基于King View(组态王)的矿井泵房监控系统

摘要:为了确保煤矿安全生产、提高劳动效率,矿井泵房视频监控系统得到了愈来愈广泛的应用。文章采用组态软件King View(组态王)构建了矿井泵房监控系统,通过实施动态监控,保障井下作业人员的人身安全,为科学决策提供了直观、可靠的手段。

关键词:组态王;矿井泵房;监控系统;动态监控;煤矿安全

中图分类号:TD441文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)12-0046-02

煤矿具有生产环节多、大型机电设备多、环境条件恶劣等特点,容易出现突发性事故。为了确保煤矿安全生产、提高劳动效率、节约成本,监控系统在煤矿得到愈来愈广泛的应用。矿井泵房的视频监控系统,可以通过检测水仓水位和其它参数,控制水泵轮流工作与适时启动备用泵,合理调度排水泵运行;还可以通过图形、图像、数据、文字等方式在触摸屏上动态监控,以直观、形象、实时地反映系统工作状态以及水仓水位、电机工作电流、电机温度、轴承温度、排水管流量等参数,并通过通讯模块与综合监测监控主机实现数据交换。整个系统对及时发现问题和故障,保障井下作业人员的人身安全,防患于未然,为安全生产、组织计划、协调控制、科学决策提供了直观、可靠的手段。

一、系统概述

矿井泵房监控系统,鉴于PLC的先进性和可靠性,对矿井泵房排水泵及其附属的抽真空系统与管道电动阀门等装置实施了PLC自动控制及运行参数自动检测、动态显示,并将数据传送到地面生产调度中心,进行实时监测及报警显示。整个矿井泵房监控系统由数据自动采集、自动轮换工作、自动控制、动态显示及故障记录报警和通讯接口等5个部分组成。

二、系统组成

本文主要研究的是矿井泵房监控系统中,数据收集处理、远程监视和数据转发的快速响应/控制中心,其他如PLC控制、通讯接口等就不再详尽讲述了。

King View(组态王)是安装于PC机的工控系统监控设计软件,可运行于WindowsXP环境下,具有Windows的图形功能完备、界面一致性好和易学易用等特点。它是将处于运行状态的监控组态软件――与各种控制、检测设备(如PLC、智能仪表、DCS等)共同构成的快速响应/控制中心。控制方案和算法一般在设备上组态并执行,也可以在PC上组态然后下装到设备中执行,根据设备的具体要求而定。该系统的人机界面包括水泵的运行状况、参数、曲线、报表、故障等信息。界面上控制按钮可以设置权限,具有操作权限的用户才可通过这些按钮发出控制命令,下位机解析这些命令,并控制水泵的运行。

三、矿井监控系统的设计

(一)工程的建立

应用King View(组态王)组态软件设计监控画面,首先,应采用组态王工程管理器创建一个工程,组态王工程管理器的主要作用是为用户集中管理本机上的组态王工程。工程管理器的主要功能包括:新建、删除工程,对工程重命名,搜索组态王工程,修改工程属性,工程的备份、恢复,数据词典的导入导出,切换到组态王的开发或运行环境等。

(二)创建组态画面

进入组态王开发系统后,就可以建立数目不限的画面,在每个画面上生成互相关联的静态或动态图形对象。这些画面都是由“组态王”提供的类型丰富的图形对象组成的。“组态王”采用面向对象的编程技术,使用户可以方便地建立画面的图形界面。用户构图时可以像搭积木那样利用系统提供的图形对象完成画面的生成。同时支持画面之间的图形对象拷贝,可重复使用以前的开发结果。

(三)建立逻辑设备

组态王把那些需要与之交换数据的设备或程序都作为外部设备。外部设备包括:下位机(PLC、仪表、模块、板卡、变频器等),它们一般通过串行口和上位机交换数据;其他Windows应用程序,它们之间一般通过DDE交换数据;外部设备还包括网络上的其他计算机。只有在定义了外部设备之后,组态王才能通过I/O变量和它们交换数据。为方便定义外部设备,组态王设计了“设备配置向导”引导用户一步一步完成设备的连接。本文使用三菱FX系列的PLC和组态王通信,PLC连接在计算机的COM1口。

(四)创建变量

在工程浏览器中左边的目录树中选择“数据词典”项,右侧的内容显示区会显示当前工程中所定义的变量。双击“新建”图标,弹出“定义变量”属性对话框。组态王的变量属性由基本属性、报警配置、记录配置三个属性页组成。

(五)建立动画连接

所谓定义动画连接是指在画面的图形对象与数据库的数据变量之间建立一种关系,当变量的值改变时,在画面上以图形对象的动画效果表示出来;或者由软件使用者通过图形对象改变数据变量的值。组态王给图形对象定义动画连接是在“动画连接”对话框中进行的。图形对象可以按动画连接的要求改变颜色、尺寸、位置、填充百分数等,一个图形对象又可以同时定义多个连接。把这些动画连接组合起来,应用程序将呈现出我们设想的图形动画效果。

(六)后台语言

整个监控画面,要能按照我们设计的要求运行监控,除了完成上述的设置,还需编写后台命令语言才能完成。组态王中的命令语言是一种在语法上类似于C语言的程序,它能增加应用程序的灵活性、处理一些算法和操作等。根据事件和功能的不同,命令语言包括应用程序命令语言、热键命令语言、事件命令语言、数据改变命令语言、自定义函数命令语言、动画连接命令语言和画面命令语言等。组态王中命令语言具有完备的词法语法查错功能和丰富的运算符、数学函数、字符串函数、控件函数、SQL函数和系统函数,各种命令语言通过“命令语言编辑器”编辑输入,在“组态王”运行系统中被编译执行。

四、结语

随着技术的进步和矿业企业自动化程度的提高,监控系统技术已逐渐渗透到采矿、挖掘机械、运输等各个环节,在煤矿安全生产、高产高效以及防灾减灾中发挥了重要作用。与此同时,监控系统又是一个非常复杂的技术系统,涉及计算机、传感器、光电、工业电视、光纤网络和通讯技术,还在不断进步和改善中的高性能计算机煤矿监控系统的应用应该具有更广阔的前景。

参考文献

[1]丁恩杰,马方清.监控系统与现场总线[M].中国矿业大学出版社,2003.

[2]张国盛,林安栋.矿井监测监控系统的发展历史及趋势[J].煤炭技术,2009,28(2).

[3]李利青,等.PLC在矿井主排水系统自动化平台及远程监控系统的应用[J].煤,2008,17(10).

作者简介:余芬 (1982-),女,江苏常州人,常州轻工职业技术学院电子电气工程系助理实验师,维修电工技师,研究方向:控制工程。