小議煤炭運輸中計算機監(jiān)控系統(tǒng)的作用

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煤炭運輸中的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，利用計算機進行串行通信來實現(xiàn)對工業(yè)集散進行控制，其主要由上位機與下位機兩個部分構(gòu)成。下位機的傳感器將煤炭運輸情況以光纖信號形式傳送到井上的上位機里，上位機連接的計算機通過識別解碼將其以動畫形式在顯示屏里顯現(xiàn)出井下傳輸機的工作情況，如果出現(xiàn)故障，就會使上位機連接的報警器進行報警，并根據(jù)計算機上顯示出的故障類型自主下達故障處理信號，而防止故障對生產(chǎn)進一步延滯，有效地減少了下井作業(yè)人員的數(shù)量，提高了生產(chǎn)效率。而且也將井下生產(chǎn)線上的情況及時傳送給決策者，方便其統(tǒng)計各類故障的幾率，及時查找出傳輸工具的故障原因，并對其檢修，以確保生產(chǎn)一線一直以最低故障率進行生產(chǎn)。

1上位機的監(jiān)控動畫和工作現(xiàn)場一致

計算機監(jiān)控系統(tǒng)首先要具有實時性的特點，以保證監(jiān)控界面上顯示的畫面和井下工作現(xiàn)場中的設(shè)備狀態(tài)相一致。為了達到這種效果，在設(shè)計程序時要利用一個二維數(shù)組，來作為聯(lián)接井下設(shè)備和監(jiān)控界面畫面之間的橋梁。由下位機去采集現(xiàn)場信號，并將其傳輸?shù)缴衔粰C中去，由上位機進行分析整理，進而將有特定意義的數(shù)據(jù)寫進二維數(shù)組中去。與此同時，上位機的程序定時去讀取二維數(shù)組里的數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)的特定含義去控制監(jiān)控界面上的顯示內(nèi)容。通過此種方式，使現(xiàn)場編入二維數(shù)組和讀取二維數(shù)組里的數(shù)據(jù)成為兩個獨立存在的過程，互相并沒有影響，進而保證上位機中的監(jiān)控動畫同時顯示出了井下工作現(xiàn)場的作業(yè)情況。

2上位機的故障編碼和統(tǒng)計

對于井下的帶式輸送機經(jīng)常出現(xiàn)的8種故障，可以用1個字節(jié)數(shù)據(jù)來進行表示，建議設(shè)計如表1所示。再通過對程序的編寫，使計算機可依據(jù)故障數(shù)據(jù)表示的具體值來確定發(fā)生了何種類型的故障。

3下位機的硬件構(gòu)成

下位機系統(tǒng)主要負責(zé)實時數(shù)據(jù)的采集，其硬件主要由工業(yè)級的單片微機、傳感器及傳感器連接件、電源電路和放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字處理電路、人機對話界面、語音電路、通信電路和報警輸出電路構(gòu)成。各種實時數(shù)據(jù)會被傳感器所獲取，之后進行信號轉(zhuǎn)換。例如，輸送帶的張力會由張力傳感器對力值信號進行轉(zhuǎn)換變?yōu)殡娦盘?，而電信號會被放大電路予以放大和濾波，再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換電路去轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，該數(shù)字量再由計算機進行整理，最后與上限和下限這些預(yù)先設(shè)定好的定值進行比較，而一旦張力值超限，計算機就會給出報警信號和發(fā)出相應(yīng)的觸點信號，該觸點信號就可以作為開關(guān)主拖動電機的信號使用，亦可以作為拉緊絞車電動機的正反轉(zhuǎn)控制使用，由此便可以實現(xiàn)對張力的自動控制。

4通信方式設(shè)計

這里的計算機監(jiān)控系統(tǒng)所采用的是兩級通信方式，讓上位機和下位機不直接連接在一起，而是分別與現(xiàn)場控制中心進行連接，1個上位機最多能和4個現(xiàn)場控制中心進行連接，而一個現(xiàn)場的控制中心最多可以和8個下位機智能終端進行連接，所以煤炭傳輸?shù)谋O(jiān)控系統(tǒng)最多可以同時監(jiān)控32臺帶式輸送機的作業(yè)情況。其中上位機只和現(xiàn)場控制中心進行直接通信，而現(xiàn)場控制中心則負責(zé)和多臺下位機進行相互通信。

為了防止多個下位機在同一時間上傳現(xiàn)場作業(yè)信號，發(fā)生信號間的沖突問題，這里采用了上位機循環(huán)點名的方法，從而使上傳的數(shù)據(jù)有序。上位機將現(xiàn)場控制中心號和終端機號等信息結(jié)合到一個數(shù)據(jù)里，可以叫它“點名數(shù)據(jù)”，然后上位機循環(huán)發(fā)送這種數(shù)據(jù)到現(xiàn)場控制中心，再由現(xiàn)場控制中心下發(fā)。各個終端機根據(jù)這種“點名數(shù)據(jù)”，來判斷自己是否是接受點名的機器，然后接受點名了的終端機會將自己監(jiān)控的帶式輸送機的作業(yè)情況上傳至現(xiàn)場控制中心，進而傳送到上位機中去?！包c名數(shù)據(jù)”的發(fā)送時間的間隔是100ms，這樣即使上位機要和32臺下位機進行間接連接，也可以在3.2s內(nèi)，將“點名數(shù)據(jù)”在下位機之間循環(huán)一遍，從而保證了井下作業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)可以及時傳送到上位機，也可以對發(fā)生的故障在第一時間里發(fā)出警報和進行實時處理。

計算機監(jiān)控系統(tǒng)的引入，不僅可以減少相應(yīng)作業(yè)人員的數(shù)量，還可以保證煤礦生產(chǎn)中井下作業(yè)的安全，以及煤炭產(chǎn)量的提升等。所以，我們需要在更多的方面引入計算機的監(jiān)控系統(tǒng)，如對煤炭的二次加工，對礦井的深度開采等，也要在實踐的過程中對發(fā)生的問題及時研究和做出處理。（本文作者：賀志芳、劉金鳳、杜國慶 單位：唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院、住友重機械（唐山）有限公司）