世紀(jì)星組態(tài)軟件在礦山系統(tǒng)中的應(yīng)用

一、概述
　　隨著工業(yè)自動(dòng)化控制水平的提高，每個(gè)行業(yè)的廠家都競相投入先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備以求在市場競爭中取得優(yōu)勢(shì)。煤炭行業(yè)作為一項(xiàng)支柱產(chǎn)業(yè)同樣面臨著這一挑戰(zhàn)，再加上煤礦井下生產(chǎn)環(huán)境十分惡劣，許多崗位不宜人工值守，監(jiān)控系統(tǒng)在該環(huán)節(jié)的投入勢(shì)在必行。膠帶運(yùn)輸是煤礦生產(chǎn)中十分重要的環(huán)節(jié)，任何一種操作都至關(guān)重要，因此應(yīng)用在監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控系統(tǒng)的性能必須成熟且可靠。　
二、監(jiān)控設(shè)備
　　某礦井下受監(jiān)控設(shè)備有：三條膠帶----東翼膠帶，中央主膠帶，西翼膠帶。各膠帶對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)煤倉，配倉刮板機(jī)，伺服電機(jī)。需要的監(jiān)測(cè)信號(hào)主要有：各膠帶當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息值，配倉刮板機(jī)的運(yùn)行情況，如當(dāng)前膠帶起停信息、膠帶帶速、膠帶伺服電機(jī)電流，還有一些故障信息如膠帶跑偏、堵塞、打滑等。需要的控制信號(hào)有：系統(tǒng)起車停車，單臺(tái)設(shè)備起停車，手動(dòng)自動(dòng)選擇，以及某些故障信號(hào)的解鎖恢復(fù)等。控制中心設(shè)在地面，配合工業(yè)電視和通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)井下膠帶監(jiān)控。

三、監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　整個(gè)系統(tǒng)可分為兩層：監(jiān)控管理層和現(xiàn)場測(cè)控層，監(jiān)控管理層由兩臺(tái)本地節(jié)點(diǎn)的上位機(jī)和數(shù)臺(tái)遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)的客戶機(jī)共同組成C/S結(jié)構(gòu)。本地節(jié)點(diǎn)的上位機(jī)配有CP5613現(xiàn)場總線接口卡，它可從Profibus-S7現(xiàn)場總線中獲取PLC等數(shù)據(jù)采集設(shè)備中的數(shù)據(jù)。為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，系統(tǒng)運(yùn)用了雙機(jī)冗余，將另一臺(tái)工控機(jī)通過同樣的現(xiàn)場總線接口卡CP5613與現(xiàn)場總線相連，若其中一臺(tái)工控機(jī)發(fā)生故障，另一臺(tái)可繼續(xù)運(yùn)行。各客戶端工作站，亦稱為遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，配有相同世紀(jì)星監(jiān)控軟件，通過世紀(jì)星監(jiān)控軟件本身的網(wǎng)絡(luò)特性向本地節(jié)點(diǎn)存取設(shè)備的數(shù)據(jù)。
　　現(xiàn)場測(cè)控層由PLC及其所連接的膠帶信息測(cè)控設(shè)備構(gòu)成，PLC負(fù)責(zé)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和設(shè)備控制。本系統(tǒng)采用西門子公司300系列的PLC。CPU315-2DP集成了PROFIBUS- DP現(xiàn)場總線接口裝置。分布式I/O系統(tǒng)在現(xiàn)場運(yùn)行，并采用ET200通訊模塊與PROFIBUS- DP相連接。 I/O模塊下的執(zhí)行器和傳感器連接到現(xiàn)場設(shè)備，I/O模塊按主/從模式向現(xiàn)場設(shè)備提供輸出數(shù)據(jù)并向CPU或上位機(jī)饋送輸入數(shù)據(jù)。
　　上位機(jī)的世紀(jì)星監(jiān)控組態(tài)軟件采用Profibus-S7驅(qū)動(dòng)程序從Profibus-S7總線上獲取PLC數(shù)據(jù)，完成設(shè)備監(jiān)測(cè)和控制。
四、監(jiān)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)
　　軟件結(jié)構(gòu)部分包括Windows2000 操作系統(tǒng)、下位機(jī)編程軟件、上位機(jī)監(jiān)控軟件。
1、下位機(jī)編程軟件
　　PLC程序的編制在上位機(jī)中完成，本系統(tǒng)采用SIMATIC S7-300的配套編程工具STEP7完成硬件組態(tài)、參數(shù)設(shè)置、編程、測(cè)試、調(diào)試和文檔處理。通常，用戶程序由組織塊（OB）、功能塊(FB、FC)、數(shù)據(jù)塊（DB）構(gòu)成。其中，OB是系統(tǒng)操作程序與應(yīng)用程序在各種條件下的接口界面，用于控制程序的運(yùn)行。功能塊(FB、FC)是用戶子程序。數(shù)據(jù)塊（DB）是用戶定義的用于存取數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)，本系統(tǒng)中它是上位機(jī)監(jiān)控軟件與STEP7程序的數(shù)據(jù)接口點(diǎn)。在PROFIBUS-S7中配置與其相對(duì)應(yīng)的DB塊就可實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與STEP7程序的數(shù)據(jù)接口。
2、上位機(jī)監(jiān)控軟件
　　《世紀(jì)星》組態(tài)軟件是由北京世紀(jì)佳諾科技有限公司開發(fā)的基于 Windows 98/NT/2000 的大型應(yīng)用軟件，它集控制技術(shù)、人機(jī)界面技術(shù)、圖形技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一身，包含動(dòng)態(tài)顯示、報(bào)警、趨勢(shì)、控制策略、控制網(wǎng)絡(luò)通信等組件，提供一個(gè)友好的用戶界面，使用戶可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要生成相應(yīng)應(yīng)用軟件。
3、 圖形界面開發(fā)程序
　　圖形界面開發(fā)程序由《世紀(jì)星》開發(fā)系統(tǒng)（CSMaker）和《世紀(jì)星》運(yùn)行系統(tǒng)（CSViewer）組成。 畫面編輯應(yīng)用程序提供需要制作實(shí)時(shí)畫面的所有功能，如圖形、文字、數(shù)據(jù)、動(dòng)畫和圖表工具，用戶可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要進(jìn)行畫面組織。畫面顯示給用戶提供命令與圖建立聯(lián)系，用戶可使用各種各樣的方法進(jìn)行畫面的操作。本系統(tǒng)中開發(fā)的主要畫面有：
　　（1）狀態(tài)顯示畫面
　　狀態(tài)顯示畫面主要顯示各膠帶當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息值，如當(dāng)前膠帶帶速、儲(chǔ)煤倉的倉位以及一些故障信息，如膠帶跑偏、堵塞、打滑等，并可用不同的顏色來表示當(dāng)前狀態(tài)為正常還是異常。
　　在該畫面中還包含單臺(tái)設(shè)備控制子畫面。盡管系統(tǒng)起停關(guān)系已經(jīng)在STEP7中進(jìn)行組態(tài)編程，但是在某些情況下還需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行單臺(tái)控制。在畫面中點(diǎn)擊相應(yīng)設(shè)備按鈕就可對(duì)該設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)控制。數(shù)據(jù)被寫回到現(xiàn)場過程硬件中從而進(jìn)行控制操作。
　　（2）實(shí)時(shí)報(bào)警處理
　　對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并按技術(shù)要求進(jìn)行處理并自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)備控制，如對(duì)膠帶故障信號(hào)的解鎖及其恢復(fù)等。
　　（3）報(bào)表打印
　　利用世紀(jì)星的DDE功能開發(fā)出實(shí)時(shí)報(bào)表并具有隨時(shí)打印功能。
　　（4） 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線顯示
　　監(jiān)視設(shè)備重要參數(shù)的變化趨勢(shì)曲線，從而可以了解設(shè)備在一段時(shí)間的運(yùn)行狀況。
　　（5）歷史趨勢(shì)畫面。
　　功能與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線類似，只是它顯示的是過去一段時(shí)間設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)值