浅析以太网煤矿数据采集系统的设计

张勇

摘要：在煤矿数据采集系统中应用工业以太环网技术和先进的控制技术，确保煤矿生产的安全性，同时提高煤矿的产量。SCADA系统作为新一代煤矿预警系统，在煤矿安全生产中发挥着重要作用。本文通过SCADA系统的组成结构进行分析，同时对其功能和设计流程进行阐述，同时确保系统快速传递信息，并且为煤矿安全生产进行预警，保证了煤矿生产的安全进行。

关键词：数据采集 以太网 数据传输

1 概述

随着经济、科技的不断发展与进步，在这种情况下，推动了煤矿企业生产规模的持续扩大，为了满足煤炭资源的市场需求，同时确保煤矿安全生产的顺利进行。对于煤矿企业来说，需要对电气设备不断加大投入的力度，使得煤矿企业所需的电气设备朝着自动化、智能化方向发展。煤矿企业在生产过程中，为了确保安全的生产性，通常情况下，借助计算机网络技术远程监测监控和治理煤矿生产。

2 煤矿大型设备数据采集系统先容

2.1 整个系统结构先容

当前，对于易扩展且开放式的监控系统来说，在世界范围内，工业环型以太网监测系统可以说是最为先进的解决方案，其中，SCADA系统最具代表性。在设计主干网的过程中，设备具有冗余性，同时具备纠错能力，并且具备灵活性和可扩展性，进一步确保了系统的可靠性。对于主干网通常情况下采用光纤分布式数据接口进行连接，如图1所示，给出了系统拓扑结构示意图。

2.2 子系统结构

在设备数据采集原理方面，由于各子系统具有较强的相似性，为此，本文以副立井绞车房为例，对器分站的结构和组成进行说明。副立井系统图如图2：

图2

煤矿企业通过该子系统，将绞车房与计算机互联，通过监控室的相关设备实时的检查和查阅绞车的运行状态，同时对绞车运行时的各种运行参数通过画面的形式进行自动监测和记录，彻底解决操纵过程中遇到的难题。

3 各部分功能配置和通讯

3.1 各部分功能配置

①对于以太网煤矿数据采集系统图来说，在运行过程中，通常情况下，中心控制系统的主要功主要表现为：显示并控制运行设备的状态，在整个网管SCADA系统中，中心控制系统处于核心地位，起着关键作用，在数据的安全性方面，中心控制系统的要求也是最高的。

②通常情况下，组态软件监控软件、以太网交换机等共同组成区域子系统，对当地的数据进行采集，并且实施智能化的管理和控制，通过PC机进行直接的显示各设备的运行状态。

③各个分站的功能包括：采集数据、存储参数、故障报警等。在以太网交换机方面，系统中使用的交换机通常情况下由美国SIXNET公司生产的，该交换机具备容错纠错能力，并且构建的网络稳定可靠。

3.2 系统通讯

3.2.1 在数据采集系统中，产业环形以太网实现远程通讯。在系统中，由于采用了计算机网络、光纤通讯等技术，在特殊安装要求的煤矿（环境恶劣、职员设备分散）中，进一步搭建了一个符合防爆要求的井下互联网，网速高达100Mbps。在矿井中，建立具有开放协议的产业数字网络这是该系统的核心所在，进而为煤矿的综合自动化创造了高速的信息平台。

3.2.2 视频系统、语音系统与设备运行状态采集系统三系统合一。在整个系统中，系统控制中心处于核心地位，通过高速产业环型光纤以太网，将所有各监测分站的监测数据、视频图像，以及语音信息等传送到中心，24小时实时在线监测全矿固定设备安全运行状态，进一步对事故隐患进行预警。

4 软件设计

在软件使用方面，受地区差异的影响和制约下位机主要采用北京亚控科技发展有限公司的无穷点组态王King-

view6.51开发软件、或者是256点的组态王开发软件。对于无穷点组态王运行软件来说，在上位机和其他具有访问权限的治理层中得到广泛的采用。目前，这种软件在国内属于比较领先的软件，主要用于数据采集和监控。这种软件的特点是功能强大，能够进行自主开发，并支持相应的web上网。监控软件的功能主要表现为：

①数据采集：对各主扇，空压机的运行状态等进行实时监测，并且能够实时显示其运行状态图，以及相应的运行参数值等。

②报警：报警功能这是组态王软件自身所具备的，对

于报警来说，可以进行蜂叫报警，或者声光报警，与各段数的设置值相比，当采集到的数据超出对应的数值时，就会发出报警，根据报警信息，操纵员或决策者采取相应的措施。

③远程控制：在整个控制中，立井斜井处的控制最多，通常情况下主要是对电机和轴瓦间隙进行控制，通过控制各液压阀，流量计等，进一步调整轴瓦间隙。

④记录和查询历史数据：上位机能够实时采集数据，并储存到数据库中，为进一步数据分析奠定基础。

⑤操纵历史记录：对于每次的操纵记录，组态王都能够进行自动记录，在实际治理过程中，通常情况下，只是具有相应权限的工作职员或者总工，才能够对其进行操作。

⑥各报表能在线查询并能打印：直接通过IP，组态王监控软件可以访问各个区的设备运行状态。

⑦提供完善的在线帮助系统：系统运行过程中出现故障，这时组态王监控软件提供在线帮助。

⑧设备治理：各设备的运行状态能够通过中心控制室进行观察，其中包括具体设备的信息等，进而为设备治理提供方便。

5 结论

综上所述，在产业以太环网的基础上，本文提出了设计煤矿数据采集系统的方案，对于煤矿企业来说，通过使用产业以太环网产品，集视频系统、语音系统和数据采集系统于一体，进而满足了用户的需要，同时确保了系统的稳定性。文中提出的SCADA系统，也是一种煤矿预警系统，煤矿企业通过使用该系统，确保了煤矿生产的安全性。

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