基于力控的輔助運輸設(shè)備遠程監(jiān)控系統(tǒng)

劉建麟

[摘 要]設(shè)計了煤礦輔助運輸設(shè)備遠程監(jiān)控系統(tǒng)，重點介紹了力控軟件在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。該系統(tǒng)通過遠程上位機監(jiān)控輔助運輸設(shè)備的工作狀態(tài)、動態(tài)參數(shù)及位資，并對下位機實時控制具有故障報警等功能。實現(xiàn)了輔助運輸設(shè)備運行的智能化和無人化。

[關(guān)鍵詞]遠程監(jiān)控 輔助運輸 力控 以太網(wǎng)

中圖分類號：F426.91 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）07-0278-01

0.引言

輔助運輸是煤礦生產(chǎn)的重要組成部分。隨著礦井生產(chǎn)的現(xiàn)代化和無人化發(fā)展，煤礦輔助運輸設(shè)備自動化程度的不斷提高，輔助運輸設(shè)備日益智能化。對環(huán)境惡劣的煤礦井下實現(xiàn)輔助運輸設(shè)備的遠程監(jiān)控，實時的掌握設(shè)備的運行參數(shù)及工作狀態(tài)，根據(jù)要求及時的調(diào)整及控制。降低了工人的工作量，提高了安全性。這對改善礦山作業(yè)環(huán)境，提高礦山的整體安全水平具有重要意義。力控可以構(gòu)造一個有效的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)顯示，報警，故障分析和遠程監(jiān)控等功能。

1.監(jiān)控系統(tǒng)總體簡述

該系統(tǒng)具有自動起停，故障報警，遠程監(jiān)控等功能。輔助運輸設(shè)備在巷道運行中，操作人員可以遠離工作面，利用遠程監(jiān)控系統(tǒng)控制和掌握設(shè)備的狀態(tài)，實時掌握運行的情況。工作中可以實現(xiàn)現(xiàn)場無人操作。

監(jiān)控系統(tǒng)采用上下位機結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)包括PLC可編程控制器、工業(yè)以太網(wǎng)通訊處理器、工控機。采用力控開發(fā)上位機軟件，界面圖形豐富，組態(tài)部分的設(shè)計主要具有設(shè)備的動態(tài)模擬、模擬量參數(shù)實時顯示、開關(guān)量控制、故障報警等功能。運行面如下：

2.組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

2.1 PLC與上位機力控之間的通信

力控充分利用了OPC服務(wù)器的強大性能，提供方便高效的數(shù)據(jù)訪問能力。只需在OPC服務(wù)器中定義通訊的物理參數(shù)，定義需要采集的下位機變量和對應(yīng)關(guān)系。在運 行系統(tǒng)中力控和OPC服務(wù)器建立連接，自動完成和OPC服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)交換。硬件方面，攝像頭經(jīng)光纖串聯(lián)后接入交換機1，PLC經(jīng)網(wǎng)線接入交換機1，交換機1輸出1路光纖信號接入礦井下面的環(huán)網(wǎng)交換機2，視頻信號和控制信號經(jīng)環(huán)網(wǎng)到井上的工控機，視頻信號經(jīng)由井上解碼器，顯示到集控室的中央大屏。在交換機2旁同時有一臺井下防爆顯示器，亦可顯示視頻，實現(xiàn)了工作面無人監(jiān)控的目的。

數(shù)據(jù)庫是利空軟件的核心部分。工業(yè)現(xiàn)場，操作者既要把設(shè)備的工作狀態(tài)及各模擬量參數(shù)實時的反映在監(jiān)控界面上，又要把控制指令迅速傳達給下位機，這些都是以實時數(shù)據(jù)庫為中介環(huán)節(jié)的。因此，數(shù)據(jù)庫是聯(lián)系上位機與下位機的橋梁。系統(tǒng)示意圖如下：

2.2 人機界面設(shè)計

根據(jù)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的功能，監(jiān)控界面主要有4個部分：電流、電壓。油溫、油壓等設(shè)備工作時的實時數(shù)值單元；控制單元；設(shè)備的實時工作狀態(tài)單元；故障報警單元。

在監(jiān)控界面中可以形象的動態(tài)顯示設(shè)備的運行狀態(tài)。界面的左下方可以顯示實時的電流、電壓等模擬量數(shù)值的變化，當某項數(shù)達到報警值時，報警界面顯示對應(yīng)的故障。界面的最上方為控制單元，可對設(shè)備進行實時的控制。主界面如下：

2.3 動態(tài)鏈接

當下位機檢測到現(xiàn)場數(shù)據(jù)發(fā)生改變時，信號動態(tài)的反映在力控組態(tài)界面上，需建立畫面圖像與數(shù)據(jù)庫變量的對應(yīng)關(guān)系，本系統(tǒng)要進行的動畫鏈接，除了系統(tǒng)的運行狀態(tài)外，還有實時監(jiān)測的各個模擬量。以猴車上懸掛的小人為例，具體命令語言如下：

IF 區(qū)域1＼運行狀態(tài)＼RUNING.PV==1 && Sd1>0 && Sd1<=600

THEN Sd1=Sd1-5；ELSESd1=600；ENDIF

2.4 故障報警

故障報警和事件記錄是控制軟件必不可少的功能。當系統(tǒng)出現(xiàn)故障及工作參數(shù)異常時，系統(tǒng)自動生成報警信息，上位機報警并通過組態(tài)保護停機。第一步要定義變量，并設(shè)置報警屬性。例，在數(shù)據(jù)詞典中選擇“油溫”變量，雙擊此變量，在定義對話框里單擊“報警定義選項卡”設(shè)置報警值，根據(jù)報警的程度和分類來設(shè)定優(yōu)先級。系統(tǒng)中的報警和事件信息可以保存并輸出到文件、數(shù)據(jù)庫中。根據(jù)需要，還可進行故障分析，并給出處理意見。

3.結(jié)語

本文開發(fā)的以力控組態(tài)軟件為上位機的開發(fā)系統(tǒng)，滿足了輔助運輸設(shè)備的遠程監(jiān)控要求，實現(xiàn)了輔助運輸設(shè)備在巷道中的無人操作。操作員可利用該系統(tǒng)在井上控制和監(jiān)測輔助運輸設(shè)備，大大減輕了工人的勞動強度，提高了安全性。