diagnosis and intelligent operation and maintenance of the enterprise. Through actual operation， the system was found to be stable and reliable， and the real-time performance， network refresh rate and fault processing speed were significantly improved.
Key words：remote operation and maintenance; interface interconnection technology; Web Navigator
安全生產一直是煤矿行业的头等大事，影响着结构调整和运行机制[1]，煤矿行业中传统的运维方式在监控、问题发现、报警以及故障处理等各个环节均存在明显不足，故障处理速度和工作效率低，导致现场运维管理和技术服务跟不上[2]。随着自动化、信息化与智能化的深入融合，目前大多数企业面临着传统运维方式的改变，期望通过云端、移动端、远程互联网实现信息融合和集中调度[3]。本文以某煤矿企业生产系统改造为背景，基于WINCC软件，综合运用以太网技术和多种接口互联技术对某煤矿企业进行改造，将企业多种不同系统集中在以太网平台上，通过Web Navigator提供的网络发布功能，实现了企业远程监控诊断与智能运维，通过实际运行发现系统稳定可靠，实时性和网络刷新率及故障处理速度明显提高。
1 煤矿生产系统改造现状
改造设计的煤矿生产系统主要包括中央35 kV变电所子网系统、绞车系统、地面生产系统、地磅系统、井下变电所和水泵系统、瓦斯监控系统、主通风系统等[4]。改造设计之前每个系统独立控制，主要有以下几种结构类型：
（1）35 kV变电站系统采用SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition System）来完成数据采集、监视和控制。
（2）绞车现场系统采用日本三菱公司FX2N-32MR系列PLC构成整个控制系统核心，并扩展若干模拟量及数字量I/O模块，组成现场信息采集控制系统。地面生产集中监控系统采用GE Fanuc的90-30系列PLC，并拓展一个以太网NIU单元完成现场信息的采集，采用iFix4.0组态软件完成现场信息的监控。矿井通风系统采用OMRON CP1H系列PLC进行综合管理。
（3）煤矿井下供电综保系统是煤矿电力系统的主要组成[5]，采用西门子S7-300系列PLC，以315-2DP系列CPU作为控制系统的核心，并附加模拟量及数字量I/O模块进行数据的采集。另外，采用CSU通信处理机采集现场的综保系统信息，并与西门子PLC进行通信，将综保系统的信息保存在CPU的数据块内。
（4）地磅系统采用磅房称重管理系统计量售煤吨数，磅房称重管理系统的计算机计量统计数据自形成网络。上位机电脑采用RS232串行接口与磅秤系统进行通讯，并实时的将售煤吨数存储到MS SQL数据库系统中，便于进行查询及生成历史报表。矿井瓦斯监控系统采用专用产品及软件，所有监控信息集中贮存在计算机中的终端软件中，对井下的瓦斯信息进行实时监控。 2 远程运维系统整体设计
由实际系统现状可以看出，这是一个多网络協议控制系统。要实现远程运维存在以下问题：
（1）矿井生产设备多种多样，系统复杂，有不同类型的DCS、FCS、PLC和其他现场控制设备。
（2）品牌差异造成了协议的不同，各品牌大多都遵循自己的通讯协议自成系统，数据共享困难。
（3）控制设备数量多、监测点多，造成集中远程监控的点数多，影响数据通信质量。
（4）监控范围广，各种设备分散在煤矿生产企业的各个区域，远距离数据传输有难度。
针对以上问题，综合运用以太网技术和多种接口互联技术对某煤矿企业进行改造设计，远程运维系统整体结构图如图1所示。
2.1 远程运维上位机管理平台设计
远程运维系统主要实现生产数据、运行参数、故障报警、设备参数、维修历史、人员信息等多种参数统一有机结合[6]。本文设计中，远程运维系统上位机管理平台主要由管理信息网、自动化网络和中央调度平台构成。
（1）管理信息网平台采用100 M快速以太网，采用星型拓扑，在网络的对外出口设置防火墙，通过实施网络管理策略保护信息网络的安全，在防火墙的DMZ区设置Web服务器作为企业网络发布的平台。整个网络信息中心设置2台服务器，按其功能分别为WinCC（Windows Control Center）数据归档服务器1台、Web服务器1台。自动化平台主要由100 Mbps工业以太网实现传输。设置1台工控机作为各子系统监控主机，各子系统信息可以在DLP（Digital Light Processing）大屏幕上显示，也可以在各控制机屏幕上显示。
（2）自动化网络由8台工业以太网交换机构成，分别在各个监控点设置一台以太网交换机实现各个监控点的连接。利用光纤环网实现整个工业自动化冗余设计，实现了网络的可靠性、冗余性及稳定性。这些以太网交换机能够实现即插即用和快速冗余（
关键词：远程运维;接口互联技术;Web Navigator
Abstract：At present， most coal mining enterprises are still in a variety of equipment types， and multiple network protocols control coexistence. It is difficult to achieve centralized and remote supervision. The operation and maintenance management of the system is still a traditional manual operation. Problem discovery， diagnostic analysis， and troubleshooting efficiency It is relatively low. Based on WINCC software， this article comprehensively uses a variety of interface interconnection technologies such as Ethernet technology and OPC to transform the production system of a coal mine enterprise， concentrates a variety of different systems on the Ethernet platform， and provides network publishing functions through the Web Navigator ， Realized remote monitoring and diagnosis and intelligent operation and maintenance of the enterprise. Through actual operation， the system was found to be stable and reliable， and the real-time performance， network refresh rate and fault processing speed were significantly improved.
Key words：remote operation and maintenance; interface interconnection technology; Web Navigator
安全生產一直是煤矿行业的头等大事，影响着结构调整和运行机制[1]，煤矿行业中传统的运维方式在监控、问题发现、报警以及故障处理等各个环节均存在明显不足，故障处理速度和工作效率低，导致现场运维管理和技术服务跟不上[2]。随着自动化、信息化与智能化的深入融合，目前大多数企业面临着传统运维方式的改变，期望通过云端、移动端、远程互联网实现信息融合和集中调度[3]。本文以某煤矿企业生产系统改造为背景，基于WINCC软件，综合运用以太网技术和多种接口互联技术对某煤矿企业进行改造，将企业多种不同系统集中在以太网平台上，通过Web Navigator提供的网络发布功能，实现了企业远程监控诊断与智能运维，通过实际运行发现系统稳定可靠，实时性和网络刷新率及故障处理速度明显提高。
1 煤矿生产系统改造现状
改造设计的煤矿生产系统主要包括中央35 kV变电所子网系统、绞车系统、地面生产系统、地磅系统、井下变电所和水泵系统、瓦斯监控系统、主通风系统等[4]。改造设计之前每个系统独立控制，主要有以下几种结构类型：
（1）35 kV变电站系统采用SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition System）来完成数据采集、监视和控制。
（2）绞车现场系统采用日本三菱公司FX2N-32MR系列PLC构成整个控制系统核心，并扩展若干模拟量及数字量I/O模块，组成现场信息采集控制系统。地面生产集中监控系统采用GE Fanuc的90-30系列PLC，并拓展一个以太网NIU单元完成现场信息的采集，采用iFix4.0组态软件完成现场信息的监控。矿井通风系统采用OMRON CP1H系列PLC进行综合管理。
（3）煤矿井下供电综保系统是煤矿电力系统的主要组成[5]，采用西门子S7-300系列PLC，以315-2DP系列CPU作为控制系统的核心，并附加模拟量及数字量I/O模块进行数据的采集。另外，采用CSU通信处理机采集现场的综保系统信息，并与西门子PLC进行通信，将综保系统的信息保存在CPU的数据块内。
（4）地磅系统采用磅房称重管理系统计量售煤吨数，磅房称重管理系统的计算机计量统计数据自形成网络。上位机电脑采用RS232串行接口与磅秤系统进行通讯，并实时的将售煤吨数存储到MS SQL数据库系统中，便于进行查询及生成历史报表。矿井瓦斯监控系统采用专用产品及软件，所有监控信息集中贮存在计算机中的终端软件中，对井下的瓦斯信息进行实时监控。 2 远程运维系统整体设计
由实际系统现状可以看出，这是一个多网络協议控制系统。要实现远程运维存在以下问题：
（1）矿井生产设备多种多样，系统复杂，有不同类型的DCS、FCS、PLC和其他现场控制设备。
（2）品牌差异造成了协议的不同，各品牌大多都遵循自己的通讯协议自成系统，数据共享困难。
（3）控制设备数量多、监测点多，造成集中远程监控的点数多，影响数据通信质量。
（4）监控范围广，各种设备分散在煤矿生产企业的各个区域，远距离数据传输有难度。
针对以上问题，综合运用以太网技术和多种接口互联技术对某煤矿企业进行改造设计，远程运维系统整体结构图如图1所示。
2.1 远程运维上位机管理平台设计
远程运维系统主要实现生产数据、运行参数、故障报警、设备参数、维修历史、人员信息等多种参数统一有机结合[6]。本文设计中，远程运维系统上位机管理平台主要由管理信息网、自动化网络和中央调度平台构成。
（1）管理信息网平台采用100 M快速以太网，采用星型拓扑，在网络的对外出口设置防火墙，通过实施网络管理策略保护信息网络的安全，在防火墙的DMZ区设置Web服务器作为企业网络发布的平台。整个网络信息中心设置2台服务器，按其功能分别为WinCC（Windows Control Center）数据归档服务器1台、Web服务器1台。自动化平台主要由100 Mbps工业以太网实现传输。设置1台工控机作为各子系统监控主机，各子系统信息可以在DLP（Digital Light Processing）大屏幕上显示，也可以在各控制机屏幕上显示。
（2）自动化网络由8台工业以太网交换机构成，分别在各个监控点设置一台以太网交换机实现各个监控点的连接。利用光纤环网实现整个工业自动化冗余设计，实现了网络的可靠性、冗余性及稳定性。这些以太网交换机能够实现即插即用和快速冗余（