濱湖礦原有井下膠帶輸送機(jī)電控系統(tǒng)采用4臺(tái)KXJW-30/127-64型電控箱，以日本三菱公司生產(chǎn)的FX系列PLC為主控單元。該電控箱對(duì)于膠帶輸送機(jī)系統(tǒng)的外部關(guān)聯(lián)保護(hù)，如縱向撕裂、斷帶、速度控制、低速打滑、膠帶跑偏、溫度、煙霧、煤位、超溫灑水等具有足夠的輸入輸出接口，還有許多備用輸出接口，但是不具備遠(yuǎn)程監(jiān)控能力，也沒有相應(yīng)的備用通信端口。因此該礦提出了對(duì)該電控箱增加遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的改造方案，即采用具有以太網(wǎng)通信功能的PLC實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、快速、大量的傳輸，達(dá)到對(duì)井下膠帶輸送機(jī)遠(yuǎn)程控制的目的。
1、關(guān)鍵問題及技術(shù)途徑
根據(jù)濱湖礦的計(jì)劃任務(wù)要求和相應(yīng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，需要解決的關(guān)鍵問題及解決問題的技術(shù)途徑綜述如下：
(1)膠帶輸送機(jī)運(yùn)行過程中遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)與上位機(jī)之間的通信問題：組建千兆以太網(wǎng)絡(luò)，對(duì)服務(wù)器設(shè)置一主、一從、一歷史的多服務(wù)器互為備用的配置結(jié)構(gòu)。
(2)膠帶輸送機(jī)運(yùn)行過程中與現(xiàn)場4臺(tái)電控箱之間的實(shí)時(shí)通信：加裝三菱PRO-BUS通信模塊與現(xiàn)場控制柜通信，傳輸速度為500 kbps。
(3)膠帶輸送機(jī)系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制與原控制的沖突問題：設(shè)定就地集控、就地手控、遠(yuǎn)程集控、手動(dòng)控制共4種控制方式，其中在手動(dòng)控制方式下允許原系統(tǒng)的控制有效，另外3種控制方式下只有現(xiàn)系統(tǒng)的控制有效。
(4)上位機(jī)及組態(tài)軟件的運(yùn)行穩(wěn)定性問題：采用高可行性、穩(wěn)定性的INTouch組態(tài)軟件和高性能、抗干擾能力強(qiáng)的工控機(jī)系統(tǒng)，加配UPS供電系統(tǒng)保證服務(wù)器、上位機(jī)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等不會(huì)突然地掉電。
(5)安全生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)記錄及故障處理的問題：編制數(shù)據(jù)報(bào)表及故障報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)時(shí)記錄運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)及故障情況，為以后的故障分析提供強(qiáng)有力的依據(jù)。
2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及功能
2.1硬件系統(tǒng)
上位機(jī)硬件系統(tǒng)是上位機(jī)軟件系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)一套技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行可靠、抗干擾能力強(qiáng)的上位機(jī)硬件系統(tǒng)是保障整個(gè)上位機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。上位機(jī)硬件系統(tǒng)包括工控機(jī)（IBM兼容機(jī)）系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和電源供電系統(tǒng)，如圖l所示。
工控機(jī)系統(tǒng)主機(jī)具有防塵、防震、抗電磁干擾、適應(yīng)惡劣工作環(huán)境等特點(diǎn)。該工控機(jī)CPU為P2.6，內(nèi)存為512 M。這種高性能的配置，不僅是對(duì)西門子S7 - 315 PLC編程、調(diào)試的需要，也為膠帶輸送機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)高效穩(wěn)定的運(yùn)行提供了保證。
現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括：西門子S7 - 315PLC，數(shù)字量輸出與輸入模塊各1塊，CP343 -1以太網(wǎng)卡1塊，光轉(zhuǎn)換器2臺(tái)。
上位機(jī)系統(tǒng)所使用的電源均由l臺(tái)交流參數(shù)穩(wěn)壓器進(jìn)行濾波和穩(wěn)壓，很好地消除了由于膠帶輸送機(jī)啟動(dòng)和停止而造成的電源干擾，保障了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。其中，計(jì)算機(jī)和PI。C還使用了UPS電源，利于停電情況下了解工作狀況、查找事故原因。
2.2軟件系統(tǒng)
軟件運(yùn)行環(huán)境：IPC-610工控機(jī)，2.6 G CPU主頻，512 M內(nèi)存，80 G硬盤，操作系統(tǒng)為Windows2000 Server．組態(tài)軟件為INTouch。
整個(gè)軟件系統(tǒng)分為七個(gè)大項(xiàng)：數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)管理、系統(tǒng)圖形、管理控制、報(bào)表打印、系統(tǒng)查詢、系統(tǒng)組態(tài)。其中：數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)管理在服務(wù)器計(jì)算機(jī)中自動(dòng)地運(yùn)行；數(shù)據(jù)采集是軟件系統(tǒng)的核心功能，它通過以太網(wǎng)采集現(xiàn)場PLC上縱向撕裂、斷帶、速度控制、低速打滑、膠帶跑偏、沿機(jī)拉線、溫度、煙霧、煤位、超溫灑水及故障信息等信號(hào)。其余各項(xiàng)軟件結(jié)構(gòu)如圖2所示。
(1)系統(tǒng)管理軟件：完成口令、時(shí)間的設(shè)置等。通過口令管理，可以使一些重要的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)參數(shù)得到保護(hù)。
(2)系統(tǒng)圖形軟件：用于顯示膠帶運(yùn)行、潤滑泵狀態(tài)、制動(dòng)器狀態(tài)和主電機(jī)狀態(tài)等。膠帶運(yùn)行圖主要顯示膠帶輸送機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)，包括膠帶輸送機(jī)的速度、運(yùn)行的信號(hào)及膠帶張力、煤倉高度等；潤滑泵狀態(tài)圖主要顯示當(dāng)前潤滑系統(tǒng)工作狀況，如潤滑油壓的高低、是否超限等；制動(dòng)器狀態(tài)圖指示抱閘電機(jī)的狀態(tài)；主電機(jī)狀態(tài)圖顯示膠帶輸送機(jī)電機(jī)的溫度、電流、電壓等。
(3)管理控制軟件：包括交接班、PRO- BUS通信、以太網(wǎng)通信和參數(shù)設(shè)置4部分。工人交接班時(shí)要用到交接班管理軟件，由工人輸入自己的班次和密碼，以確認(rèn)交接過程的結(jié)束，形成上一班次的報(bào)表；PRO - BUS通信時(shí)刻監(jiān)視4臺(tái)三菱PLC與PRO-BUS網(wǎng)絡(luò)總線之間的通信狀態(tài)，若發(fā)現(xiàn)故障，則給出報(bào)警；以太網(wǎng)通信檢查西門子PLC與上位機(jī)之間的以太網(wǎng)通信是否正常；參數(shù)設(shè)置包括設(shè)置遠(yuǎn)程的IP及數(shù)據(jù)刷新率等。
(4)報(bào)表打印軟件：包括日?qǐng)?bào)打印和事故刻錄打印，可以打印自系統(tǒng)運(yùn)行以來任何一天的日?qǐng)?bào)數(shù)據(jù)和故障記錄。日?qǐng)?bào)表有每天3個(gè)班的運(yùn)行時(shí)間、班次、日期及膠帶投送情況等，故障記錄有每日的報(bào)警日期、報(bào)警時(shí)間、故障種類等。
(5)系統(tǒng)查詢軟件：包括日?qǐng)?bào)查詢、系統(tǒng)故障、設(shè)備故障查詢。日?qǐng)?bào)查詢可以方便地查詢自系統(tǒng)運(yùn)行以來任何一天的日?qǐng)?bào)數(shù)據(jù)；系統(tǒng)故障查詢是指查詢上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行過程中監(jiān)測到的故障，如打滑、跑偏、潤滑油壓故障等；設(shè)備故障查詢是指查詢由PLC監(jiān)測到的事故報(bào)警信息，如報(bào)警日期、報(bào)警時(shí)間、事故種類等。
(6)系統(tǒng)組態(tài)軟件：包括網(wǎng)卡設(shè)置、模擬量設(shè)置和開關(guān)量設(shè)置。網(wǎng)卡設(shè)置用來設(shè)置以太網(wǎng)的各項(xiàng)參數(shù)的模擬量設(shè)置，包括模擬量序號(hào)、信號(hào)說明、量程上下限、報(bào)警上下限等；開關(guān)量設(shè)置包括開關(guān)量的序號(hào)、信號(hào)說明等。
2.3 系統(tǒng)功能
(1)具有監(jiān)控和保護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)濱湖礦膠帶輸送機(jī)的遠(yuǎn)程集控開車和停車控制、對(duì)跑偏、拉繩、溫度、煙霧、打滑、縱撕等的連續(xù)監(jiān)視。
(2)搭建了高速以太網(wǎng)及PRO- BUS網(wǎng)絡(luò)接口，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)的快速遠(yuǎn)程傳輸。
(3)上位機(jī)可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控、故障報(bào)警、報(bào)表打印及操作口令的設(shè)置等功能，還可以顯示膠帶機(jī)運(yùn)行圖（包括膠帶的投送、膠帶速度和速度曲線圖、開車方式、潤滑油壓、煤位及打滑情況等）。
3、結(jié)語
濱湖礦井下膠帶輸送機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)較好地實(shí)現(xiàn)了對(duì)井下膠帶電控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)事故并對(duì)事故進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的監(jiān)控。該系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明其設(shè)計(jì)合理，工作穩(wěn)定可靠，可以長時(shí)間地運(yùn)行，軟件操作簡單，便于維護(hù)。
