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1、MCGS组态软件在煤矿安全监控系统集成中的应用可行性研究报告 山西华夏网络技术服务有限公司2005年6月目 录 一总论 11申请项目的概述 随着煤炭行业信息化和网络化的发展，在我国大多数煤矿企业生产的实际过程当中基本都采用了各种各样的安全监测监控系统，并在实际应用当中发挥了重要的作用。但由于国内生产的各种安全监测监控系统多为封闭系统，互不兼容，其中使用的通信协议和信息交换标准都是由厂家自己制定的，严格保密，互不兼容，缺乏统一的通信及信息交换标准，如使用现场总线系统、串口RS-232/485通信以及其它的系统如电力监测多使用ATM网，工业电视系统使用HFC方式，网络结构和通信模式多样，极不规范。
2、而且这些系统都分散在各个相关职能部门，形成了多个信息孤岛，使各级安全、生产、指挥决策部门无法全面及时地掌握现场的安全和生产实际情况，造成决策指挥不灵，制约了这些系统综合能力的发挥，严重影响了煤炭企业安全生产管理水平的提高，阻碍煤炭企业信息化进程，所以迫切需要把这些系统集成起来，建立起全局性集多种信息的综合性、计算机的交互性、通信的分布性和监控的实时性等技术于一体的煤矿分布式安全综合监测监控系统。 2建立煤矿分布式安全综合监测监控系统的需求 在建设煤矿分布式安全综合监测监控系统过程中最基本的关键问题是建立一个分布式实时通信平台，集成各个监测监控系统的各种通信数据，并在局域网中传输，同时还要保证各
3、种数据的实时性、准确性。在设计综合各种监测监控系统的统一分布式实时通信平台时，必须考虑结合煤矿现行的各种状况重点考虑以下几点： 1）应是一个面向过程控制系统的数据集成平台，能够有效地集成各种监测监控系统和不同现场总线上的设备的数据，在整个系统中提供统一的数据管理平台。其中保证数据的实时性和可靠性是非常重要的两点，只有保持数据的实时性，分布式综合监测监控系统才能从现场中采集各种信号，“不失时机”地获得随机地突发信号，及时响应这些信号，这是整个系统性能地一个重要指标。可靠性是指系统无故障运行地能力和数据地完整性，同时也包括系统对自身文件和用户文件地存取合法性地控制。 2）提供良好的可维护性。其主要
4、是指系统进行维护工作时地方便快捷程度。综合监测监控系统的故障可能会影响安全生产过程的正常操作，有时会大面积地影响生产过程地进行，因此，方便地维护系统的正常运行，在最短时间内排除它的故障成为整个监控系统的一个重要需求。 3）提供友好的人机交互。在综合监控系统中，人机交互的方式应该比较丰富。特别是在复杂、大型、综合、连续的安全生产过程中，操作人员要在短时间内接受多个信息，进行分析判断，完成有关的操作，因此要求系统提供多种而不是单一的人机交互方式。并且由于多媒体技术和信息技术的进步，视频图象方式和WWW网络方式成为交互方式当中的有效代表。 4）提供对实时数据的数据处理和历史数据管理功能，能够与SQL
5、 Server等通用数据库实现无缝连接，实现实时数据库到关系数据库的整合。这样不仅可以浏览实时数据，还可以通过对历史数据和在其上建立的专家信息系统的分析，为企业的决策提供保障。 5）提供灵活的接口，为用户提供良好的二次开发功能和与其他管理信息系统进行信息融合提供桥梁。 3建立煤矿分布式安全综合监测监控系统的体系结构 建立完整的煤矿分布式安全综合监测监控系统，就是利用计算机高速度、大容量和智能化的特点，通过高速的网络把一个个独立的监测监控系统组织管理成为一个综合、完整、高效的自动化整体。所以在实践过程中，利用高速的局域网，通过系统接入网关将各专用的测控网络与各矿计算机网络连接为一体实现两网信息的
6、沟通，系统接入网关由专用的嵌入式系统组成，不会因接入而影响测控系统的安全运行。再利用工控组态软件MCGS本身优良的特性，提供强大的实时数据库管理和WWW实时浏览功能，为煤矿建立安全生产监控集成系统的过程中采用其作为分布式实时通信的平台（如图1），并在具体应用过程中取得了非常良好的效果。 4煤矿分布式安全综合监测监控系统的功能 通过MCGS信息集成平台和高速网络建立的煤矿分布式安全综合监测监控系统，针对煤矿系统的特点，集动画显示、流程控制、数据采集、网络数据传输、工程报表、数据与历史曲线和实时曲线显示等诸多强大功能于一身，并能保存历史数据为系统分析使用。可以具体完成如下功能： 1）监控生产，实现
7、全生产过程实时管理。煤矿企业生产中装备多、井下地下分布复杂，基于MCGS的煤矿安全监测监控系统的建立为各级管理部门提供的远程实时生产过程信息，有效地帮助调度人员及时调整安全设备，保证生产地平稳运行（如图2）。 2）提供灵活的实时曲线和历史曲线显示功能。通过比较当前地和历史趋势数据，特别是结合装备安全运行的多参数模型，可以及早报告故障隐患，并且通过对事故前后实时记录的历史数据分析，可以精确定位事故发生的原因，以避免事故的再次发生（如图3）。 3）加强操作考核，提高收益与产品质量。通过分析实时数据库系统记录的装备运行状态和产品质量分析数据，及时调整操作参数，确保装置操作的平稳性，从而有效地提高产品
8、的收益和质量。 4）应用和集成平台。通过对MCGS系统中生产过程中实时数据的历史积累，是从中发现过程运行规律的数据基础，而这些规律的集合则可构成先进控制和流程模拟的数学模型，为建立整体煤矿的安全调度综合系统提供了依据，也为安全决策提供帮助。 12项目的社会经济意义、目前的进展情况、申请技术创新基金的必要性 121本项目的社会经济意义 122项目目前的进展情况 123申请技术创新基金的必要性 13本企业实施项目的优势和风险 131本企业实施项目的优势 132本企业实施项目的风险 14项目计划目标 141总体目标 142经济目标 143技术、质量指标 144阶段目标 145计划新增投资来源 15主
9、要技术、经济指标对比 二申报企业情况 21申报企业基本情况 22企业人员及开发能力论述 221企业法定代表人的基本情况 222企业人员情况 223新产品开发能力 224项目技术负责人的基本情况 23企业财务经济状况 231企业财务经济状况及预测 24企业管理情况 241企业管理制度介绍 242公司质量保障体系建设 243公司荣誉 25企业发展思路 三技术可行性和成熟性分析 31项目的技术创新性论述 311项目产品的基本原理 通过利用VB.net、ActiveX以及Web技术实现煤矿井下动态监控系统。用本方法可以使监控人员不论在任何地方都可以通过IE4.0以上版本的浏览器在Internet上浏览
10、并监控井下各种安全参数的状态。本系统采用、IIS6.0及FrontPage 2003来完成。 一、系统框架与实现 - 在上图中IIS是关健，因为它是最终监控人员得以监控各种传感器的桥梁，而这也正是不同于以往应用的关键。数据从传感器到达数据库这一过程可以用我们通常的编程方法实现，我们只概述从数据库到客户端浏览器这一过程。 我们使用了VB.net编写了两类程序来组织这一应用： 1.IIS应用程序：它提供业务在IIS上的承载。但它与通常的应用程序不同，它生存于IIS4.0之上并响应浏览器请求。它使用 Html 来表示它的用户界面，使用编译的 Visual Basic代码来处理浏览器的请求与响应事件。
11、对用户来说，一个 IIS 应用程序好像是由一系列的Html页面组成。对开发者来说，一个 IIS 应用程序是由一些被称为 webclass 的特殊类型对象组成。而 webclass 包含一系列称为 webitem 的资源。Webclass 作为应用程序的中央功能单元，处理来自浏览器的数据并向用户发送信息。程序员可以定义一系列过程来确定 webclass 如何响应这些请求。IIS应用程序只是一个服务器端应用，它处理来自客户端的各种请求，它同客户的通信使用Html通信协议，它可以同服务器端的ASP应用交互。 2.ActiveX控件或文档：ActiveX控件对于大家应该是十分熟悉了，它不但可被各种应用
12、程序调用，而且可以嵌入Web页面，供浏览器调用并控制。 -这样，呈现给最终用户的有两类界面，一类是生存于Web 服务器上IIS应用程序生成并发送的Html页面，一类是嵌入Web页面的ActiveX控件所表现的视图。 -页面的组织采用模板的方式，服务器端存在用FrontPage 2003编制的Html页面，可以采用背景图和分组标志对页面进行处理，只在需要显示数据的位置放入自定义标志就可以了。IIS应用程序在运行时调入这些模板，将页面中相应位置的自定义标志置换为数据，然后发送回浏览器，而浏览器以一定的时间间隔向位于Web服务器的IIS应用程序请求就可以实现数据的动态刷新。 -以下是几个运行时的画面
13、： 如果要表现运行时数据曲线等其他应用，就要用到 ActiveX控件了，ActiveX通过WININET控件和位于Web上的IIS应用程序进行通信，获取各种数据。INET控件也叫Microsoft Internet Transfer Control ,它封装了Html和FTP两个通信协议，我在自己编写的ActiveX控件中使用了它。利用它可以使ActiveX控件获取需要的数据，而不像页面文件一样，还要传输各种标志。 由以上概述可以看到，在这个应用系统的编写过程中没有使用其他方法来发布数据，只使用了Web平台，利用VB编写IIS应用程序来发布数据。因此IIS应用程序是实现这一应用系统的关健所在。
14、 312项目产品的关键技术内容 313项目产品的技术创新点 在IIS应用程序中实现了两种应用，一种应用为处理页面模板，将其中自定义的标志替换为实际的数据。以下为一个模板页面的样本： 全部测点显示全部测点显示PointCodePointNameDateTimeStateValuePointCodePointNameDateTimeStateValue-其中，蓝色为自定义标志，同Html标志区分开来。 -IIS应用程序在运行时将上述模板文件调入，再进行处理，然后发送给浏览器就可以实现数据的显示了。利用这种方法，可以在编程阶段只考虑数据的实现，而不考虑数据的布局，而数据的布局可以利用CSS等技术来编
15、排，也可以请专门的美工编辑编排。实现了界面与应用的分离。而在应用运行之后，监测人员也可以根据需要，将相应的数据组织在一个页面中，做成一个模板，然后提交给IIS应用程序，实现自定义数据的显示。 -实现的另一种应用就是将从数据库中取出的数据直接发送给所请求的ActiveX控件，由控件来决定数据如何显示。IIS不处理任何页面文件，只是从数据库中将实时数据取出，通过Html协议交给客户端的ActiveX控件。 -以下是ActiveX控件在运行时的画面： 314项目产品的技术来源、合作单位情况；项目产品知识产品产权的归属情况 315项目产品的主要技术性能指标与国内、外同类产品技术指标的比较 32项目的成
16、熟性和可靠性论述 321项目的成熟性论述 322项目的可靠性论述 四项目产品市场调查与竞争能力预测 41本产品的主要用途，目前主要使用领域的需求量，未来市场预测、项目产品的经济 寿命期，目前处于寿命期的阶段 42本项目产品国内主要研制单位及重要生产厂家研制、开发情况 43本项目产品的国内外市场竞争能力 五项目实施方案 51项目开发计划 52技术方案 53生产方案 54营销方案 55其他问题的解决方案 六投资预算与资金筹措 61投资预算 611项目投资预算依据 612项目投资预算 62新增资金的筹措 63资金使用计划 631资金使用计划 632创新基金使用明细七经济、社会效益分析71产品总成本分析(达产期) 711产品方案和生产规模 712年产品总成本(达产期)7。2产品单位售价与盈利预测73经济效益分析74项目投资评价 741净现值 742内部收益率 743投资回收期 744项目盈亏平衡分析 745项目敏感性分析75社会效益分析八项目可行性研究报告编制说明81编制单位情况82可行性研究报告编制人员九、项目可行性研究报告的专家论证意见