華豐煤礦自動化系統原有安全監(jiān)測系統、-450及－750中央泵房排水監(jiān)控系統、工業(yè)電視系統、礦井地面供電及－450、-750中央配電所自動化監(jiān)控系統、主運自動化監(jiān)控系統、大巷信集閉系統。
目前這些監(jiān)測、監(jiān)控系統都處于相互獨立的狀態(tài)，每套自動化系統井上、下均有獨立的通訊線路，造成通訊線路大量重復投資，維修、維護困難，信息不能互通。因此，需要建立統一的綜合自動化系統，使煤礦并下的安全信息、設備的工況信息和控制信息在一個統一的平臺上傳輸。
1 確定自動化集成系統目標及方案
1.1設計目標
對井下各控制子系統發(fā)布控制命令，并能監(jiān)視各子系統內設備的運行狀態(tài)以及生產和安全參數；井上與集團公司廣域網相連，實現華豐礦與公司之間信息的及時交換。
建立一個生產調度中心集中控制和監(jiān)視，井下各系統的控制實現無人值守，僅有巡檢工進行巡視和維護，巡檢工可以就地緊?，F場設備，根據現場情況向地面調度中心匯報需要起停哪些設備，但設備的起停是由調度員根據總體情況來確定和操作，實現全礦管控一體化。
能夠把井下的光纖攝像儀通過工業(yè)以太網傳輸到井上調度中心，整合傳輸通道。
系統隨著礦井建設整體規(guī)劃分步實施，并能隨著技術的發(fā)展方便升級。
1.2系統功能要求
自動化系統平臺與各類子系統如安全監(jiān)控系統、工業(yè)電視系統、提升控制系統、選煤廠集控系統、礦井電力監(jiān)控系統、水泵控制系統、主扇監(jiān)控系統、壓風機房監(jiān)控系統等組成監(jiān)控網，管控中心為監(jiān)控網的服務器，并將各子系統的信息進行綜合后處理。管控中心負責將實時、歷史及綜合分析后的信息提供給信息系統中的客戶，并接受客戶對各子系統的操作請求。具體功能要求如下：
（1）在物理上和邏輯上都要考慮到網絡信道的冗余，確保網絡的安全。
（2）當系統某一子系統的通訊或元器件出現故障時，不能影響其它子系統的通訊和整個網絡的傳輸性能。
（3）對系統井下部分和網絡部件要充分考慮防爆、防塵、抗高溫潮濕和電磁干擾的要求。地面系統充分考慮防雷和抗電磁干擾的設置。
（4）系統在調度中心能及時、準確地采集各個子系統的生產工況、生產和安全參數，并以畫面和圖表的形式表現出來，同時可以根據生產和調度的要求起、停現場的設備。
（5）充分考慮先進性、實用性和兼容性，做到擴展容易，升級方便，并能做到異構子網的互連。
（6）實時數據顯示：實時顯示各監(jiān)測點的當前狀態(tài)或數值?？煞诸愶@示或全部顯示。
（7）當設備故障或模擬量超限時，監(jiān)控子系統與自動化平臺同步顯示故障設備名稱、報警測點名稱及數值，并將故障信息和報警信息存人數據庫，供以后統計分析。
（8）在服務器中建立綜合歷史數據庫，定時將監(jiān)測數據寫入數據庫，為今后的統計分析提供參考。
（9）充分考慮系統和數據的安全性。系統應具有較強的身份認證機制、完善全面的日志、數據備份和病毒防護功能。人機界面友好，操作簡單，維護方便。
1.3系統結構特點
（1）環(huán)網冗余技術。設計方案采用了環(huán)網冗余技術，提供了礦井自動化系統的可靠性。在物理上和邏輯上考慮到傳輸信道、管控服務器、調度主機、供電電源的冗余，確保傳輸通路、數據服務、監(jiān)控工作站、供電電源的安全可靠。網絡交換機采用工業(yè)以太網交換機，有雙電源冗余輸人。
（2）異構系統的互聯互通。設計方案分別在網絡級和串口級提供了多種符合國際主流標準的接口方式，便于各種子系統的接人，實現最大限度的信息共享奮它能夠集成不同廠家的硬件設備和軟件產品，實現各系統間互操作，并將各系統數據集成。
（3）先進的體系結構。設計方案采用B/S模式設計三層網絡體系結構，便于及時、準確地采集各個子系統的工況、生產和安全參數，方便管理層實時查詢、分析和決策。
（4）實時信息數據集成。以信息集成平臺為核心，將實時數據流在企業(yè)統一信息平臺上集成起來，同時，針對統一信息平臺開發(fā)各種綜合應用，形成集成化、網絡化應用。各種圖形、圖像、報表信息都可以通過Web的方式在任何一臺終端統一瀏覽，統一界面。
（5）統一的數據倉庫。在集成化的數據管理中，數據一旦被輸人，整個系統中都可以使用。提高了工程效率，降低了工程的實施難度。
（6）集成化的編程組態(tài)。實現了從設計、編程、硬件組態(tài)、測試到操作診斷和遠程維護的全過程組態(tài)應用。所有的部件都可以有一個軟件進行組態(tài)，采用統一化的用戶圖形界面和面向對象的設計，使用起來輕松自如；采用模塊化的設計，使用戶根據需要進行選擇；采用統一的數據庫，保證了符號和變量在項目中的一致性，便于維護和提高效率。
2 監(jiān)控集成系統的建設
綜合自動化整合系統一期主要整合自動化系統。
（1）在傳輸平臺上，采用西門子的工業(yè)光纖以太環(huán)網技術，敷設13km礦用阻燃光纜，在井下－750調度站、-750泵房、－450泵房，井上主運車房共設立四個接人節(jié)點，安裝六臺西門子SCALANCEX－4004兆交換機與調度中心構成冗余的千兆環(huán)網。
（2）洗煤廠通過光端機連接到主運車房的交換機上，地面供電新站通過光端機連接到調度中心的交換機上。
（3）井下－750主運PLC通過礦用本安型數據光端機與-750調度站交換機相連，井下－326主運PLC通過礦用本安型數據光端機與－450泵房交換機相連，地面主運PLC通過屏蔽網線直接接入西門子交換機網口上，－450大巷信集閉系統通過礦用本安型數據光端機與－450泵房交換機相連。
（4）主運系統已經安裝的高頻通過視頻分配器分出后進入視頻服務器轉換為數字圖像后接入交換機進入工業(yè)以太網，新增攝像儀采用礦用防爆型網絡攝像儀在各地點就近接入交換機。
（5）在軟件集成上，采用西門子先進的WinCC組態(tài)軟件，通過一致的軟件界面，實現對各類自動系統的綜合、集中監(jiān)測與監(jiān)控。
（6）該系統提供的擴展接口，便于將來其它系統的接入和集成。
3 社會經濟效益分析
（1）經濟效益。節(jié)省了大量傳輸線路和維護費用，今后新上的工業(yè)電視及音頻通訊，無需每個系統、每個攝像儀都要自地面向井下敷設通訊線路，節(jié)約投資。
（2）社會安全效益。提高整合集成的管理效益使礦井各類信息聯通與共享，各自動化子系統實現統一管控，使信息資源和設備資源能充分發(fā)揮作用。
實現全礦井的數據采集、生產調度、決策指揮的網絡化、信息化、科學化，提高礦井勞動效率及現代化管理水平。
由于各自動化系統信息共享，WINCC系統開發(fā)的緊急預案在發(fā)生緊急情況下，保證了各系統的聯動和信息的綜合利用，為領導決策提供了可靠的依據。
華豐煤礦井下應用千兆工業(yè)以太網，千兆交換機下井，為煤礦開創(chuàng)了先例，為煤礦信息化、數字化衷展積累了豐富的經驗。