一种基于Web组态技术的安全生产调度系统

罗海英

中国人民解放军94070部队 陕西 710014

0 引言

目前，我国的煤矿安全生产信息主要来自于KJ4及其升级版本KJ2000N安全监控系统和人工巡查、汇报。监控系统的信息在大屏上以表格的形式显示，显示方式单一、不直观，维护十分不便。由于显示信息不能发布，矿内决策层及相关职能科室无法方便、及时、全面地了解井下安全、生产及工矿运转信息，不便于生产调度的指挥，已经远远不能适应现代化生产的要求，建设一个现代化的安全生产调度系统势在必行。

本文一种基于 Web组态技术的安全生产调度系统就是在此应用背景下设计开发的一套综合了先进的Internet、数据库、XML及Web组态等技术的信息系统。

数据服务层由数据库服务器、视频服务器统组成，实现系统的数据存储以及交换；业务逻辑层由Web服务器组成，实现系统的事务处理逻辑；表示层由客户机、多路视频控制器及显示设备组成，实现系统的显示逻辑。

基于 Web组态技术的煤矿安全生产监控系统网络拓扑结构及硬件构成如图1所示。

1 总体结构及系统硬件

通过对现有的文献研究和目前的实际应用的调查研究得知，曾经具有革命性意义的C/S两层结构，由于其安装配置繁琐、无法满足大量用户同时访问等问题，已经无法满足目前用户的需求以及信息系统开发的需要。

因此，本文一种基于Web组态技术的安全生产调度系统三层体系结构，在逻辑上将系统划分为表示层，业务逻辑层，数据服务层。按照功能系统被划分为表示、业务和数据三个部分，分别放置在相同或不同的硬件平台上，实现应用逻辑被所有用户共享。

图1 系统网络拓扑结构及硬件构成

井下采用光纤环网，负责把各传感器采集到的安全、工矿数据传送到地面通风调度中心。由通风调度中心的KJ2000N安全监控系统对井下采集到的全部安全生产数据进行处理及存储。最后由生产调度中心的Web服务器实现对实时数据的遴选，生产调度中心根据实际生产的要求选择所需显示的安全生产信息及工矿设备运转信息，最终实现 Web组态发布。

2 系统软件设计

基于 Web组态技术的煤矿安全生产监控系统是在.NET平台上开发并运行的，操作系统采用Windows Server 2003，选择 IIS 6.0作为本系统的 Web 服务器。数据库采用 SQL Server 2005数据库平台，利用ADO.NET技术连接。煤矿工矿设备运转画面及安全生产信息显示部分采用交互图形开发平台Visual Graph实现。

2.1 Web组态解决方案

本系统采用基于ActiveX的交互图形开发平台Visual Graph作为Web发布的解决方案，其发布体系结构图如图2所示。

图2 基于ActiveX的组态web发布体系结构

基于ActiveX方法的组态发布使煤矿决策层及各个科室可以通过浏览器查看组态运行画面，了解实时工业现场情况。但ActiveX方法中存在系统数据处理逻辑和页面显示逻辑都集中在一个ASP页面中，程序复杂、代码量大的缺陷。因此，本系统利用 ASP.NET将系统的数据处理逻辑和页面显示逻辑分离，从而有效的解决了这一问题。

Visual Graph交互图形开发平台提供功能了强大的ActiveX核心组件，同时支持IE浏览器的嵌入。Visual Graph全部系统打包后只有 300K大小，所以特别适合本系统在WEB上开发的B/S架构网络应用程序。

2.2 数据采集与处理

本系统的信息采集程序采用Visual Basic语言开发，运行于系统业务逻辑层的Web服务器上，通过SQL方式向数据库服务器提出数据处理申请，并实现对数据库的访问。采集程序将获得的开关量与模拟量更新数据分别存储于在本地ACCESS数据库的不同表中，最终生成XML文本文件供Visual Graph中的GetXml()访问。

另外本系统的信息采集程序还根据煤矿生产的需求，实现了皮带开停累计时间计数，瓦斯日最大值及均值的统计以及当前班次产量统计等功能，最终通过Visual Graph元件发布在Web页面上。

2.3 Visual Graph设计

Visual Graph提供一个基本图形单元类——IUnit，及其四个继承子类：IElement元件单元类、IText 文字单元类、IShape 形状单元类和ILine 线条单元类。本系统用这些基本图形类，通过赋予元件新的Value属性和SetValue方法，并编写VG脚本语言程序，制作了新的煤矿元件类。工作人员利用煤矿元件类中的元件，就能根据煤矿生产的实际情况，方便的画出生产调度所需的组态图形。煤矿元件类图形建模的过程示意图如图3所示。

图3 煤矿元件类的建立

本系统中的煤炭元件类元件库中包括：

(1) 皮带元件、主扇元件、水泵元件、压风机元件等开停设备，用以模拟煤矿生产中工矿设备的开停。

(2) 瓦斯显示栏，风速显示栏，皮带累计开停时间显示栏等模拟量显示元件，用于展示煤矿安全生产、产量统计等数字信息。

为了获得实时数据，本系统在Visual Graph的页面里放一个数据刷新元件。在数据刷新元件的OnTimer()事件里面，通过GetURL()方法向服务器请求数据。数据获取之后，通过Visual Graph语言改变图形页面中各元件的属性，实现元件状态的更新。最后通过在ActiveX控件中加载相应的组态文件，实现了组态的Web发布。

3 结论与展望

基于 Web组态技术的安全生产调度系统中所有工矿机电设备的开停状态均以动画形式表示，且动画界面中各工矿设备位置安排与现场实际情况相同。随着煤矿井下采面的不断变化，本系统组态发布界面的更新十分简便，各种设备元件类都已经过封装，工作人员只需从元件库中选择相应元件添加到界面或者直接从界面上删除元件，新添加的元件只需赋予其井下对应传感编号即可直接运行，无需更改后台源代码，维护简便，安全而高效。

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