紫金桥软件在煤矿安全生产方面的应用

    近年来，煤矿生产的各种事故接连不断的被各个媒体曝光，这也直接的反映了当前煤矿生产存在着许多的安全问题。因为煤矿安全生产关系到人民群众的生命财产安全，关系改革发展和社会稳定的大局，所以搞好煤矿安全生产工作，能切实保障人民群众的生命财产安全，也体现了最广大人民群众的根本利益。

随着监控组态软件在各行各业的广泛应用，许多煤矿安全生产研究院、设计院和其他从事煤矿安全生产的人员为了提高工程开发的效率，都希望能够直接使用组态软件来进行煤矿安全生产的管理。但是由于煤炭行业存在着特殊性，比如可以动态的增删分站、在瓦斯浓度等超限时直接进行控制等，也给监控组态软件提出了新的要求。

    这些新的要求包括：

• 软件可以在运行时动态的增加或删除位号。只有软件在运行时可以动态的增删位号，才能够满足煤炭生产中各个采集量的动态变化。
• 软件可以在运行时动态的更改驱动连接。只有这样，才能随着需求的变化而改变采集数据的命令。
• 软件可以在运行时动态的增加画面，绘制各种图元，进行各种动画连接。也只有这样才能把下面设备的更动在软件中以图形化的方式表现出来。
• 在某些量（比如瓦斯浓度）超限后不仅能够进行报警，而且还可以进行断电控制、联动控制和异地控制等控制工作。

    为了满足广大煤炭安全生产工作者的需求，紫金桥公司率先扩充了监控组态软件的功能，已经完全能够满足上面的几点要求。下面就以一个应用示例来介绍一下紫金桥软件在煤矿安全生产方面的应用。

本系统由下面几部分组成：

• 现场设备

    各种传感器、控制阀、开关等一次仪表，由分站进行控制和管理。它们的数据汇总到分站，对它们的控制命令由分站来下达。

• 分站

    控制站，由单片机或PLC来完成控制功能，根据功能的差异，又分为主分站和次分站两种。它能够完成从下面一次仪表中采集数据，并根据事先设置的限值来进行报警和断电的控制，是主要的控制机构之一。但是它只能分析控制当前分站下的所有的一次仪表的数据，无法对所有的仪表进行综合分析，也无法完成异地断电功能。

• 服务器

    计算机服务器，上面运行紫金桥监控组态软件，和下面的各个分站组成网络。紫金桥软件通过网络从下面的分站采集数据，从而能够完成数据的集中处理，也可以对所有的数据进行综合的分析。紫金桥软件把需要进行的控制命令通过网络发送到下面的各个分站，再由各分站去进一步的控制一次仪表。

    在紫金桥软件运行的时候会完成以下的工作：

• 分站的初始化

    由于各个分站没有可以配置的界面，所以分站的配置工作由服务器来完成。在系统运行的时候，可以在紫金桥软件中添加、删除或更改分站。同时也可以修改各个分站的配置，比如各个传感器的类型、量程、限值等等。在更改了分站的配置之后，紫金桥软件就会通过网络向相应的分站发送初始化命令，初始化分站的各个设置量。

• 周期采集各分站的数据

    在对分站进行初始化之后，紫金桥软件就会周期性的采集各个分站的数据。这些数据包括各个传感器的模拟量和开关量，各控制状态。另外还有各个分站的中间控制状态，以便服务器和分站进行控制同步，这样当切换控制方式时，才能正确的平滑的切换。

• 对现场设备的手动控制

    在系统运行的时候，操作工可以通过紫金桥软件的监控界面把某些控制阀或传感器设置为手动控制状态，然后向现场设备发送手动控制命令。控制命令先通过网络传送到各个分站，再由各个分站对一次仪表进行具体的控制。

• 程序控制

    程序控制可以完成和分站的主要控制逻辑相同的控制功能。当系统运行时在紫金桥界面上指定某些传感器处于程序控制状态时，服务器会通知相应的分站，分站就会切换相应的控制状态。此时，对于处于程序控制下的各个传感器，分站不再进行任何逻辑控制，对该传感器的控制命令全部由紫金桥软件来通过网络下达。程序控制是一种备用控制，在下面的分站的控制逻辑出现问题的时候，可以切换到程序控制来代替分站进行控制。当问题被解决之后，再次把控制权转交给相应的分站。通常情况下，在下面分站控制正常时，应该由下面分站而不是紫金桥软件来行使断电控制的逻辑。因为服务器的控制需要依赖网络的可靠性，同时控制也会有网络传输的延时。

• 异地控制

    因为各个分站无法根据其他分站的状态而进行异地控制，所以异地控制部分必须由紫金桥软件来完成。所谓异地控制，就是根据一个分站的某些量的状态来控制另外的一些分站的某些控制器。比如当检测到一个分站的瓦斯传感器的数据超限之后，不仅需要立刻打开本分站的一些设备增大通风，还要把相邻的分站的设备打开来协助降低瓦斯浓度。

• 报警提示

    当紫金桥软件发现从某一个分站采集的数据超出设定的限值之后，就会产生相应的报警，并有报警音提示。以便及时的提醒操作人员异常的发生。紫金桥还提供了历史报警的检索功能，可以查询任意一天的报警记录。

• 数据的汇总、显示和查询

    各分站的数据汇集到服务器之后，紫金桥软件可以通过图形的方式、动画的方式来显示各个分站的传感器的状态。也可以通过报表的形式把各个分站的数据集中显示和分析。同时从分站采集到的数据还可以进行保存历史，这样就可以通过历史报表或历史趋势来对数据的变化趋势来进行分析。

    由上面的介绍可以知道，这个系统中存在手动控制、程序控制、异地控制和分站本地控制共4种控制，分站对他们的处理的方式如下：

• 手动控制最优

    当某传感器处于手动控制的时候，则不相应其他的任何控制，这样在系统的控制逻辑出现故障时，可以通过手动控制来暂时完成整个系统的控制。

• 程序控制其次

    当某传感器处于程序控制的时候，传感器的控制状态由程序控制和异地控制共同决定，即这两种控制只要有一个需要断电，那么就进行断电控制，否则进行复电控制。

• 本地控制最次

    当某传感器处于分站本地控制的时候，传感器的控制状态由本地控制和异地控制共同决定，即这两种控制只要有一个需要断电，那么就进行断电控制，否则进行复电控制。

    通过上面的介绍，我们能够看到，整个系统由三层控制来决定。通常情况下，系统由分站本地控制来处理，当本地控制出现故障时可以切换到程序控制来代替，如果程序控制也出现了故障，那么还可以切换到手动控制来完成控制功能。

    下图是整个系统运行时的界面，上面部分是功能菜单选择部分，左侧部分是进一步的功能选择菜单，右侧部分是画面显示区。

    下面简要的介绍一下系统运行的各个部分：

• 系统登陆

    当进入时，需要进行登陆，只有输入了正确的用户名和密码，才可以进入系统。

• 用户管理页面

    如果当前用户有足够的权限，那么就可以进入用户管理页面，添加新的用户或修改删除现有的用户。

用户共有三种：

    ⑴、最高系统管理员，他不可以被删除，也只有他才可以创建或修改其他的系统管理员，他可以进入任何一个窗口，可以进行任何一个操作。

    ⑵、普通管理员，他不可以创建或更改其他的任何管理员，但是可以创建操作工用户，他也可以进入任何一个窗口。

    ⑶、操作工，他不能创建其他任何用户，可不能进入系统配置窗口，只能查看画面或检索数据。

• 测点定义页面

    它包括分站的定义、模拟量和开关量的定义、控制通道的定义以及异地控制的定义。系统会根据新定义的分站或通道创建新的位号，并且同时自动给新创建的位号进行驱动连接，最后系统会自动的使用新的信息初始化相应的分站。初始化分站之后，系统会自动地采集该分站的数据，并进行报警和控制功能。另外为了方便通道的定义，系统提供了模拟传感器和开关量传感器的定义，这样在定义通道时只需要选择了正确的已经定义过的传感器类型，系统就会自动地取相应传感器的缺省设值，减小了通道定义的工作量。

• 趋势分析

    在本页面可以最多查看8个通道的数据变化状况，可以把不同的分站的通道数据趋势放在一起进行比较。可以任意切换起始时间，时间范围，也可以任意的放大曲线查看更多的细节。

• 报警查询

    在当前页面可以查看当前发生的实时报警，也可以在当前页面确认已经发生的报警。

    同时也可以查看任意一天的历史报警。对于检索到的报警，可以打印下来仔细分析。

• 实时报表和历史报表

    可以在当前页面检索实时数据报表，如上图所示，有报警或断电的通道将会以不同的颜色显示出来。可以在实时数据报表中查看通道的当前值，也可以在实时数据报表中查看各个分站的通讯状态。

在当前页面中也可以检索各种历史报表，比如5分钟单点日报，24小时数据报表，以及各种综合报表。

• 画面编辑页面

    在此页面中可以通过左侧的简单图元和复杂图元面板来在画面上创建新的图元。双击相应的图元即可选择关联的通道，系统就会以动画的形式来反映相应的通道的数据。比如风扇的旋转，风门的变色，液位的升降和管线的流动等等。可以在此页面方便的进行更改各个图元的位置，编辑大小，修改文字等工作。当前页面只有系统管理员才可以进入。

• 实时画面

    此画面显示画面编辑页面生成的画面，不过不可以进行编辑，操作工用户就可以进入当前页面。

• 数据下置

    在当前页面中可以设置分站的某些系数，可以更改某一个分站的控制通道的控制方式，可以发送手动控制命令，也可以完成设置累计量的自动清零等功能。