礦井PLC設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)計(jì)

陳楊

摘要：由于PLC是一種可編程的控制器，在煤礦已是占據(jù)產(chǎn)量與效益最重要的地位。由于機(jī)電工對(duì)新型的設(shè)備維修還是摸索階段，所以維修技能跟不上造成影響不斷。如果用人機(jī)界面監(jiān)控PLC設(shè)備操作流程，對(duì)按鈕、傳感器通斷監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)設(shè)備動(dòng)作與畫面同步并且能對(duì)故障位置、類型實(shí)現(xiàn)精確定位那對(duì)PLC設(shè)備的維修是十分必要的。

關(guān)鍵詞：礦井PLC設(shè)備；遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-9129（2018）07-0051-01

Abstract： because PLC is a kind of programmable controller， it has already occupied the most important position of output and benefit in coal mine. If the man-machine interface is used to monitor the operation process of PLC equipment， the buttons and sensors can be switched off and monitored， the movement of the device can be synchronized with the picture and the fault location can be corrected. Accurate location of the type is essential for the maintenance of PLC equipment.

Key words： mine PLC equipment； remote monitoring design

1 導(dǎo)言

隨著現(xiàn)代電子技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，自動(dòng)化、智能化程度的不斷提高，煤礦機(jī)電設(shè)備也在不斷的更新，PLC（可編程控制器）控制的設(shè)備以是主流。從主副井提升、割煤機(jī)、皮帶機(jī)運(yùn)輸，到斜巷運(yùn)輸、斜巷乘人運(yùn)輸，到運(yùn)輸大巷的道岔，涉及到礦井的方方面面。

2 可編程邏輯控制器（PLC）

可編程邏輯控制器是種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。它采用一種可編程的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。

3 PLC遠(yuǎn)程在線監(jiān)控系統(tǒng)框架

本文介紹的監(jiān)控系統(tǒng)是用通信網(wǎng)絡(luò)的方式實(shí)現(xiàn)的，其中PLC是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能的基礎(chǔ)。首先，PLC將對(duì)遠(yuǎn)程自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行情況、狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)實(shí)采集，并將此信息快速、準(zhǔn)確、可靠的傳輸?shù)缴衔晃C(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。然后，操作人員可以通過監(jiān)控微機(jī)，將控制指令迅速的發(fā)送到下位機(jī)進(jìn)行操作。

本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)針對(duì)的是西門子S7-200MicroPLC系列，它能夠提供RS-485通訊接口，在自由通訊模式下，能與任何通訊協(xié)議公開的控制器、設(shè)備實(shí)現(xiàn)通訊。這樣就大大增加了可通訊范圍，讓控制系統(tǒng)配置更加方便、靈活。下位機(jī)端利用PC/PPI通訊電纜連接S7-200PLC的通訊端口和調(diào)制解調(diào)器的RS-232端口，并可以通過電纜上的DIP開關(guān)設(shè)置通訊數(shù)據(jù)位數(shù)，將S7-200PLC聯(lián)入電話網(wǎng)絡(luò)。上位機(jī)端利用RS232通訊電纜，將上位的監(jiān)控微機(jī)聯(lián)入調(diào)制解調(diào)器的通訊接口。通訊電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控計(jì)算機(jī)和下位可編程控制器的數(shù)據(jù)通訊。

4 PLC數(shù)據(jù)通訊過程分析

PLC串行接口的通訊模式是一種開放式的通訊模式，它的通訊方式可以通過程序來進(jìn)行控制。在這種模式下，操作人員可以在前端用戶端界面，編寫一些功能程序方便的實(shí)現(xiàn)PLC的接收、發(fā)送和中斷等操作。

4.1自由端口的初始化

在通訊操作之前，用戶必須先對(duì)系統(tǒng)的通訊端口進(jìn)行初始化，將部分可編程控制器的存儲(chǔ)單元置零，以防止發(fā)出錯(cuò)誤指令。然后將通訊選擇的波特率、數(shù)據(jù)位數(shù)等信號(hào)參數(shù)存儲(chǔ)到PLC的特殊存儲(chǔ)器中。

4.2發(fā)送數(shù)據(jù)方式

S7-200PLC采用XMT指令進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，它能發(fā)送一個(gè)或多個(gè)字符，最多有255個(gè)字符的緩沖區(qū)。當(dāng)有中斷程序連接到發(fā)送結(jié)束事情上，在發(fā)完緩沖區(qū)的所以字符后，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷指令結(jié)束發(fā)送。

4.3接收數(shù)據(jù)方式

PLC可以通過RCV指令方便的接收信息。它的接收方式和XMT指令的發(fā)送方式一致。當(dāng)有中斷程序連接到發(fā)送結(jié)束事情上，在發(fā)完緩沖區(qū)的所有字符后，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷指令結(jié)束發(fā)送。在執(zhí)行中斷程序之前，字符存儲(chǔ)在特殊存儲(chǔ)器SM2中，奇偶狀態(tài)存儲(chǔ)在SMB3中。

5 遠(yuǎn)程在線監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

采用是昆侖組態(tài)編程軟件編輯觸摸屏監(jiān)控器的畫面的，MCGSE組態(tài)軟件具有多任務(wù)、多線程功能，其系統(tǒng)框架采用vc++語言編程，通過鏈接和嵌入技術(shù)向用戶提供vb編程接口，提供豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)構(gòu)件、動(dòng)畫構(gòu)件、策略構(gòu)件，可隨時(shí)方便地?cái)U(kuò)充系統(tǒng)的功能。利用組態(tài)軟件設(shè)計(jì)設(shè)備畫面，設(shè)備被組態(tài)成獨(dú)立的構(gòu)件形式，不同的設(shè)備對(duì)應(yīng)于不同的構(gòu)件，并定義連接設(shè)備用的數(shù)據(jù)變量。本人設(shè)計(jì)的操車裝置畫面一共有500多個(gè)構(gòu)件組成，這些構(gòu)件一一組態(tài)成為一個(gè)完整的監(jiān)控畫面。這套監(jiān)控系統(tǒng)主要的特點(diǎn)如下：

5.1 監(jiān)控功能；實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，每一個(gè)按鈕的通斷、每一個(gè)電磁閥的通斷都能顯示在監(jiān)控屏上面，通時(shí)為紅色，斷是為綠色，旋鈕旋轉(zhuǎn)時(shí)監(jiān)控屏上畫面也有旋轉(zhuǎn)動(dòng)畫，這樣就把每一個(gè)按鈕好壞顯示在你的面前，每個(gè)電磁閥是否通電也顯示在你面前，使維修變的快捷方便，監(jiān)示屏就像是一個(gè)指揮員。

5.2 報(bào)警功能；及時(shí)報(bào)告設(shè)備的故障和解決方法，把每次故障同時(shí)生成報(bào)表，形成管理部門所需數(shù)據(jù)的記錄報(bào)表、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等，并且能有計(jì)錄不易發(fā)現(xiàn)的軟故障可精確到毫秒級(jí)。

6 效益分析

上述簡介的PLC的部分通訊功能和組態(tài)監(jiān)控顯示功能，具有界面友好，易于操作，運(yùn)行可靠，便于更改、擴(kuò)充、升級(jí)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，系統(tǒng)造價(jià)也遠(yuǎn)低，具有較高的性價(jià)比。充分利用PLC的通訊技術(shù)和組態(tài)軟件進(jìn)行工業(yè)控制是現(xiàn)代化工業(yè)的一個(gè)發(fā)展方向，使煤礦自動(dòng)化建設(shè)越來越先進(jìn)越來越好。上文只是介紹操車裝置的通訊與組態(tài)，它可用到煤礦的方方面面，例如煤礦變電站是煤礦生產(chǎn)的核心和動(dòng)力源泉，它的安全可靠運(yùn)行是安全生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的根本保證，如采用上述的方法可實(shí)現(xiàn)無人職守的變電所，使停電送電實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，把變電站的保護(hù)、測量、監(jiān)控等融為一體，大幅度提高自動(dòng)化的功效。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳華光.基于PLC的遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測量與控制，2009（10）.

[2]黃帥.基于信號(hào)完整性分析的視頻監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)[D].中南大學(xué)，2011.