摘 要：在礦井提升機工作現(xiàn)場，為了進一步提高電控系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，上位機監(jiān)控系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)要求同步運行。通過實時數(shù)據(jù)通訊，上位機將提升機各部分的實時狀態(tài)和工作情況在人機界面上以文字、圖形和動畫的形式傳遞給提升機操作人員。同時上位機監(jiān)控系統(tǒng)還有數(shù)據(jù)記錄功能，將現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)實時記錄到PC中，方便了提升機的維護。

關(guān)鍵詞：上位機；提升機；監(jiān)控

引言

礦井提升機是煤礦安全生產(chǎn)的重要設備，對煤礦的生產(chǎn)、運輸起著重要作用，因此，安全、可靠、靈活的提升機控制系統(tǒng)顯得至關(guān)重要。為了更直觀的反映提升機系統(tǒng)運行過程狀態(tài)變化，以及報警故障更直接的顯示、反映問題，提升機控制系統(tǒng)引入了上位機系統(tǒng)做監(jiān)控使用，保障安全生產(chǎn)過程實時顯示。

1 上位機的結(jié)構(gòu)和功能

上位機系統(tǒng)的由工控機、UPS電源及通訊模塊等硬件部分和組態(tài)軟件等軟件部分共同組成。提升機電控系統(tǒng)的上位機除了直觀的顯示提升機的運行狀態(tài)和故障記錄功能以外，還要有常用的參數(shù)設定功能。

操作人員通過和上位機給出的提升機運行狀態(tài)和運行曲線的配合來完成提升和下放的任務；當有故障發(fā)生時，故障畫面可以顯示詳細的故障信息并且實時報警；故障記錄畫面可以按時間順序自動記錄下各種故障代碼，便于操作人員完成提升機的維護工作。

2 組態(tài)軟件的選擇

組態(tài)軟件是進行數(shù)據(jù)采集和過程控制的專用軟件，它是為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)控制監(jiān)控系統(tǒng)的軟件工具[1]。Siemens公司的組態(tài)軟件WinCC是Windows Control Center的簡稱。WinCC集成了Microsoft SQL Server數(shù)據(jù)庫，含有多種標準接口可以與自動化系統(tǒng)無縫集成，同時編程系統(tǒng)非常完善[2]。WinCC依靠其集成的ODBC/SQL數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)處理，通過HMI和各種腳本程序來實現(xiàn)對工業(yè)現(xiàn)場的監(jiān)控，并集成了多種通訊協(xié)議來保障監(jiān)控的實時性和準確性。

3 上位機監(jiān)控系統(tǒng)設計

上位機監(jiān)控系統(tǒng)作為人機界面（HMI），要求能夠以動態(tài)的、可視化的界面來反映自動控制任務的工作過程[3]。在提升機的上位機監(jiān)控系統(tǒng)設計中，其軟件設計框圖如圖1所示。為了完成提升機的監(jiān)控任務，上位機的設計思路從系統(tǒng)狀態(tài)、系統(tǒng)故障和重要參數(shù)三個大方面分別設計。系統(tǒng)狀態(tài)是從整體上反映提升機運行狀況的各種參數(shù)，上位機需要實時的將提升機的系統(tǒng)狀態(tài)顯示出來。系統(tǒng)故障是指在上位機中添加提升機的安全回路監(jiān)視以及報警記錄功能。上位機還需要實時連續(xù)記錄一些重要參數(shù)，如變頻器電流、運行速度和生產(chǎn)報表等。

監(jiān)控系統(tǒng)主畫面如圖2所示。上位機監(jiān)控的參數(shù)包括提升行程、提升信號、速度反饋、速度給定、電機軸溫度、電樞電流等。通過對提升行程和速度的實時監(jiān)測來反映提升機的運行狀態(tài)，同時監(jiān)控電樞電流來間接監(jiān)控提升力矩，防止提升過載。如果任意一個監(jiān)控參數(shù)不在正常范圍內(nèi)，則報警模塊立即啟動并發(fā)出聲光報警信號，并配合安全回路實施安全制動，確保系統(tǒng)和人員的安全。

安全回路畫面如圖3所示。上位機通過傳感器監(jiān)測安全回路的實時狀態(tài)，通過安全回路畫面，操作人員可以了解整個安全回路的狀態(tài)，當有安全回路斷開時，可以在上位機畫面中找到故障的原因和位置。

運行曲線畫面如圖4所示，此畫面里添加了速度曲線、電流曲線、形成曲線控件。通過此畫面，可以直觀的看到提升機的運行趨勢。

上位機故障記錄畫面如圖5所示。此畫面通過主控PLC自動判斷提升機故障的故障類型，并且以時間為標簽記錄故障發(fā)生時的重要參數(shù)。

4 結(jié)束語

上位機由工控機等硬件部分和組態(tài)軟件等軟件部分組成，可以實現(xiàn)對提升機的在線監(jiān)控。WinCC作為監(jiān)控系統(tǒng)設計的組態(tài)軟件，完成了提升機上位機監(jiān)控管理系統(tǒng)的設計。上位機通過MPI通訊方式與PLC之間實時數(shù)據(jù)通信，更直觀的展現(xiàn)出了提升機系統(tǒng)提升過程中的數(shù)據(jù)變化。與以往指示燈相比，更容易判斷運行過程中出現(xiàn)的故障，使整個提升過程可視化，將現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)實時記錄到PC中，方便了提升機的維護[4]。

參考文獻

[1]馬國華.監(jiān)控組態(tài)軟件及其應用[M].北京：清華大學出版社，2001.

[2]西門子公司.深入淺出西門子WinCC v6.0[M].北京：北京航空航天大學出版社，2004.

[3]樊曉虹，何鳳有，馬志勛.交-交變頻提升機上位機監(jiān)控與診斷系統(tǒng)研究[J].煤炭工程，2007（7）：96-98.

[4]劉志明，許軍，林濤.基于PLC和觸摸屏的全數(shù)字礦井提升機監(jiān)控系統(tǒng)[A].第十六屆全國煤礦自動化學術(shù)年會暨中國煤炭學會自動化專業(yè)委員會學術(shù)會議論文集[C].2006.