劉教敏，徐勝旗 ，沈 奇

（1.江西銅業(yè)集團(tuán)銀山礦業(yè)有限責(zé)任公司，江西 德興 334299；2.深圳市德傳技術(shù)有限公司，廣東 深圳 518063）

1 引言

尾礦庫(kù)是礦山企業(yè)重大危險(xiǎn)源之一，尾礦庫(kù)安全監(jiān)控一刻也不能放松［1］。通過尾礦庫(kù)安全管理系統(tǒng)對(duì)尾礦庫(kù)浸潤(rùn)線、降雨量、壩體位移、庫(kù)水位等數(shù)據(jù)及時(shí)采集、分析與處理，為風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警方案及災(zāi)害應(yīng)對(duì)措施的制定提供依據(jù)，有利于提高尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)和管理水平，確保尾礦庫(kù)安全運(yùn)行。江銅集團(tuán)銀山礦業(yè)有限責(zé)任公司楓樹嶺尾礦庫(kù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用最新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)［2］，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)無線采集和自動(dòng)存儲(chǔ)、預(yù)警顯示推送、網(wǎng)絡(luò)分發(fā)、安全評(píng)價(jià)等功能。由于尾礦庫(kù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)遠(yuǎn)離選礦廠集控中心，導(dǎo)致系統(tǒng)數(shù)據(jù)穩(wěn)定性差，不能滿足安全生產(chǎn)和應(yīng)急管理的需要，因此尾礦庫(kù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集中監(jiān)測(cè)顯得愈發(fā)重要。要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中監(jiān)測(cè)，尾礦庫(kù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)需要與中控DCS系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合共享，實(shí)現(xiàn)選礦廠集控中心全面監(jiān)測(cè)尾礦庫(kù)運(yùn)行狀態(tài)。為此，本文探討了尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與中控DCS系統(tǒng)進(jìn)行通信融合、數(shù)據(jù)共享的方法，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中監(jiān)控。

2 現(xiàn)狀分析及數(shù)據(jù)訪問思路

2.1 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件架構(gòu)

江銅集團(tuán)銀山礦業(yè)公司楓樹嶺尾礦庫(kù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)當(dāng)前監(jiān)測(cè)設(shè)置表面位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)3個(gè)、浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)點(diǎn)12個(gè)、水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)1個(gè)、干灘長(zhǎng)度監(jiān)測(cè)點(diǎn)1個(gè)、內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)2個(gè)點(diǎn)（孔）、降雨量監(jiān)測(cè)點(diǎn)1個(gè)，共計(jì)20個(gè)在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)，硬件組態(tài)圖如圖1。其中儀表采集數(shù)據(jù)方式如下：

圖1 硬件組態(tài)圖

①庫(kù)水位、干灘長(zhǎng)度監(jiān)測(cè)：使用超聲波液位計(jì)+研華4117模塊采集庫(kù)水位模擬量數(shù)據(jù)；雨量監(jiān)測(cè)：使用脈沖型翻斗式雨量計(jì)+研華4150模塊采集雨量數(shù)據(jù)。以上兩種方法采集的數(shù)據(jù)，通過串口服務(wù)器連接至監(jiān)測(cè)站中心機(jī)房核心交換機(jī)上。

②浸潤(rùn)線、內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)：使用基康數(shù)采儀采集振弦式滲壓計(jì)頻率信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)毫安信號(hào),通過算法換算成浸潤(rùn)線高度數(shù)據(jù)和內(nèi)部位移數(shù)據(jù)，采用BGKMCUOverTCP協(xié)議與監(jiān)測(cè)站通訊。

③表面位移監(jiān)測(cè)：采用中海達(dá)GPS全球定位系統(tǒng)，將衛(wèi)星定位實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)對(duì)比，直接解算至數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.2 在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所有監(jiān)測(cè)儀表數(shù)據(jù)采用RS-485串行總線標(biāo)準(zhǔn)，服務(wù)器端通過北京礦冶研究總院開發(fā)的BGRIMM BMS-Source一體化數(shù)據(jù)采集軟件統(tǒng)一配置，數(shù)據(jù)庫(kù)為SQL Sever2008。BMSSource軟件采集的數(shù)據(jù)和中間運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)BGRIMMDB上。表面位移的數(shù)據(jù)由中海達(dá)GPS解算軟件把解算結(jié)果存儲(chǔ)在本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)HiMonitorDB表上。兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)通過編寫代碼交叉引用。

2.3 DCS系統(tǒng)上位機(jī)及特點(diǎn)

江銅集團(tuán)銀山礦業(yè)公司選礦廠中控DCS系統(tǒng)上位機(jī)采用美國(guó)羅克韋爾公司的產(chǎn)品FactoryTalk View Site Edition， FactoryTalk View Site Edition軟件是專為自動(dòng)化過程或機(jī)器監(jiān)視以及管理控制而設(shè)計(jì)的［3］，其 內(nèi) 嵌Visual Basic For Application（VBA）為自定義及擴(kuò)展軟件功能提供了完整開發(fā)環(huán)境［4］。VBA提供了基于ActiveX數(shù)據(jù)對(duì)象庫(kù)（ADO）強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)交互功能，VBA 訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)方法簡(jiǎn)單、靈活［5］。

2.4 數(shù)據(jù)訪問思路

經(jīng)分析，由于兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中所需要數(shù)據(jù)分布在不同表中，為了方便DCS系統(tǒng)ADO訪問數(shù)據(jù)庫(kù)，采用PHP語言設(shè)計(jì)腳本程序定時(shí)取數(shù)至同一個(gè)表中。DCS上位機(jī)系統(tǒng)通過編寫程序?qū)h(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行查詢，并關(guān)聯(lián)交換數(shù)據(jù)至DCS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合交換。數(shù)據(jù)流示意圖如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)流示意圖

3 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)提取

由于BMS-Source采集軟件采集的數(shù)據(jù)以不同的格式存放在不同的表中，為了提取需要的數(shù)據(jù)，采用PHP語言編寫腳本。

3.1 腳本執(zhí)行日志

為了準(zhǔn)確記錄提取腳本時(shí)間和便于后期維護(hù)，建立提取數(shù)據(jù)日志，代碼如下：

public function index() {

import(′@.ORG.Mlog′);

$log = new Mlog(′./Log/′, ′request_record′); //新建一個(gè)日志記錄集

$log->mwrite(sprintf("%s... ", date(′Y-m-d H:i:s′))); }// 寫入日志，記錄腳本執(zhí)行時(shí)間。

3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)BGRIMMDB查詢操作

查詢從表tdm_monitor_point中查詢最新數(shù)據(jù)(依次是：庫(kù)水位、干灘高程、浸潤(rùn)線1～21、內(nèi)部位移15～18、降雨量），將數(shù)據(jù)依次存入$d數(shù)組中，寫入 V1 ～ V19主要代碼：

3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)HiMonitorDB查詢操作

從表tdm_deform_surface中查詢表面位移最新數(shù)據(jù)，將表面位移數(shù)據(jù)存入$d數(shù)組中，寫入V20～ V31。

3.4 程序調(diào)度

系統(tǒng)定時(shí)執(zhí)行PHP腳本文件，完成了2個(gè)數(shù)據(jù)的查詢工作，等待下一個(gè)事件觸發(fā)。清空表中上一次查詢數(shù)據(jù)，定時(shí)提取最新一條數(shù)據(jù)至tdm_monitor_latest_value表中，使其保持最新數(shù)據(jù)，表中的數(shù)據(jù)刷新時(shí)間可以自行設(shè)定。代碼如下：

M(′tdm_monitor_latest_value′)->where(′1=1′)->delete(); // 清空表

M(′tdm_monitor_latest_value′)->add($d); // $d中已經(jīng)包含V1～V31個(gè)最新數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)寫入表tdm_monitor_latest_value中。

3.5 效果展示

根據(jù)數(shù)據(jù)定義，V1：庫(kù)水位；V2：干灘高程；V3～V14：1#～21#浸潤(rùn)線；V15～V18：1#～4#內(nèi)部位移；V19：降雨量；V20～V22：1#表面位移X/Y/Z；V23～V25：2#表面位移X/Y/Z；V26～V28：3#表面位移X/Y/Z；V29～V31：4#表面位移X/Y/Z。提取的效果，如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)提取效果圖

4 上位機(jī)數(shù)據(jù)通信

由于楓樹嶺尾礦在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為實(shí)時(shí)運(yùn)行，不便于在數(shù)據(jù)庫(kù)中直接做實(shí)驗(yàn)。本文以在實(shí)驗(yàn)室服務(wù)器建立一個(gè)本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)BGRIMMDB的方式進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，建立laster-value數(shù)據(jù)表，并通過SQL數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件強(qiáng)制寫入V1～V6的變量數(shù)據(jù)，通過編寫VBA腳本建立數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢、變量關(guān)聯(lián)交換，實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)寫入上位機(jī)軟件FactoryTalk View SE中，具體步驟如下：

4.1 變量聲明

要在FactoryTalk View SE中獲取數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，首先在上位機(jī)建立內(nèi)部標(biāo)簽通過VBA腳本完成數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)交換，如圖4所示。在VBA中要使用FactoryTalk View SE中的標(biāo)簽，首先建立標(biāo)簽組對(duì)象TagG roup，然后利用標(biāo)簽組對(duì)象的Add方法將具體標(biāo)簽加入標(biāo)簽組對(duì)象，再利用標(biāo)簽組對(duì)象的Itam屬性將所加點(diǎn)賦予一個(gè)標(biāo)簽對(duì)象，利用標(biāo)簽對(duì)象的Vaue屬性進(jìn)行標(biāo)簽值的操作［6］。變量聲明代碼如下：

圖4 建立內(nèi)部標(biāo)簽

4.2 數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)交換

通過ADO數(shù)據(jù)訪問，與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)建立鏈接，查詢結(jié)果存儲(chǔ)在Recordset中。設(shè)定對(duì)象OtagG為創(chuàng)建標(biāo)簽組，循環(huán)執(zhí)行查詢數(shù)據(jù)并與OtagG對(duì)象關(guān)聯(lián)，使OtagG對(duì)象數(shù)據(jù)處于最新狀態(tài)。關(guān)聯(lián)具體代碼如下：

4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

FactoryTalk View SE客戶端在切換頁(yè)面時(shí)，VBA腳本程序自動(dòng)執(zhí)行，上述循環(huán)程序可以完成自動(dòng)刷新數(shù)據(jù)操作。通過FactoryTalk View SE的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，可以實(shí)現(xiàn)趨勢(shì)圖和歷史數(shù)據(jù)分析，實(shí)時(shí)把尾礦庫(kù)在線安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與FactoryTalk View SE系統(tǒng)完整融合。利用現(xiàn)有的FactoryTalk View Point軟件遠(yuǎn)程發(fā)布到公司局域網(wǎng)進(jìn)行Web實(shí)時(shí)訪問。事例運(yùn)行效果圖如圖5。

圖5 運(yùn)行效果圖

5 結(jié)語

本文以尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為例，利用DCS系統(tǒng)上位機(jī)FactoryTalk View SE支持VBA編程的功能，通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析、編寫代碼，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)定時(shí)提取、上位機(jī)數(shù)據(jù)交換融合的效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過VBA腳本訪問SQL數(shù)據(jù)庫(kù)，與上位機(jī)數(shù)據(jù)標(biāo)簽組建立關(guān)聯(lián)，實(shí)時(shí)提取SQL數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)至DCS系統(tǒng)的方法切實(shí)可行，為礦山大數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合提供一種思路，具有廣闊的應(yīng)用前景。