礦井PLC設備的遠程監控設計

陳楊

摘要：由于PLC是一種可編程的控制器，在煤礦已是占據產量與效益最重要的地位。由于機電工對新型的設備維修還是摸索階段，所以維修技能跟不上造成影響不斷。如果用人機界面監控PLC設備操作流程，對按鈕、傳感器通斷監控，實現設備動作與畫面同步并且能對故障位置、類型實現精確定位那對PLC設備的維修是十分必要的。

關鍵詞：礦井PLC設備；遠程監控設計

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1672-9129（2018）07-0051-01

Abstract： because PLC is a kind of programmable controller， it has already occupied the most important position of output and benefit in coal mine. If the man-machine interface is used to monitor the operation process of PLC equipment， the buttons and sensors can be switched off and monitored， the movement of the device can be synchronized with the picture and the fault location can be corrected. Accurate location of the type is essential for the maintenance of PLC equipment.

Key words： mine PLC equipment； remote monitoring design

1 導言

隨著現代電子技術和微電子技術的迅猛發展，自動化、智能化程度的不斷提高，煤礦機電設備也在不斷的更新，PLC（可編程控制器）控制的設備以是主流。從主副井提升、割煤機、皮帶機運輸，到斜巷運輸、斜巷乘人運輸，到運輸大巷的道岔，涉及到礦井的方方面面。

2 可編程邏輯控制器（PLC）

可編程邏輯控制器是種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作電子系統。它采用一種可編程的存儲器，在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，通過數字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機械設備或生產過程。

3 PLC遠程在線監控系統框架

本文介紹的監控系統是用通信網絡的方式實現的，其中PLC是系統實現監控功能的基礎。首先，PLC將對遠程自動化設備的運行情況、狀態數據進行時實采集，并將此信息快速、準確、可靠的傳輸到上位微機監控系統。然后，操作人員可以通過監控微機，將控制指令迅速的發送到下位機進行操作。

本文設計的系統針對的是西門子S7-200MicroPLC系列，它能夠提供RS-485通訊接口，在自由通訊模式下，能與任何通訊協議公開的控制器、設備實現通訊。這樣就大大增加了可通訊范圍，讓控制系統配置更加方便、靈活。下位機端利用PC/PPI通訊電纜連接S7-200PLC的通訊端口和調制解調器的RS-232端口，并可以通過電纜上的DIP開關設置通訊數據位數，將S7-200PLC聯入電話網絡。上位機端利用RS232通訊電纜，將上位的監控微機聯入調制解調器的通訊接口。通訊電網網絡實現了監控計算機和下位可編程控制器的數據通訊。

4 PLC數據通訊過程分析

PLC串行接口的通訊模式是一種開放式的通訊模式，它的通訊方式可以通過程序來進行控制。在這種模式下，操作人員可以在前端用戶端界面，編寫一些功能程序方便的實現PLC的接收、發送和中斷等操作。

4.1自由端口的初始化

在通訊操作之前，用戶必須先對系統的通訊端口進行初始化，將部分可編程控制器的存儲單元置零，以防止發出錯誤指令。然后將通訊選擇的波特率、數據位數等信號參數存儲到PLC的特殊存儲器中。

4.2發送數據方式

S7-200PLC采用XMT指令進行數據發送，它能發送一個或多個字符，最多有255個字符的緩沖區。當有中斷程序連接到發送結束事情上，在發完緩沖區的所以字符后，就會產生一個中斷指令結束發送。

4.3接收數據方式

PLC可以通過RCV指令方便的接收信息。它的接收方式和XMT指令的發送方式一致。當有中斷程序連接到發送結束事情上，在發完緩沖區的所有字符后，就會產生一個中斷指令結束發送。在執行中斷程序之前，字符存儲在特殊存儲器SM2中，奇偶狀態存儲在SMB3中。

5 遠程在線監控系統的軟件設計

采用是昆侖組態編程軟件編輯觸摸屏監控器的畫面的，MCGSE組態軟件具有多任務、多線程功能，其系統框架采用vc++語言編程，通過鏈接和嵌入技術向用戶提供vb編程接口，提供豐富的設備驅動構件、動畫構件、策略構件，可隨時方便地擴充系統的功能。利用組態軟件設計設備畫面，設備被組態成獨立的構件形式，不同的設備對應于不同的構件，并定義連接設備用的數據變量。本人設計的操車裝置畫面一共有500多個構件組成，這些構件一一組態成為一個完整的監控畫面。這套監控系統主要的特點如下：

5.1 監控功能；實時監控系統和設備的運行狀態，每一個按鈕的通斷、每一個電磁閥的通斷都能顯示在監控屏上面，通時為紅色，斷是為綠色，旋鈕旋轉時監控屏上畫面也有旋轉動畫，這樣就把每一個按鈕好壞顯示在你的面前，每個電磁閥是否通電也顯示在你面前，使維修變的快捷方便，監示屏就像是一個指揮員。

5.2 報警功能；及時報告設備的故障和解決方法，把每次故障同時生成報表，形成管理部門所需數據的記錄報表、統計報表等，并且能有計錄不易發現的軟故障可精確到毫秒級。

6 效益分析

上述簡介的PLC的部分通訊功能和組態監控顯示功能，具有界面友好，易于操作，運行可靠，便于更改、擴充、升級等優點，同時，系統造價也遠低，具有較高的性價比。充分利用PLC的通訊技術和組態軟件進行工業控制是現代化工業的一個發展方向，使煤礦自動化建設越來越先進越來越好。上文只是介紹操車裝置的通訊與組態，它可用到煤礦的方方面面，例如煤礦變電站是煤礦生產的核心和動力源泉，它的安全可靠運行是安全生產經濟運行的根本保證，如采用上述的方法可實現無人職守的變電所，使停電送電實現自動化，把變電站的保護、測量、監控等融為一體，大幅度提高自動化的功效。

參考文獻：

[1]陳華光.基于PLC的遠程在線監測系統的設計[J].計算機測量與控制，2009（10）.

[2]黃帥.基于信號完整性分析的視頻監控系統硬件設計[D].中南大學，2011.