基于Fameview軟件的礦山自動(dòng)化系統(tǒng)集成

段銀聯(lián)， 劉少杰 ， 梁燕紅

（1. 山東黃金礦業(yè)（萊州）有限公司 三山島金礦，山東 萊州 261440；2. 東方電子股份有限公司，山東 煙臺(tái) 264000）

1 引言

隨著工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，礦山建設(shè)已朝著現(xiàn)代化、智能化、智慧化方向發(fā)展。礦山建設(shè)不斷與人工智能、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、機(jī)器智能裝備等現(xiàn)代化技術(shù)深度融合，形成數(shù)據(jù)互聯(lián)互通、實(shí)時(shí)感知、虛擬車間、智能系統(tǒng)自主學(xué)習(xí)、云計(jì)算和深度挖掘等一系列智能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從礦石流和業(yè)務(wù)流的智能智慧化運(yùn)行［1］。

然而，各種自動(dòng)化數(shù)據(jù)的集成是智能化運(yùn)行的基礎(chǔ)。如何將不同廠家的設(shè)備軟件接口標(biāo)準(zhǔn)化，使其之間的數(shù)據(jù)交換簡(jiǎn)單化，一直以來是綜合管控平臺(tái)的熱點(diǎn)問題。

2 Fameview 簡(jiǎn)介

Fameview 組態(tài)軟件系統(tǒng)是基于 Windows 操作系統(tǒng)平臺(tái)開發(fā)的組態(tài)監(jiān)控軟件。已經(jīng)被應(yīng)用于冶金、化工、電力、配電等各個(gè)行業(yè)，適合大中小型自動(dòng)化項(xiàng)目的應(yīng)用。其運(yùn)行穩(wěn)定、簡(jiǎn)單易用、功能強(qiáng)大，能為用戶提供經(jīng)濟(jì)完善的工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控解決方案，具有通信速度極快，批量讀、寫的特點(diǎn)。同時(shí)Fameview 軟件能使不同供應(yīng)廠商的設(shè)備和應(yīng)用程序之間的軟件接口標(biāo)準(zhǔn)化，使數(shù)據(jù)交換簡(jiǎn)單化［2］。

3 采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該大型礦山已搭建提升自動(dòng)化系統(tǒng)、排水自動(dòng)化系統(tǒng)、充填自動(dòng)化系統(tǒng)、變配電自動(dòng)化系統(tǒng)、電機(jī)車無人駕駛系統(tǒng)、選礦自動(dòng)化系統(tǒng)、通風(fēng)自動(dòng)化系統(tǒng)、壓風(fēng)自動(dòng)化系統(tǒng)等一些列系統(tǒng)［3］。各個(gè)系統(tǒng)運(yùn)用的控制系統(tǒng)不同，如何將所有的自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行集成，統(tǒng)一到一個(gè)平臺(tái)進(jìn)行展示，許多軟件都能夠完成常規(guī)協(xié)議的通訊，但對(duì)于電力行業(yè)的IEC60870-5-104 規(guī)約，無法滿足通訊要求。在不斷的測(cè)試后，最終確定采用Fameview 軟件（見圖1）。

圖1 自動(dòng)化采集系統(tǒng)

4 實(shí)現(xiàn)方案

4.1 底層采集

選礦自動(dòng)化系統(tǒng)：工藝流程較為復(fù)雜，包括破碎、磨礦分級(jí)、浮選、壓濾和尾礦處理等工藝過程，該系統(tǒng)含有的PLC 控制系統(tǒng)也較多。已在選礦車間搭建了Kepware 數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，Kepware 軟件和Fameview 軟件的數(shù)據(jù)傳輸采用UA 通訊協(xié)議。

充填自動(dòng)化系統(tǒng)：包括2 個(gè)充填站，采用GE PLC 進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制，F(xiàn)ameview 組態(tài)軟件和該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸采用GE-TCP IP 通訊協(xié)議。

井下自動(dòng)化排水系統(tǒng)：有4 個(gè)泵房，4 個(gè)泵房均采用西門子1500 PLC 進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制，F(xiàn)ameview組態(tài)軟件和該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸采用S7TCP 通訊協(xié)議。

通風(fēng)自動(dòng)化系統(tǒng)：有3 個(gè)礦區(qū)，3 個(gè)系統(tǒng)采用西門子1500 PLC 進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制，F(xiàn)ameview 組態(tài)軟件和該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸采用S7TCP 通訊協(xié)議。

壓風(fēng)自動(dòng)化系統(tǒng)：有2 個(gè)空壓機(jī)站，2 個(gè)空壓機(jī)站均采用西門子1500 PLC 進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制，F(xiàn)ameview 組態(tài)軟件和該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸采用S7TCP 通訊協(xié)議。

提升自動(dòng)化系統(tǒng)：有7 條提升機(jī)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)PLC 的不同，選用的通訊驅(qū)動(dòng)不同，共有兩種驅(qū)動(dòng)，分別為：S7TCP 和MB_TCPIP 通訊協(xié)議。

電機(jī)車無人駕駛系統(tǒng)：采用西門子300 PLC 進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制，F(xiàn)ameview 組態(tài)軟件和電機(jī)車無人駕駛系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸采用S7TCP 通訊協(xié)議。

變配電自動(dòng)化綜合管理平臺(tái)：采用IEC61850 104 規(guī)約，選用IEC 104 通訊協(xié)議。

4.2 數(shù)據(jù)交互

系統(tǒng)采集完成后，通過Kepware 組態(tài)軟件的UA 通訊與綜合調(diào)度平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。配置如下（見圖2）。

圖2 Fameview 軟件UA 服務(wù)器設(shè)置

設(shè)置OPCUA 服務(wù)器：選擇本地網(wǎng)址Localhost，安全認(rèn)證選擇None，端口號(hào)為5018，OPC UA 服務(wù)器地址空間支持節(jié)點(diǎn)對(duì)象：AI、AO、AR、DI、DO、DR、VA、VD、VT、DT 和自定義對(duì)象（見圖3）。

啟動(dòng)OPCUA 服務(wù)器：在“我的系統(tǒng).設(shè)置”中，點(diǎn)擊啟動(dòng)任務(wù)，在啟動(dòng)系統(tǒng)任務(wù)中選擇序號(hào)“30.OPCUA 服務(wù)器”，點(diǎn)擊確定。這樣，OPCUA 服務(wù)已啟動(dòng)。

啟動(dòng)完成后，可以采用本軟件自帶的OPCUA客戶端進(jìn)行測(cè)試配置是否成功。

點(diǎn)擊AI、AO、AR、DI、DO、DR、VA、VD、VT、DT 和自定義對(duì)象，可以繼續(xù)配置所需要的數(shù)據(jù)變量（見圖4）。

圖3 Fameview 運(yùn)行數(shù)據(jù)庫

圖4 變量配置

4.3 應(yīng)用建設(shè)

該礦數(shù)據(jù)資產(chǎn)梳理依據(jù)行業(yè)管理特點(diǎn)，針對(duì)全礦地質(zhì)、生產(chǎn)、安全、裝備、人力、財(cái)務(wù)六大主題開展全面的數(shù)據(jù)治理工作，完成大數(shù)據(jù)湖建設(shè)工作。完成336 個(gè)核心業(yè)務(wù)對(duì)象，698 條管理信息數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，25000 條自動(dòng)化控制信息數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，245 張邏輯實(shí)體表的數(shù)據(jù)治理量。

將大數(shù)據(jù)湖里跨領(lǐng)域的物資耗用數(shù)據(jù)、設(shè)備管理數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、工業(yè)自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)、變配電數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和匯聚，通過FineBI 可視化工具，將該礦能耗綜合狀況、重點(diǎn)設(shè)備能耗、用電峰平谷、大宗物資消耗、設(shè)備單耗分析進(jìn)行可視化展示、多維度分析，為決策者管理層提供依據(jù)（見圖5）。

圖5 可視化展示畫面

5 結(jié)論

本文以某礦山搭建的全部自動(dòng)化系統(tǒng)為研究對(duì)象，根據(jù)系統(tǒng)集成需求，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行全面考慮，建立一套標(biāo)準(zhǔn)化的采集架構(gòu)［4］。該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)跟蹤與監(jiān)控，解決了各個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的“信息孤島”問題 ，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)自動(dòng)化與生產(chǎn)管理系統(tǒng)、調(diào)度管控系統(tǒng)的有機(jī)融合和信息交互，具有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和推廣價(jià)值［5］。