基于组态软件的系统集成平台的设计与应用

文/李诚诚

1 引言

随着科学技术的不断革新，作为我国的传统工业煤矿工业也不断的发展进步，越来越多的矿井发现自动化和信息化改造对煤矿安全高效生产的好处，煤矿单机自动化监测监控系统不断建设，传感器数据量几何式增加。没有做好统一规划，盲目的建设，近年来不少煤矿暴漏出以下问题：

（1）人员、材料等资源浪费，设备传感器重复安装，通信线路单独敷设不能共用，各系统又配备专业岗位进行管理维护，不仅造成了人力、财力的浪费，还增加了各系统的维护量，进而增加了煤矿安全生产风险点。

（2）各独立自动化系统，各自设计功能，数据不互通，形成“信息孤岛”，矿领导等综合管理人员无法从整体上统一查看各系统运行情况，无法对安全生产信息进行及时有效的调度，不利于煤矿整体资源的调度，难以发挥自动化、信息化改造的最大效益。

（3）各系统数据存储标准、通讯协议均不统一，无法为现在日益发展的工业大数据分析。

本文通过对煤矿系统集成平台的设计与应用，提出了关于矿井综合集成平台的建设规划。

2 系统概述

基于IFIX5.8 组态软件库的强大功能，集成平台具有各控制子系统无缝集成的能力，系统平台要求尽量使用网络通信，用于形成数据传输的网络化标准，提高系统的传输效率和稳定性。系统支持安全监控、人员管理、瓦斯监测、视频监控、配电监测、机电设备监测管理等各种子系统的软件适配。系统架构全开放，扩展能力很强。每接入一个子系统模块，只需要一个适配程序。

图1：系统平台拓扑架构图

3 系统架构

整体网络初步设计为2 台信息层核心交换机、2 台数据库服务器、2 台管控服务器、1台Web 服务器、6 台工业控制电脑、1 台工程师站、1 台隔离网闸、1 台防火墙。如图1所示。

其中管控服务器安装IFIX SCADA 功能软件，用于采集和管理实时过程数据，双击热备。Web 服务器安装IFIX WEBSPACE 功能软件，用于发布软件平台的数据到办公网，发布方式为IE 网页方式。操作员站安装IFIX Client 功能软件用于显示组态界面。工程师站安装IFIX Developer 功能软件用于系统的后期修改维护。

4 系统功能设计

4.1 实现与各子控系统的连接

通过统一的数据平台和OPC 数据接口，实现与矿井人员管理系统、安全监控子系统、工业电视监视系统子系统、电力监测子系统、矿压监测子系统、产量监控子系统、矿用自动防尘喷雾控制子系统、主通风机监控子系统、计算机网络子系统等的连接，实现数据的共享。

4.2 系统图形

通过IFIX 的图形编辑功能，可以绘制或转换CAD 格式的矿井井下巷道图，能把井下监测设备以图元的形式标注到巷道图上。可以实现随时增加和删除。并且可以把绘制好的图形转换为XML 格式，以供Web 访问。

把所有系统所采集到的数据，通过模拟图以图形的形式表现出来。准确的、真实的模拟出监测现场的情况。可以把井下皮带集控系统图、锅炉监测系统图、井下供电监控系统图、井下排水自动控制系统图、工业电视监控系统图、安全生产监测监控系统图、井下人员定位系统图等集成到一张图上。各主要系统图还支持子图功能，图形支持局部放大功能。可以实现报警的图形跟踪。

4.3 数据的处理

实现对实时数据的传输以及和历史数据的处理、显示、记录、打印。并且实现各个子系统相互数据的共享和处理。实现对实时数据和历史数据以C/S 和B/S 模式的查询和打印。支持历史曲线的查询和打印，故障报警分析统计，实时报警故障记录，数据系统分级管理，事件记录，安全认证。

4.4 联动功能

通过统一的数据平台，实现工业视频电视系统与各个子系统的视频联动功能。

5 结语

本文结合煤矿的实际情况，结合组态软件的功能，对系统集成平台进行了设计。目前此平台已经在煤矿得到了良好的应用，系统运行稳定可靠。系统集成平台是煤矿数据采集利用的第一步，是重要的基础平台，平台的架构与设计决定着智慧矿山建设工作的成败。