一種基于Web組態(tài)技術(shù)的安全生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)

羅海英

中國人民解放軍94070部隊 陜西 710014

0 引言

目前，我國的煤礦安全生產(chǎn)信息主要來自于KJ4及其升級版本KJ2000N安全監(jiān)控系統(tǒng)和人工巡查、匯報。監(jiān)控系統(tǒng)的信息在大屏上以表格的形式顯示，顯示方式單一、不直觀，維護十分不便。由于顯示信息不能發(fā)布，礦內(nèi)決策層及相關(guān)職能科室無法方便、及時、全面地了解井下安全、生產(chǎn)及工礦運轉(zhuǎn)信息，不便于生產(chǎn)調(diào)度的指揮，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求，建設(shè)一個現(xiàn)代化的安全生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)勢在必行。

本文一種基于 Web組態(tài)技術(shù)的安全生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)就是在此應(yīng)用背景下設(shè)計開發(fā)的一套綜合了先進(jìn)的Internet、數(shù)據(jù)庫、XML及Web組態(tài)等技術(shù)的信息系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)服務(wù)層由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、視頻服務(wù)器統(tǒng)組成，實現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲以及交換；業(yè)務(wù)邏輯層由Web服務(wù)器組成，實現(xiàn)系統(tǒng)的事務(wù)處理邏輯；表示層由客戶機、多路視頻控制器及顯示設(shè)備組成，實現(xiàn)系統(tǒng)的顯示邏輯。

基于 Web組態(tài)技術(shù)的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及硬件構(gòu)成如圖1所示。

1 總體結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)硬件

通過對現(xiàn)有的文獻(xiàn)研究和目前的實際應(yīng)用的調(diào)查研究得知，曾經(jīng)具有革命性意義的C/S兩層結(jié)構(gòu)，由于其安裝配置繁瑣、無法滿足大量用戶同時訪問等問題，已經(jīng)無法滿足目前用戶的需求以及信息系統(tǒng)開發(fā)的需要。

因此，本文一種基于Web組態(tài)技術(shù)的安全生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)三層體系結(jié)構(gòu)，在邏輯上將系統(tǒng)劃分為表示層，業(yè)務(wù)邏輯層，數(shù)據(jù)服務(wù)層。按照功能系統(tǒng)被劃分為表示、業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)三個部分，分別放置在相同或不同的硬件平臺上，實現(xiàn)應(yīng)用邏輯被所有用戶共享。

圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及硬件構(gòu)成

井下采用光纖環(huán)網(wǎng)，負(fù)責(zé)把各傳感器采集到的安全、工礦數(shù)據(jù)傳送到地面通風(fēng)調(diào)度中心。由通風(fēng)調(diào)度中心的KJ2000N安全監(jiān)控系統(tǒng)對井下采集到的全部安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及存儲。最后由生產(chǎn)調(diào)度中心的Web服務(wù)器實現(xiàn)對實時數(shù)據(jù)的遴選，生產(chǎn)調(diào)度中心根據(jù)實際生產(chǎn)的要求選擇所需顯示的安全生產(chǎn)信息及工礦設(shè)備運轉(zhuǎn)信息，最終實現(xiàn) Web組態(tài)發(fā)布。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計

基于 Web組態(tài)技術(shù)的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是在.NET平臺上開發(fā)并運行的，操作系統(tǒng)采用Windows Server 2003，選擇 IIS 6.0作為本系統(tǒng)的 Web 服務(wù)器。數(shù)據(jù)庫采用 SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫平臺，利用ADO.NET技術(shù)連接。煤礦工礦設(shè)備運轉(zhuǎn)畫面及安全生產(chǎn)信息顯示部分采用交互圖形開發(fā)平臺Visual Graph實現(xiàn)。

2.1 Web組態(tài)解決方案

本系統(tǒng)采用基于ActiveX的交互圖形開發(fā)平臺Visual Graph作為Web發(fā)布的解決方案，其發(fā)布體系結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 基于ActiveX的組態(tài)web發(fā)布體系結(jié)構(gòu)

基于ActiveX方法的組態(tài)發(fā)布使煤礦決策層及各個科室可以通過瀏覽器查看組態(tài)運行畫面，了解實時工業(yè)現(xiàn)場情況。但ActiveX方法中存在系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理邏輯和頁面顯示邏輯都集中在一個ASP頁面中，程序復(fù)雜、代碼量大的缺陷。因此，本系統(tǒng)利用 ASP.NET將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理邏輯和頁面顯示邏輯分離，從而有效的解決了這一問題。

Visual Graph交互圖形開發(fā)平臺提供功能了強大的ActiveX核心組件，同時支持IE瀏覽器的嵌入。Visual Graph全部系統(tǒng)打包后只有 300K大小，所以特別適合本系統(tǒng)在WEB上開發(fā)的B/S架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。

2.2 數(shù)據(jù)采集與處理

本系統(tǒng)的信息采集程序采用Visual Basic語言開發(fā)，運行于系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯層的Web服務(wù)器上，通過SQL方式向數(shù)據(jù)庫服務(wù)器提出數(shù)據(jù)處理申請，并實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的訪問。采集程序?qū)@得的開關(guān)量與模擬量更新數(shù)據(jù)分別存儲于在本地ACCESS數(shù)據(jù)庫的不同表中，最終生成XML文本文件供Visual Graph中的GetXml()訪問。

另外本系統(tǒng)的信息采集程序還根據(jù)煤礦生產(chǎn)的需求，實現(xiàn)了皮帶開停累計時間計數(shù)，瓦斯日最大值及均值的統(tǒng)計以及當(dāng)前班次產(chǎn)量統(tǒng)計等功能，最終通過Visual Graph元件發(fā)布在Web頁面上。

2.3 Visual Graph設(shè)計

Visual Graph提供一個基本圖形單元類——IUnit，及其四個繼承子類：IElement元件單元類、IText 文字單元類、IShape 形狀單元類和ILine 線條單元類。本系統(tǒng)用這些基本圖形類，通過賦予元件新的Value屬性和SetValue方法，并編寫VG腳本語言程序，制作了新的煤礦元件類。工作人員利用煤礦元件類中的元件，就能根據(jù)煤礦生產(chǎn)的實際情況，方便的畫出生產(chǎn)調(diào)度所需的組態(tài)圖形。煤礦元件類圖形建模的過程示意圖如圖3所示。

圖3 煤礦元件類的建立

本系統(tǒng)中的煤炭元件類元件庫中包括：

(1) 皮帶元件、主扇元件、水泵元件、壓風(fēng)機元件等開停設(shè)備，用以模擬煤礦生產(chǎn)中工礦設(shè)備的開停。

(2) 瓦斯顯示欄，風(fēng)速顯示欄，皮帶累計開停時間顯示欄等模擬量顯示元件，用于展示煤礦安全生產(chǎn)、產(chǎn)量統(tǒng)計等數(shù)字信息。

為了獲得實時數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)在Visual Graph的頁面里放一個數(shù)據(jù)刷新元件。在數(shù)據(jù)刷新元件的OnTimer()事件里面，通過GetURL()方法向服務(wù)器請求數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)獲取之后，通過Visual Graph語言改變圖形頁面中各元件的屬性，實現(xiàn)元件狀態(tài)的更新。最后通過在ActiveX控件中加載相應(yīng)的組態(tài)文件，實現(xiàn)了組態(tài)的Web發(fā)布。

3 結(jié)論與展望

基于 Web組態(tài)技術(shù)的安全生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)中所有工礦機電設(shè)備的開停狀態(tài)均以動畫形式表示，且動畫界面中各工礦設(shè)備位置安排與現(xiàn)場實際情況相同。隨著煤礦井下采面的不斷變化，本系統(tǒng)組態(tài)發(fā)布界面的更新十分簡便，各種設(shè)備元件類都已經(jīng)過封裝，工作人員只需從元件庫中選擇相應(yīng)元件添加到界面或者直接從界面上刪除元件，新添加的元件只需賦予其井下對應(yīng)傳感編號即可直接運行，無需更改后臺源代碼，維護簡便，安全而高效。

[1] 于洪珍,陳力軍.礦山多媒體光纖工業(yè)電視安全監(jiān)測系統(tǒng)[J].有色設(shè)備.1996.

[2] 陶建平.礦井提升機的監(jiān)控與監(jiān)視[J].中州煤炭.1995.

[3] 劉富強,張曉強.多媒體計算機技術(shù)在礦山監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[M].北京：煤炭工業(yè)出版社.1998.

[4] 吳雪陽,王洪強,陳英武.信息系統(tǒng)三層結(jié)構(gòu)及其實現(xiàn)技術(shù)[J].電腦與信息技術(shù).1999.

[5] 范振鈞.基于ASP. net 的三層結(jié)構(gòu)實現(xiàn)方法研究[J].計算機科學(xué).2007.

[6] 張利,馬馥婷,張立勇等.基于ActiVeX的Web組態(tài)軟件及其瀏覽器的研究[J].儀器儀表學(xué)報. 2007.

[7] 陳江恒,戴青云,王樹輝等.組態(tài)軟件的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].河北企業(yè).2008.