基于3G模式的自動裝車系統數據回傳技術

潘軍輪

（山西沁和能源集團南凹寺煤業有限公司，山西 沁水 048200）

1 前言

目前，數據回傳技術在生活、生產領域都得到廣泛應用，在煤炭自動化裝車系統的具體應用主要是指把煤礦生產運行情況及時反饋、追蹤分析，將生產系統的數據及時傳送至分析管理系統。然而，南凹寺煤業個別原煤自動化裝車安裝地點距離較遠，通信受限，不利于數據的及時回傳。基于此，提出了借助3G 模式的自動化裝車系統數據回傳技術，及時對自動裝車站點的系統參數進行監控和分析，預判系統可能出現的問題，保證原煤的順利運輸和礦井的安全生產。

2 3G網絡應用

3G 網絡是指使用支持高速數據傳輸的蜂窩移動通訊技術的第三代移動通信技術的線路和設備鋪設而成的通信網絡。3G的數據傳輸速度有了大幅提升，能夠同時傳送聲音（通話）及數據信息（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絡和其他系統進行聯系，因此提出在自動化裝車系統中應用3G 網絡技術以實現無線接入公網中，具體采取CDMA2000技術。虛擬專用網絡的連接方式選取的是IPSec，這是因為IPSec 是安全聯網的長期方向，它通過提供主動的保護以防止專用網絡與 Internet 的攻擊。由于裝車現場系統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 連接的發起方和響應方。如圖1所示。

3 基于3GVPN的雙向數據傳遞技術

3.1 基于OPC的數據傳輸機制

依靠PLC 操控自動化裝車系統生產運行過程，可將其數據通過OPC 服務器傳送到上位機數據庫里，建立3GVPN 通信后，認為現場生產系統的PLC 與分析管理系統的上位機在一個局域網中，所以PLC 里信息的讀取和下發可以通過OPC 服務器來實現。數據采集軟件Transaction Manager 可以實現數據庫的記錄點與OPC 服務器數據點之間的對應連接，并起到監控作用，當數據點達到需要記錄的限值時，采集軟件開啟并記錄數據。數據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據采集和上傳；另一種是當工作系統出現問題或有突發事情發生時，會激發軟件對部分特定數據的記錄，以實現對故障問題的追溯和分析，進而找到故障發生的原因，保障系統的安全性，可將記錄數據及時反饋至PLC。

圖1 基于3GVPN 的煤炭自動化裝車系統

3.2 雙向傳遞實例應用

雙向數據傳遞技術在實際自動裝車系統中的應用有很多，例如可以通過數據提取進而分析裝車站配煤參數與實際情況，得到最優配煤參數，并將最優配煤參數反饋至PLC 系統的過程；還可以通過數據提取對閘門電磁閥動作次數進行監控，當超出實際壽命時觸發存儲過程，向PLC 下達參數，該電磁閥停止工作，同時會觸發第三方軟件來提醒系統負責人更換該設備。

3.3 數據庫結構設計

數據上傳需要與之對應的存儲數據庫，需要先建立起來E-R 關系圖，接著實現物理數據模型的設計，進而實現數據庫結構設計。此處，以煤炭自動裝車站液壓系統為例，液壓系統在煤炭自動化裝車系統中是非常重要的組成部分，所以，諸多參數如電磁閥的工作次數、液壓泵站的油溫、液位等都需要被實時監控。通過實時記錄和監控并回傳的數據，做到及時反饋和報警，可保障液壓系統的安全性。煤炭自動裝車站液壓系統的E-R 圖的設計構思如圖2 所示。通過對E-R 關系推導，得到最終的數據庫結構，液壓系統維護過程E-R 關系如圖3 所示。

圖2 裝車站液壓系統E-R 圖的設計思路

圖3 液壓系統維護過程E-R 關系

4 回傳技術在煤炭自動裝車系統的應用

4.1 優化自動裝車系統參數

一方面，煤炭自動裝車的電控系統依據所裝車輛的性質、不同的安裝情形和煤種來設定不同的系統參數，煤炭自動裝車系統的數據記錄與提取可以幫助分析出更為有效、合理的系統參數。另外，基于對系統參數的監控和分析，可以提前預判系統可能出現的問題，保障系統的安全性。假如有問題發生，也可以通過對所記錄的數據進行分析，快速、簡便地找到問題發生的原因。

4.2 自動推送生產信息

公司的管理人員或者財務人員需定期對實際的生產情況進行統計或結算，當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。實際生產過程中，各煤炭自動化裝車系統和分析管理系統服務器相連，分析管理服務器匯總各個站點每天的生產情況，并借助外部報表程序對記錄的數據進行分析，將各站點生產情況匯總成報表，并將生產報表自動推送到各位管理人員或者財務人員的郵箱或者其通信設備上。

4.3 即時推送緊急突發事件

生產現場如遇緊急突發事件，公司負責人需要第一時間掌握突發事件的相關信息。當突發事件發生后，報警點將現場信息迅速傳達到上機位，進而觸發上機位的觸發器來啟動外部報警程序，將突發事件的信息以短信、郵件或者其他途徑發送至公司各負責人。

5 結論

南凹寺煤業通過采用回傳技術對自動裝車站點的系統參數進行監控和分析，預判系統可能出現的問題，并作出及時反饋和響應，且當出現緊急突發事件時也能通過對回傳技術中所記錄的信息進行分析，快速找到問題發生的原因，保障系統的安全性。數據回傳技術推動了煤炭自動裝車控制系統的發展，應逐步擴大數據回傳的應用范圍，進而實現快速、有效得到更為全面的回傳數據。