三維立體管網(wǎng)監(jiān)測分析系統(tǒng)

項(xiàng)目設(shè)計方案

一、項(xiàng)目背景及概況

1.1項(xiàng)目背景

煤礦井下壓風(fēng)、供水管路（以下簡稱風(fēng)水管路）多數(shù)為建礦期間敷設(shè)安裝，由于井下自然條件惡劣，管路長期受淋水侵蝕、巷道變形、礦井采動壓等影響而出現(xiàn)跑冒滴漏，造成采煤工作面、掘進(jìn)工作面因風(fēng)、水壓力不足影響生產(chǎn)的情況時有發(fā)生。

井下風(fēng)水管路目前只采取人工巡查的方法進(jìn)行檢查，存在以下弊端：①效率低，耗費(fèi)大量的人力、物力；②不能實(shí)時監(jiān)測風(fēng)、水管路的供風(fēng)、供水 情況，出現(xiàn)突發(fā)事件難以及時發(fā)現(xiàn)；③檢查人員容易發(fā)生漏查。

1.2項(xiàng)目概況

根據(jù)煤礦井下風(fēng)水管路的實(shí)際分布情況，建立壓風(fēng)供水管路智能測與控制系統(tǒng)。對礦井下壓風(fēng)、供水、排水管路重要節(jié)點(diǎn)建立監(jiān)測點(diǎn)，進(jìn)行運(yùn)程實(shí)時監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)管路參數(shù)動態(tài)監(jiān)測、實(shí)時顯示、欠壓報警、最大限度地降低因風(fēng)、水壓力不足對采掘工作面生產(chǎn)的影響。通過該系統(tǒng)對管路的實(shí)時檢測，可以及時發(fā)現(xiàn)并處理管路故障，確保供風(fēng)、供水和排水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，保證礦井的正常安全生產(chǎn)。

1.3功能概述

1、可實(shí)現(xiàn)對井下壓風(fēng)供水管路系統(tǒng)進(jìn)行三維建模，直觀展現(xiàn)管網(wǎng)系統(tǒng)的布局。

2、智能儀表測量技術(shù)。通過安裝高精度流量、壓力、溫度等傳感器，設(shè)置分段檢測點(diǎn)，采集數(shù)據(jù)，對供水管路的流量及壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，將井下各個測點(diǎn)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，并實(shí)時計算出它們的準(zhǔn)確值，實(shí)現(xiàn)測點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)在三維模型中直觀顯示。

3、應(yīng)用環(huán)網(wǎng)技術(shù)，把數(shù)字量傳輸給數(shù)據(jù)分站，分站通過井下交換機(jī)與環(huán)網(wǎng)連接，把數(shù)據(jù)通過以太環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控服務(wù)器，在地面監(jiān)控器上可直觀看到實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)，傳輸采用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，抗干擾能力強(qiáng)，通信流暢、穩(wěn)定。

4、應(yīng)用智能分站控制技術(shù)，通過對采集到的現(xiàn)場管路瞬時流量、壓力值等信息進(jìn)行數(shù)據(jù)對比，上位機(jī)安裝專用監(jiān)控軟件，可以從地面直觀的監(jiān)控到井下的用水情況。如有數(shù)據(jù)異常，在管網(wǎng)的三維模型中，發(fā)出故障報警信息，準(zhǔn)確定位故障位置，迅速響應(yīng)，根據(jù)報警信息，接收計算機(jī)發(fā)來的控制指令，下發(fā)控制命令，控制對應(yīng)管路的閥體動作，閥體采用有電控裝置閥門，實(shí)現(xiàn)及時有效處理故障。

5、應(yīng)用計算機(jī)信息技術(shù)，服務(wù)器軟件通過環(huán)網(wǎng)采集儀表數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)處理、分析對比并顯示，用數(shù)據(jù)庫保存歷史記錄，并可顯示各歷史數(shù)據(jù)的模擬曲線。支持統(tǒng)計報表的查詢和打印。

二、項(xiàng)目實(shí)施內(nèi)容

在井下各盤區(qū)巷口及主要采掘巷道口建立監(jiān)測點(diǎn)，實(shí)時動態(tài)監(jiān)測風(fēng)、水管路內(nèi)輸送介質(zhì)的壓力、流量等數(shù)據(jù)，并具有超限報警。傳感器通過總線方式與信號轉(zhuǎn)換器連接。通過以太網(wǎng)接入井下交換機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)將所有監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸?shù)降孛姹O(jiān)測上位機(jī)。

井下測點(diǎn)分布表如下：

三、功能介紹

3.1功能介紹

（1）運(yùn)程顯示功能：可在地面客戶端、移動終端顯示各壓風(fēng)管路壓力、各供水管路流量。集中顯示各監(jiān)測點(diǎn)重要參數(shù)(如瞬時流量、壓力、累計流量、報警狀態(tài)、通訊狀態(tài))，并能顯示整個管網(wǎng)系統(tǒng)的供水管線圖及地理分布圖(及用戶用水信息)。應(yīng)有重點(diǎn)用水單位的界面和報表功能，可隨時增加或刪除，操作應(yīng)方便快捷；

趨勢圖：

應(yīng)具有井下重要監(jiān)測水管的實(shí)時流量，以趨勢圖的形式展示在面板上。趨勢圖的橫坐標(biāo)應(yīng)為時間縱坐標(biāo)應(yīng)為流量，趨勢圖應(yīng)分別代表管路流量、其他管路流量。應(yīng)具有井下重要監(jiān)測風(fēng)管的實(shí)時壓力，以趨勢圖的形式展示在面板上。趨勢圖的橫坐標(biāo)應(yīng)為時間縱坐標(biāo)應(yīng)為壓力，趨勢圖應(yīng)分別代表主要監(jiān)測管路壓力。

應(yīng)具有對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析：實(shí)現(xiàn)整個礦井供排水統(tǒng)計分析、水資源處理利用統(tǒng)計分析、各區(qū)域水資源消耗量統(tǒng)計分析，管網(wǎng)狀態(tài)以及缺壓故障分析并預(yù)警。

（2）就地顯示功能：傳輸設(shè)備或傳感器上可就地顯示監(jiān)測點(diǎn)實(shí)時數(shù)據(jù)和通訊狀態(tài)；

（3）報警信號自動保持功能：實(shí)時顯示并記錄系統(tǒng)的各種報警信息，如流量/壓力的超限、儀表工作電源不正常、不間斷電源的電池欠壓、交流消失、通訊故障等報警信息。一旦報警，即使經(jīng)復(fù)位后報警信號消失，計算機(jī)內(nèi)仍然保持報警狀態(tài)，此時清零命令或按下清零按鈕可清除報警信號；

（4）報表管理功能：能生成各用戶的用水量日報表，月報表及年報表，且可生成分時等特殊報表的功能。任意組合測量趨勢、測量參數(shù)累計、故障時段等趨勢記錄通過打印機(jī)打印輸出；

（5）分級分權(quán)限管理功能：不同權(quán)限的用戶登錄到系統(tǒng)所具有的權(quán)限不同；

（6）趨勢反映功能：系統(tǒng)可以對每個監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測信息的趨勢變化進(jìn)行反映；

（7）上位機(jī)系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫軟件及組態(tài)軟件應(yīng)采用正式授權(quán)版本，并提供正版授權(quán)書，保證其穩(wěn)定可靠。數(shù)據(jù)庫應(yīng)具備查詢功能強(qiáng)、完整，能兼容不同通訊協(xié)議的功能；

（8）系統(tǒng)能夠通過軟件運(yùn)程對設(shè)備進(jìn)行查看和配置管理；

（9）系統(tǒng)應(yīng)能在國產(chǎn)硬件及國產(chǎn)操作系統(tǒng)下運(yùn)行，廠家免費(fèi)提供異構(gòu)系統(tǒng)的遷移服務(wù)。

（10）開放的通訊協(xié)議，提供數(shù)據(jù)接口，方便后續(xù)接入綜合自動化平臺，且系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)必須免費(fèi)提供集團(tuán)公司上級平臺傳輸數(shù)據(jù)接口。 

四、系統(tǒng)機(jī)構(gòu)圖

五、設(shè)備清單

本設(shè)備清單為主要設(shè)備清單，乙方需根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，確保功能完整性，給予設(shè)備及相關(guān)材料補(bǔ)充，并完善配置。

六、軟件系統(tǒng)

三維立體展示：

查詢及其他功能：

本系統(tǒng)軟件基于B/S（瀏覽器/服務(wù)器）架構(gòu)，操作者所有操作都在瀏覽器內(nèi)完成，只要數(shù)據(jù)服務(wù)器連接到網(wǎng)絡(luò)中，則操作者通過在其他聯(lián)網(wǎng)計算機(jī)的瀏覽器，輸入本系統(tǒng)服務(wù)器的IP地址，即可實(shí)現(xiàn)運(yùn)程登錄，進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、處理等操作。系統(tǒng)主要功能是把風(fēng)、水流量及壓力集成到一個界面顯示，能夠按要求查看實(shí)時數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)，監(jiān)測數(shù)據(jù)可以用表格、曲線、報表、圖形等方式實(shí)現(xiàn)數(shù)字顯示和可視化輸出，并可進(jìn)行相應(yīng)的編輯、打印、存儲等操作。并且，可遠(yuǎn)程控制電動閥門開度及啟停。通過分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)異常的管道進(jìn)行預(yù)警，提醒人工排查，檢查異常管道是否存在跑冒滴漏問題。