煤炭綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李學(xué)澤　趙連明　趙輝

摘 要：科技水平的發(fā)展和信息技術(shù)的提升，會(huì)對各個(gè)行業(yè)都產(chǎn)生不同程度的影響。煤炭行業(yè)的發(fā)展也是如此，因此要抓住這一契機(jī)，推動(dòng)自動(dòng)化管理模式的發(fā)展。該文首先探討了煤炭綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用的必要性，然后從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)等層面出發(fā)，對煤炭綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了全面的設(shè)計(jì)。希望通過這一系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和推廣應(yīng)用，為煤炭企業(yè)的管理效率的提升和整體的快速發(fā)展提供有力支持。

關(guān)鍵詞：煤炭企業(yè);自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng);系統(tǒng)設(shè)計(jì);數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TD76? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

煤炭行業(yè)作為我國的一個(gè)傳統(tǒng)支柱型產(chǎn)業(yè)，在互聯(lián)網(wǎng)+和大數(shù)據(jù)快速發(fā)展的背景下，應(yīng)該努力抓住機(jī)會(huì)，推動(dòng)自動(dòng)化管理和自動(dòng)化監(jiān)控的發(fā)展，為煤炭行業(yè)生產(chǎn)效率的提升和安全事故的防范奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但是當(dāng)前，在煤炭生產(chǎn)領(lǐng)域存在比較突出的問題就是管理水平滯后、自動(dòng)化管理水平較低、管理效率低下。這些問題的存在都直接制約了煤炭的企業(yè)轉(zhuǎn)型升級。因此，該文從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)等層面出發(fā)，對煤炭綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了全面的設(shè)計(jì)。

1 煤炭綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用的必要性

煤炭綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用無論是對于煤炭企業(yè)工作效率的提升還是工作精準(zhǔn)性的提升，都具有十分重要的意義和價(jià)值，其必要性主要可以從2個(gè)方面進(jìn)行分析。

一方面，煤炭自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用能夠進(jìn)一步提高煤炭生產(chǎn)的效率。事實(shí)上，煤炭自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互操作，既能夠充分發(fā)揮人的才智，同時(shí)也能夠借助計(jì)算機(jī)的智能化管控提升管理工作的精確性。引入了該監(jiān)控系統(tǒng)以后，很多工作都不需要人力來完成，通過計(jì)算機(jī)的智能測算，便能夠得到所需要的數(shù)據(jù)信息，解放了人力。

另一方面，煤炭自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用能夠提升煤炭生產(chǎn)管理工作以及安全管理工作的精準(zhǔn)性和針對性。煤炭企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者能夠根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)檢索的信息管理煤炭的生產(chǎn)和安全工作，增強(qiáng)決策的準(zhǔn)確性，從而能夠避免不必要的人力、物力以及財(cái)力資源浪費(fèi)和損失。

2 煤炭綜合自動(dòng)化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹

針對某煤炭企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀對煤炭自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要是以iFIX3.5系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為主導(dǎo)。其中，在對主要的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的過程中，主要從幾個(gè)維度進(jìn)行考量：信息層主要是以C/S結(jié)構(gòu)為主，以iFIX3.5工作站作為控制命令的發(fā)送和接受單元，其中主要的數(shù)據(jù)庫采用的是當(dāng)前比較主流的SQL Server;控制層經(jīng)過篩選之后確定采用ControlNet環(huán)網(wǎng)，利用ControlLogix控制系統(tǒng)對設(shè)備進(jìn)行控制;采用WEB服務(wù)器對煤炭生產(chǎn)管理、安全管理等過程實(shí)施的監(jiān)控和信息瀏覽。同時(shí)，為了能夠提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和連續(xù)性，采用了雙機(jī)備案的方式，即便是某一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)了故障，也能夠保證數(shù)據(jù)信息的安全性，避免由于系統(tǒng)或者是其他主客觀因素的影響造成數(shù)據(jù)的流失，從而給煤炭企業(yè)的正常生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)造成損失。

2.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

在整個(gè)煤炭自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)非常重要，只有通過對數(shù)據(jù)庫中的信息進(jìn)行錄入、檢索和分析，才能夠達(dá)到監(jiān)控的目的。當(dāng)前很多煤炭企業(yè)在自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的中都存在著數(shù)據(jù)檢索查詢速度較慢的問題，針對這一現(xiàn)狀，筆者提出了一些對策：為了切實(shí)地保證數(shù)據(jù)庫信息數(shù)據(jù)的檢索查詢速度，為煤礦生產(chǎn)提供更加翔實(shí)的、有利的監(jiān)控信息和數(shù)據(jù)，需要按照一定的規(guī)則對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行命名化管理。象筆者在實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，對某煤礦的現(xiàn)狀進(jìn)行分析以后，提出了三級數(shù)據(jù)庫命名模式，分別設(shè)定了設(shè)備名稱、數(shù)據(jù)塊名稱以及數(shù)據(jù)類型3個(gè)子系統(tǒng)，同時(shí)利用下劃線對其進(jìn)行劃分。這種方式對于數(shù)據(jù)庫管理的精準(zhǔn)性和針對性的提升是十分有益的。

2.3 人機(jī)界面設(shè)計(jì)

在煤炭自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中，人機(jī)界面實(shí)際上就是為了能夠便于操作人員的操作而設(shè)定的一個(gè)基本窗口。操作人員可以進(jìn)入這個(gè)系統(tǒng)對相關(guān)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行檢索查詢，確保各項(xiàng)操作都能夠得到執(zhí)行。以iFIX為主導(dǎo)的人機(jī)界面設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)際上應(yīng)該包括了集輸送機(jī)監(jiān)控分系統(tǒng)、變電所監(jiān)控分系統(tǒng)、通風(fēng)監(jiān)控分系統(tǒng)、壓風(fēng)監(jiān)控分系統(tǒng)、水處理監(jiān)控分系統(tǒng)、提升機(jī)監(jiān)控分系統(tǒng)、工作面監(jiān)控分系統(tǒng)以及選煤廠監(jiān)控分系統(tǒng)在內(nèi)的多個(gè)系統(tǒng)。對于某一個(gè)監(jiān)控分系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控量變化的監(jiān)測時(shí)，可以通過柱狀圖不同的填充比例來更加直觀的、明確地反映。一般來說，一個(gè)相對比較科學(xué)規(guī)范的人機(jī)界面系統(tǒng)，既要充分發(fā)揮人的智力支撐作用，同時(shí)又要充分彰顯計(jì)算機(jī)的智能化，只有這樣才能夠切實(shí)地實(shí)現(xiàn)人機(jī)友好協(xié)作。

2.4 安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)

煤炭綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中的安全設(shè)計(jì)部分，主要是為了防止一些未得到授權(quán)的用戶擅自登錄到本系統(tǒng)中，造成系統(tǒng)信息的外泄，不利于煤炭企業(yè)的安全生產(chǎn)與安全管理，因此，對安全系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)是十分必要的。iFIX的系統(tǒng)本身在安全性方面已經(jīng)做得較為嚴(yán)密的，但是該文還是研究設(shè)計(jì)了更為細(xì)化的安全系統(tǒng)，具體有5個(gè)步驟。第一，界定每一個(gè)分系統(tǒng)的安全區(qū)域范圍，對于各個(gè)安全區(qū)域范圍內(nèi)部的操作權(quán)限進(jìn)行限制，與此同時(shí)，也要對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的每一個(gè)數(shù)據(jù)模塊的安全范疇進(jìn)行界定，這也是最大限度地保障安全性的一個(gè)重要手段;第二，建立分組賬號(hào)，對每個(gè)組別的權(quán)限進(jìn)行劃分，對用戶的身份類別進(jìn)行歸類設(shè)置;第三，要想采用自動(dòng)登錄模式，也要進(jìn)行一定的權(quán)限設(shè)定;第四，對每個(gè)分組的安全性態(tài)和安全區(qū)域進(jìn)行界定;第五，在完成了以上操作以后，要對此進(jìn)行保存。特別需要注意的是，為了充分地保障安全性，對于超時(shí)操作的用戶，要在登錄時(shí)給予一定的限定，盡可能地規(guī)避一些惡意進(jìn)入者。

3 結(jié)語

科技水平的發(fā)展和信息技術(shù)的提升，會(huì)對各個(gè)行業(yè)都產(chǎn)生不同程度的影響。該文針對煤炭行業(yè)自動(dòng)化管理水平較低這一現(xiàn)狀，重點(diǎn)從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、人機(jī)界面設(shè)計(jì)以及安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)4個(gè)層面，對煤炭綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)如何提升煤炭企業(yè)工作效率，以及提高工作精準(zhǔn)性進(jìn)行分析，希望能夠?yàn)槲覈禾科髽I(yè)的自動(dòng)化發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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