神木市孙家岔镇朱概塔煤矿综合管控平台WEB建设项目
项目概述
陕北神木朱概塔煤矿随着各生产环节自控子系统的完工，面临数据“烟囱式”割裂痛点：矿井内部拥有通风、排水、带式输送、主变电所、人员定位等12个相互独立的子系统。协议鸡同鸭讲（Modbus、CANbus、私有协议并存），调度员需同时面对十几块屏幕且数据无法在网页端、移动端跨网浏览，无法统一调度。
作为中矿天智项目负责人，我带领团队协助客户部署了高性能双冗余华为采集与WEB服务器，打通了MRP双万兆Profinet工业光纤冗余环网，通过OPC-UA协议网关转换12个子系统，构建了基于3D GIS一张图和H5 Web SCADA技术的统一综合管控平台。软硬件及培训实施总概算严格锁定在 68.5万元，辅以 40%-30%-25%-5% 工程节点付款，在11周内完成整套集成与省局顺利对接，实现了矿山安全与生产数据的一网通管和本质网络防爆隔离。
面临的挑战
多源异构协议“鸡同鸭讲”
12个子系统涉及Modbus-RTU/TCP、CANbus、Profinet及多种厂家封闭协议，数据接口不开放，数据隔离严重，调度难以统筹数据监控。
画面时延大且无移动端应用
传统C/S架构调度画面高时延且只能在调度室电脑访问，矿方出差人员和巡检干部无法利用网页和移动APP一键掌握工况与报警信息。
工业控制网络“无防失爆”
子系统与办公网络连通处无高强度防火墙隔离，极易感染办公网电脑传入的勒索病毒，导致井下排水、主通风等设备因网络瘫痪而停机。
选型不合理系统极易死机
缺乏科学的财务预算匹配和高并发服务器选型，若内存和CPU资源不足，子系统大量高频点位并发写入时，易导致系统溢出频繁崩溃。
解决方案
图示：朱概塔煤矿双万兆冗余工业以太网网络系统集成与拓扑架构
双万兆Profint工业环网搭建
在朱概塔煤矿敷设防爆矿用单模光缆，采用MRP冗余协议搭建双环万兆Profinet光纤冗余环网，网路意外中断自愈收敛时间稳定在 ≤50ms 以内，确保数据流秒级传输。
多协议异构至OPC-UA网关转换
底层配备串口网络服务器与智能网关，将CAN、Modbus、私有变量统一解析映射封装为标准OPC-UA地址空间，向主控室SCADA平台发布，实现数据刷新时延 ≤1.5s 的高速并发订阅。
高性能服务器配置与3D GIS“一张图”集成
地面机房部署双冗余华为4309Y高性能服务器，确保数据并发处理余量。结合3D GIS平面图导入，融合三维空间模型与实时点位数据，实现安全报警与采掘巷道深度绑定展示。
200万并发防火墙硬隔离与APP双因子部署
在控制网DMZ区加设高性能物理防火墙，支持 200万并发连接 吞吐，严格执行端口白名单（仅放行443/4840）。移动APP访问采用IPSec VPN加短信/终端证书双因子验证，抵御外网勒索木马。
中控调度大屏与自控机房现场
图示：朱概塔煤矿中控控制室的采集交换机柜与不间断自控中心现场
报价明细、工期与培训对账
1. 管控平台软硬件系统参数配置及报价对账表（总计：68.5万元）
| 项目名称/类别 | 设备名称与规格型号/功能说明 | 费用金额 (万元) |
|---|---|---|
| 硬件设备费 (17.0万) | 华为4309Y 8核2.8G/32G/480G+3*2T SATA 管控服务器 (1台) | 4.50 |
| 硬件设备费 | 华为4309Y 8核2.8G/32G/480G+3*2T SATA WEB服务器 (1台) | 4.50 |
| 硬件设备费 | 48口全千兆企业级三层核心交换机 (1台) | 2.20 |
| 硬件设备费 | 企业级工业隔离防火墙 (支持200万并发，1台) | 2.80 |
| 硬件设备费 | 操作终端：I7/16G/1T，含27寸专业高显调度屏 (1台) | 1.00 |
| 硬件设备费 | 在线式 6KVA 延时不低于2小时不间断电源 UPS (1台) | 2.00 |
| 软件平台费 (43.5万) | SCADA组态数据采集与发布授权软件 | 6.50 |
| 软件平台费 | 多源数据综合自动化集成模块 (支持WEB发布) | 6.00 |
| 软件平台费 | 12个核心子系统数据通讯接入标准接口授权 | 10.00 |
| 软件平台费 | 标准化作业卡与安全隐患排查管理模块 | 5.50 |
| 软件平台费 | 生产调度与报警联动综合调度管理模块 | 4.50 |
| 软件平台费 | 机电设备状态实时诊断与运行能效计算模块 | 2.00 |
| 软件平台费 | 3D GIS“一张图”三维工程图与实时定位模块 | 3.00 |
| 软件平台费 | 移动端智慧管控APP、一张图GIS、工程及数据支持模块 | 7.00 |
| 培训实施与税金 (8.0万) | 现场部署与接口对接调试服务费 (2.62万) + 人员操作及机房培训费 (2.0万) + 6%专票税金 (3.38万) | 8.00 |
| 合计总造价 | 神木朱概塔煤矿综合管控平台WEB建设项目全套总报价 | 68.50 |
2. 系统精密集成与安装调试工期节点表（工期共11周）
| 阶段 | 实施周数 | 主要施工里程碑与交付成果 |
|---|---|---|
| 第一阶段：设计准备 | 第 1 周 | 合同签订完毕，开展12个子系统现场数据接口类型与协议的深度调研，确认系统架构与白名单策略。 |
| 第二阶段：硬件搭建 | 第 2 - 4 周 | 地表机房部署，服务器架设，核心交换机、防火墙、在线式6KVA UPS电源开箱上电与井口防爆环网光缆拉设。 |
| 第三阶段：接口对接 | 第 5 - 8 周 | 现场子系统接口通信打通，利用OPC-UA网关转换Modbus、CAN及封闭变量，SCADA组态界面H5配置。 |
| 第四阶段：集成调测 | 第 9 - 10 周 | 3D GIS一张图巷道数据导入，移动APP接口调试，进行连续无故障试运行和防冻/防漏电联锁自疏通模拟测试。 |
| 第五阶段：交付验收 | 第 11 周 | 完成200万并发防火墙压力攻击测试，顺利通过省局联网接入和机电矿级整体验收交付。 |
3. 煤矿岗位智能化操作培训与成效考核表
| 培训考核对象 | 设计培训课时 | 核心操作培训内容及实操范围 | 培训人数及结业通过率 |
|---|---|---|---|
| 中控室调度员 | 16 课时 | 3D GIS一张图网页端查询、报警弹框处置、报警联锁停启操作与值班日报导出。 | 8人 (100%通过) |
| 机电及自控工 | 24 课时 | 华为管控服务器故障判定、核心交换机MRP环网配线调试、不间断UPS电池更换步骤与白名单规则重置。 | 6人 (100%通过) |
| 安全巡检员 | 8 课时 | 移动端智慧管控APP安装调试、终端数字证书及短信VPN双因子安全接入、现场安全台账录入。 | 15人 (100%通过) |
项目实施阶段（时间轴）
2026年4月：立项起步与软硬件设计（支付40%预付款）
完成朱概塔煤矿现场子系统状况探明，按40%比例支付第一笔预付款 27.4万元，锁定华为服务器采购渠道和MRP环网万兆网卡采购。完成设计白皮书与安全红线整定。
2026年6月：服务器入场与网络调试（支付30%到货款）
两台华为服务器、核心交换机与UPS运抵朱概塔机房，开箱共同验收合格后支付第二笔款项 20.55万元。打通垂直立井光纤通信。完成MRP环网自愈收敛调试在 ≤50ms 范围内。
2026年8月：12个子系统全线接入与组态测试
集中精力开展以太网串口服务器调试，解决Modbus、CAN及私有协议冲突，完成SCADA组态数据采集与全图发布，测试在200万并发工业防火墙白名单下数据正常通过，延时稳定在 ≤1.5s。
2026年10月：联调联试、省局对接与项目验收（支付25%验收款）
进行连续30天不间断无崩溃试运行，进行员工岗位技术考核，顺利对接省局监测网。全套系统交付使用，完成最终矿级整体验收，支付第三笔阶段性款项 17.125万元。余下5%质保金 3.425万元 质保一年满后结清。
性能对比与效果评估
图示：调度中心华为服务器承载的 B/S 端 WEB SCADA 管理及移动端 APP 决策总线界面
| 关键性能指标 | 升级前系统状态 (子系统数据烟囱) | 升级后WEB综合管控平台 (Profinet+OPC-UA) | 提升幅度 / 系统成效 |
|---|---|---|---|
| 子系统数据融合数量 | 仅1个 (主排水系统，其余各环节完全孤立) | 12 个子系统完全融通集成 | 集成数量提升 +1100% |
| 调度大屏数据刷新时延 | 15.2 秒 (数据刷新缓慢，滞后性大) | ≤1.5 秒 (秒级实时反映井下工况) | 数据时延压制幅度达 +90.1% |
| 网络最高并发安全吞吐负载 | 100 次 (无物理防火墙隔离，极易崩溃) | 2,000,000 次 (工业硬件防火墙硬隔离) | 安全抗载负载提升 2万倍 |
| 地表突发断电核心硬件续航 | 0 分钟 (停电即立刻关机，存在数据丢失) | ≥2.0 小时 (在线式6KVA不间断UPS) | 停电核心保障续航 100% 达标 |
| 调度远程控制指令流转时间 | 3.5 分钟 (C/S架构下多环节手动流转) | ≤3 秒 (网页/智慧管控APP一键响应) | 响应灵敏度提升 +98.5% |
联合签字会审网络设计图纸现场
图示：机电副矿长与自控总工程师在朱概塔煤矿会议室会审智能化系统网络安全隔离方案
客户评价
“中矿天智为我们朱概塔煤矿定制的综合管控平台WEB化集成方案太及时了。之前调度室里要盯十几块屏幕，现在只需在浏览器里打开一个GIS‘一张图’网页，就能一目了然地看到井下12个子系统的所有运行状态。网络安全设计更是严密，200万并发的防火墙和白名单彻底阻断了办公网的勒索风险。我们在11周内完成了系统部署和省局对接，只花了68.5万元，预付款40%-30%-25%-5%的付款模式也非常合理安全，值得在陕北矿区大力推广！”
