潘軍輪

（山西沁和能源集團南凹寺煤業(yè)有限公司，山西 沁水 048200）

1 前言

目前，數(shù)據(jù)回傳技術(shù)在生活、生產(chǎn)領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用，在煤炭自動化裝車系統(tǒng)的具體應(yīng)用主要是指把煤礦生產(chǎn)運行情況及時反饋、追蹤分析，將生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)及時傳送至分析管理系統(tǒng)。然而，南凹寺煤業(yè)個別原煤自動化裝車安裝地點距離較遠，通信受限，不利于數(shù)據(jù)的及時回傳。基于此，提出了借助3G 模式的自動化裝車系統(tǒng)數(shù)據(jù)回傳技術(shù)，及時對自動裝車站點的系統(tǒng)參數(shù)進行監(jiān)控和分析，預(yù)判系統(tǒng)可能出現(xiàn)的問題，保證原煤的順利運輸和礦井的安全生產(chǎn)。

2 3G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

3G 網(wǎng)絡(luò)是指使用支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術(shù)的第三代移動通信技術(shù)的線路和設(shè)備鋪設(shè)而成的通信網(wǎng)絡(luò)。3G的數(shù)據(jù)傳輸速度有了大幅提升，能夠同時傳送聲音（通話）及數(shù)據(jù)信息（電子郵件、即時通信等）。由于南凹寺煤礦個別煤炭自動化裝車安裝地點不能通過有線網(wǎng)絡(luò)和其他系統(tǒng)進行聯(lián)系，因此提出在自動化裝車系統(tǒng)中應(yīng)用3G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以實現(xiàn)無線接入公網(wǎng)中，具體采取CDMA2000技術(shù)。虛擬專用網(wǎng)絡(luò)的連接方式選取的是IPSec，這是因為IPSec 是安全聯(lián)網(wǎng)的長期方向，它通過提供主動的保護以防止專用網(wǎng)絡(luò)與 Internet 的攻擊。由于裝車現(xiàn)場系統(tǒng)和分析系是站點到站點的連接模式，所以基于隧道模式的VPN通信需要被建立起來，且分別屬于VPN 連接的發(fā)起方和響應(yīng)方。如圖1所示。

3 基于3GVPN的雙向數(shù)據(jù)傳遞技術(shù)

3.1 基于OPC的數(shù)據(jù)傳輸機制

依靠PLC 操控自動化裝車系統(tǒng)生產(chǎn)運行過程，可將其數(shù)據(jù)通過OPC 服務(wù)器傳送到上位機數(shù)據(jù)庫里，建立3GVPN 通信后，認為現(xiàn)場生產(chǎn)系統(tǒng)的PLC 與分析管理系統(tǒng)的上位機在一個局域網(wǎng)中，所以PLC 里信息的讀取和下發(fā)可以通過OPC 服務(wù)器來實現(xiàn)。數(shù)據(jù)采集軟件Transaction Manager 可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的記錄點與OPC 服務(wù)器數(shù)據(jù)點之間的對應(yīng)連接，并起到監(jiān)控作用，當(dāng)數(shù)據(jù)點達到需要記錄的限值時，采集軟件開啟并記錄數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的記錄主要包括以下兩種情形：一種是在正常工作條件下，軟件周期性的進行數(shù)據(jù)采集和上傳；另一種是當(dāng)工作系統(tǒng)出現(xiàn)問題或有突發(fā)事情發(fā)生時，會激發(fā)軟件對部分特定數(shù)據(jù)的記錄，以實現(xiàn)對故障問題的追溯和分析，進而找到故障發(fā)生的原因，保障系統(tǒng)的安全性，可將記錄數(shù)據(jù)及時反饋至PLC。

圖1 基于3GVPN 的煤炭自動化裝車系統(tǒng)

3.2 雙向傳遞實例應(yīng)用

雙向數(shù)據(jù)傳遞技術(shù)在實際自動裝車系統(tǒng)中的應(yīng)用有很多，例如可以通過數(shù)據(jù)提取進而分析裝車站配煤參數(shù)與實際情況，得到最優(yōu)配煤參數(shù)，并將最優(yōu)配煤參數(shù)反饋至PLC 系統(tǒng)的過程；還可以通過數(shù)據(jù)提取對閘門電磁閥動作次數(shù)進行監(jiān)控，當(dāng)超出實際壽命時觸發(fā)存儲過程，向PLC 下達參數(shù)，該電磁閥停止工作，同時會觸發(fā)第三方軟件來提醒系統(tǒng)負責(zé)人更換該設(shè)備。

3.3 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計

數(shù)據(jù)上傳需要與之對應(yīng)的存儲數(shù)據(jù)庫，需要先建立起來E-R 關(guān)系圖，接著實現(xiàn)物理數(shù)據(jù)模型的設(shè)計，進而實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計。此處，以煤炭自動裝車站液壓系統(tǒng)為例，液壓系統(tǒng)在煤炭自動化裝車系統(tǒng)中是非常重要的組成部分，所以，諸多參數(shù)如電磁閥的工作次數(shù)、液壓泵站的油溫、液位等都需要被實時監(jiān)控。通過實時記錄和監(jiān)控并回傳的數(shù)據(jù)，做到及時反饋和報警，可保障液壓系統(tǒng)的安全性。煤炭自動裝車站液壓系統(tǒng)的E-R 圖的設(shè)計構(gòu)思如圖2 所示。通過對E-R 關(guān)系推導(dǎo)，得到最終的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，液壓系統(tǒng)維護過程E-R 關(guān)系如圖3 所示。

圖2 裝車站液壓系統(tǒng)E-R 圖的設(shè)計思路

圖3 液壓系統(tǒng)維護過程E-R 關(guān)系

4 回傳技術(shù)在煤炭自動裝車系統(tǒng)的應(yīng)用

4.1 優(yōu)化自動裝車系統(tǒng)參數(shù)

一方面，煤炭自動裝車的電控系統(tǒng)依據(jù)所裝車輛的性質(zhì)、不同的安裝情形和煤種來設(shè)定不同的系統(tǒng)參數(shù)，煤炭自動裝車系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄與提取可以幫助分析出更為有效、合理的系統(tǒng)參數(shù)。另外，基于對系統(tǒng)參數(shù)的監(jiān)控和分析，可以提前預(yù)判系統(tǒng)可能出現(xiàn)的問題，保障系統(tǒng)的安全性。假如有問題發(fā)生，也可以通過對所記錄的數(shù)據(jù)進行分析，快速、簡便地找到問題發(fā)生的原因。

4.2 自動推送生產(chǎn)信息

公司的管理人員或者財務(wù)人員需定期對實際的生產(chǎn)情況進行統(tǒng)計或結(jié)算，當(dāng)自動裝車點不止一處時，還要將各個站點的信息匯集到一起。實際生產(chǎn)過程中，各煤炭自動化裝車系統(tǒng)和分析管理系統(tǒng)服務(wù)器相連，分析管理服務(wù)器匯總各個站點每天的生產(chǎn)情況，并借助外部報表程序?qū)τ涗浀臄?shù)據(jù)進行分析，將各站點生產(chǎn)情況匯總成報表，并將生產(chǎn)報表自動推送到各位管理人員或者財務(wù)人員的郵箱或者其通信設(shè)備上。

4.3 即時推送緊急突發(fā)事件

生產(chǎn)現(xiàn)場如遇緊急突發(fā)事件，公司負責(zé)人需要第一時間掌握突發(fā)事件的相關(guān)信息。當(dāng)突發(fā)事件發(fā)生后，報警點將現(xiàn)場信息迅速傳達到上機位，進而觸發(fā)上機位的觸發(fā)器來啟動外部報警程序，將突發(fā)事件的信息以短信、郵件或者其他途徑發(fā)送至公司各負責(zé)人。

5 結(jié)論

南凹寺煤業(yè)通過采用回傳技術(shù)對自動裝車站點的系統(tǒng)參數(shù)進行監(jiān)控和分析，預(yù)判系統(tǒng)可能出現(xiàn)的問題，并作出及時反饋和響應(yīng)，且當(dāng)出現(xiàn)緊急突發(fā)事件時也能通過對回傳技術(shù)中所記錄的信息進行分析，快速找到問題發(fā)生的原因，保障系統(tǒng)的安全性。數(shù)據(jù)回傳技術(shù)推動了煤炭自動裝車控制系統(tǒng)的發(fā)展，應(yīng)逐步擴大數(shù)據(jù)回傳的應(yīng)用范圍，進而實現(xiàn)快速、有效得到更為全面的回傳數(shù)據(jù)。