煤礦井下綜合自動化系統中的應用

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，地質儲量24285.4萬噸，可采儲量13452.8萬噸，年設計生產能力150萬噸。煤炭產品為主焦煤，素有“冶金工業細糧”之稱，是冶金、化工企業的理想煉焦煤。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——李雅莊煤礦展開戰略合作，致力于整合雙方在數字化煤礦應用平臺及自動化、信息化方面的優勢，為煤礦建設帶來數字化、人性化的互動體驗。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中心正式成立。

李雅莊煤礦采用了一套井上井下自動化系統，能對礦井實時情況實現無人自動監測、自動報警，能確保安全監測業務準確、實時、快速的運行，保證搶險救災、安全救護的高效運作，對煤炭開采各生產成本指標作出科學、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，是各級領導對煤礦管理做出科學決策的最佳助手。

系統需求

產品全部采用工業級產品，確保系統24小時連續可靠的運行。

工作時整個網絡成鏈狀結構，千兆帶寬，環網冗余。

采集井下數據，可逢變主動上報，便于工作人員及時處理。

能適應嚴苛的現場應用環境，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化系統需要能組成千兆環網且具備高可靠性的工業以太網交換機，最終采用了Moxa EDS-728模組化工業以太網交換機。EDS-728模組化以太網交換機具有4個千兆端口和24個以太網端口，讓系統在擴展時具備更大的靈活性。此外，EDS-728具有多種高性能的網絡管理技術，例如環網冗余自愈時間小于20ms，支持RSTP/STP協議，支持IEEE 802.1X和https/SSL網絡安全協議等，讓實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行采集。ioLogik E2242配有4個AI和12個DIO，在這個案例中利用4個AI對井下的電壓值進行數據采集，從而保證井下供電正常。ioLogik E2242支持ClickGo?，可通過TCP、UDP、e-mail和SNMP Trap立即報告事件，便于工作人員及時處理異常情況。不僅如此，ioLogik E2242的主動上報功能替換了以往的輪詢架構，不僅為只需要做采集部分的點減少了用以往PLC的成本，更大大節省了網絡帶寬的占有率。

此外，井下還有多個串口設備無法連接至以太網，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。

在井下對產品的要求非常高，Moxa產品都具有高可靠性，不僅支持0 ~ 60℃工作溫度，還通過了各種安規認證，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，這些可大大確保產品在24小時連續可靠的運行。

在李雅莊煤礦的井下自動化系統中，最終選用了EDS-728模組化工業以太網交換機8臺、ioLogik E2242以太網微控制器8臺、NPort 5130串口設備聯網服務器12臺。目前產品正可靠穩定的運行著。

系統配置圖（正在外包重新畫）

井上井下自動化監控系統



井下綜合自動化系統



為什么選擇Moxa？

EDS-728支持Moxa Turbo Ring，自愈時間20ms，確保網絡穩定可靠運行

EDS-728具有簡單易用的網管功能，方便系統配置

EDS-728采用單模光纖進行傳輸，適用于煤礦井下的長距離傳輸

ioLogik E2242以太網微控制器可主動發送報警信息，節省PLC成本

NPort 5130提供串口設備聯網功能

Moxa提供全方位解決方案和一體化服務

應用產品介紹



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

4個千兆端口＋24個快速以太網端口

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

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

支持Turbo Ring（自愈時間 20 ms）



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

4個AI和12個DIO通道

通過TCP、UDP、e-mail和SNMP Trap立即報告事件

簡單易用的ClickGo?可實現本地控制

通過Modbus/TCP和SNMP協議進行I/O控制



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

1口RS-422/485串口設備聯網

支持Windows/Linux COM串口驅動程序模式

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

支持網絡管理協議SNMP MIB-II