基于組態軟件的系統集成平臺的設計與應用

文/李誠誠

1 引言

隨著科學技術的不斷革新，作為我國的傳統工業煤礦工業也不斷的發展進步，越來越多的礦井發現自動化和信息化改造對煤礦安全高效生產的好處，煤礦單機自動化監測監控系統不斷建設，傳感器數據量幾何式增加。沒有做好統一規劃，盲目的建設，近年來不少煤礦暴漏出以下問題：

（1）人員、材料等資源浪費，設備傳感器重復安裝，通信線路單獨敷設不能共用，各系統又配備專業崗位進行管理維護，不僅造成了人力、財力的浪費，還增加了各系統的維護量，進而增加了煤礦安全生產風險點。

（2）各獨立自動化系統，各自設計功能，數據不互通，形成“信息孤島”，礦領導等綜合管理人員無法從整體上統一查看各系統運行情況，無法對安全生產信息進行及時有效的調度，不利于煤礦整體資源的調度，難以發揮自動化、信息化改造的最大效益。

（3）各系統數據存儲標準、通訊協議均不統一，無法為現在日益發展的工業大數據分析。

本文通過對煤礦系統集成平臺的設計與應用，提出了關于礦井綜合集成平臺的建設規劃。

2 系統概述

基于IFIX5.8 組態軟件庫的強大功能，集成平臺具有各控制子系統無縫集成的能力，系統平臺要求盡量使用網絡通信，用于形成數據傳輸的網絡化標準，提高系統的傳輸效率和穩定性。系統支持安全監控、人員管理、瓦斯監測、視頻監控、配電監測、機電設備監測管理等各種子系統的軟件適配。系統架構全開放，擴展能力很強。每接入一個子系統模塊，只需要一個適配程序。

圖1：系統平臺拓撲架構圖

3 系統架構

整體網絡初步設計為2 臺信息層核心交換機、2 臺數據庫服務器、2 臺管控服務器、1臺Web 服務器、6 臺工業控制電腦、1 臺工程師站、1 臺隔離網閘、1 臺防火墻。如圖1所示。

其中管控服務器安裝IFIX SCADA 功能軟件，用于采集和管理實時過程數據，雙擊熱備。Web 服務器安裝IFIX WEBSPACE 功能軟件，用于發布軟件平臺的數據到辦公網，發布方式為IE 網頁方式。操作員站安裝IFIX Client 功能軟件用于顯示組態界面。工程師站安裝IFIX Developer 功能軟件用于系統的后期修改維護。

4 系統功能設計

4.1 實現與各子控系統的連接

通過統一的數據平臺和OPC 數據接口，實現與礦井人員管理系統、安全監控子系統、工業電視監視系統子系統、電力監測子系統、礦壓監測子系統、產量監控子系統、礦用自動防塵噴霧控制子系統、主通風機監控子系統、計算機網絡子系統等的連接，實現數據的共享。

4.2 系統圖形

通過IFIX 的圖形編輯功能，可以繪制或轉換CAD 格式的礦井井下巷道圖，能把井下監測設備以圖元的形式標注到巷道圖上。可以實現隨時增加和刪除。并且可以把繪制好的圖形轉換為XML 格式，以供Web 訪問。

把所有系統所采集到的數據，通過模擬圖以圖形的形式表現出來。準確的、真實的模擬出監測現場的情況?？梢园丫缕Ъ叵到y圖、鍋爐監測系統圖、井下供電監控系統圖、井下排水自動控制系統圖、工業電視監控系統圖、安全生產監測監控系統圖、井下人員定位系統圖等集成到一張圖上。各主要系統圖還支持子圖功能，圖形支持局部放大功能。可以實現報警的圖形跟蹤。

4.3 數據的處理

實現對實時數據的傳輸以及和歷史數據的處理、顯示、記錄、打印。并且實現各個子系統相互數據的共享和處理。實現對實時數據和歷史數據以C/S 和B/S 模式的查詢和打印。支持歷史曲線的查詢和打印，故障報警分析統計，實時報警故障記錄，數據系統分級管理，事件記錄，安全認證。

4.4 聯動功能

通過統一的數據平臺，實現工業視頻電視系統與各個子系統的視頻聯動功能。

5 結語

本文結合煤礦的實際情況，結合組態軟件的功能，對系統集成平臺進行了設計。目前此平臺已經在煤礦得到了良好的應用，系統運行穩定可靠。系統集成平臺是煤礦數據采集利用的第一步，是重要的基礎平臺，平臺的架構與設計決定著智慧礦山建設工作的成敗。