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摘要：本文主要介紹世紀(jì)星組態(tài)軟件的特點(diǎn)及主要功能，分析世紀(jì)星在煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。
關(guān)鍵字：煤礦；監(jiān)控系統(tǒng)；世紀(jì)星
1 引言
隨著我國(guó)信息化技術(shù)的發(fā)展以及安全生產(chǎn)要求的提高，我國(guó)大多數(shù)煤礦企業(yè)生產(chǎn)過程中都采用了各種各樣的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)，這些系統(tǒng)在保障煤礦安全生產(chǎn)方面發(fā)揮重要的作用。然而實(shí)際情況中，常常出現(xiàn)控制工程人員缺乏計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)，而計(jì)算機(jī)專業(yè)人員又缺乏控制工程現(xiàn)場(chǎng)操作技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的矛盾，極大地阻礙監(jiān)控系統(tǒng)工作效率的提高，這種矛盾由于工控組態(tài)軟件的出現(xiàn)而得以解決。
工控組態(tài)軟件作為一種用戶無需改變運(yùn)行程序原代碼的軟件平臺(tái)工具，為實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制免去大量煩瑣的編程工作，在各個(gè)工控領(lǐng)域逐步展現(xiàn)其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，并技術(shù)日趨成熟。近年來，工控組態(tài)軟件被逐漸應(yīng)用到煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中，收到良好的效果。世紀(jì)星是國(guó)內(nèi)比較流行且運(yùn)行比較可靠的幾種工控組態(tài)軟件之一，本文分析了基于世紀(jì)星的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。
2 組態(tài)軟件簡(jiǎn)介
監(jiān)控組態(tài)軟件是面向監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集的軟件平臺(tái)工具，具有豐富的設(shè)置項(xiàng)目，使用方式靈活，功能強(qiáng)大。監(jiān)控組態(tài)軟件最早主要解決人機(jī)圖形界面問題，由于它的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)控制、SCADA、通信及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口和對(duì)I/O設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容。組態(tài)軟件的最突出特點(diǎn)是實(shí)時(shí)多任務(wù)，例如：數(shù)據(jù)采集與輸出、數(shù)據(jù)處理與算法實(shí)現(xiàn)、圖形顯示及人機(jī)對(duì)話、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、檢索管理和實(shí)時(shí)通信等多個(gè)任務(wù)要在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上同時(shí)進(jìn)行。而各個(gè)任務(wù)模塊按一定規(guī)則互相搭配組成一個(gè)高度模塊化的軟件系統(tǒng)。
其中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是整個(gè)監(jiān)控組態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)處理和管理的核心。組態(tài)軟件通過數(shù)據(jù)采集模塊從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備獲得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，經(jīng)過必要的加工后，可實(shí)現(xiàn)以下功能：
1）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以圖形、動(dòng)畫等方式直觀地顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上；
2）控制數(shù)據(jù)被送到I/O設(shè)備，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)行控制或調(diào)整控制參數(shù)；
3）存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)，對(duì)歷史數(shù)據(jù)檢索請(qǐng)求給予響應(yīng)，還可按要求打印歷史報(bào)表；
4）以聲音、圖象的方式將報(bào)警及時(shí)通知操作人員，并記錄報(bào)警信息，以備檢索。
此外，工控組態(tài)軟件提供一套完善的安全機(jī)制，用戶能夠自由組態(tài)控制菜單、按鈕和退出系統(tǒng)的操作權(quán)限，只允許有操作權(quán)限的操作員對(duì)某些功能進(jìn)行操作，防止意外地或非法地關(guān)閉系統(tǒng)、進(jìn)入開發(fā)系統(tǒng)修改參數(shù)或者對(duì)未授權(quán)數(shù)據(jù)進(jìn)行更改等操作，保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
世紀(jì)星組態(tài)軟件是一套用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，它能在基于Microsoft 32位Windows平臺(tái)上運(yùn)行，通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集處理，以動(dòng)畫顯示、實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線、報(bào)警處理、流程控制和報(bào)表輸出等多種方式向用戶提供解決實(shí)際工程問題的方案。世紀(jì)星具有操作簡(jiǎn)便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)、高性能和高可靠性等特點(diǎn)，在自動(dòng)化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。
3 基于世紀(jì)星的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
目前，國(guó)內(nèi)外煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的產(chǎn)品繁多，但系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)基本相同，大致可分3層。
物理層——不同的傳感器將被測(cè)的物理量轉(zhuǎn)換成所需的電信號(hào)，同時(shí)，相應(yīng)的執(zhí)行器或執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照分站或中心站發(fā)出的控制指令來控制設(shè)備的動(dòng)作，這兩個(gè)作用是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)；
數(shù)據(jù)采集與傳輸層——數(shù)據(jù)由分站采集，經(jīng)由分站主傳輸電纜傳輸，最終完成和主機(jī)之間的通信；
信息處理層——由計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、顯示器、模擬屏、繪圖儀等組成，主要任務(wù)是接收處理信息，并通過打印機(jī)、CRT、模擬屏顯示和輸出必要的數(shù)據(jù)和信息，還可接收其它中斷傳輸信息，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行必要的生成操作，另外還可向上一級(jí)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。
世紀(jì)星處于信息處理層，負(fù)責(zé)信息處理和顯示，以及與向上一級(jí)計(jì)算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)。
4 實(shí)現(xiàn)方案
以某煤礦監(jiān)控系統(tǒng)為例，介紹一種基于世紀(jì)星組態(tài)軟件的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案。
該監(jiān)控系統(tǒng)有5個(gè)分站，每個(gè)分站都配有一套世紀(jì)星組態(tài)軟件和SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)。各分站除了要完成對(duì)本站數(shù)據(jù)的處理、顯示、存儲(chǔ)等任務(wù)外，還要將配置文件和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給總站世紀(jì)星監(jiān)控軟件，以便總站能同時(shí)查看各礦的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、報(bào)警情況、歷史曲線等信息。計(jì)
硬件系統(tǒng)由各種傳感器(CH4、CO、F、T、P、FM等狀態(tài))、分站、各種控制設(shè)備、地面中心站、傳輸線路組成。計(jì)
軟件系統(tǒng)由世紀(jì)星組態(tài)軟件組成。首先在組態(tài)環(huán)境下設(shè)計(jì)應(yīng)用程序，再于運(yùn)行環(huán)境下運(yùn)行程序。具體分以下幾個(gè)步驟：
1）圖形界面設(shè)計(jì)
世紀(jì)星提供了豐富的繪圖控件，可完成各種圖形(如儀表盤、柜，實(shí)時(shí)曲線，歷史曲線，報(bào)表，各種參數(shù)分布圖等)的設(shè)計(jì)，用戶可以設(shè)計(jì)自己的圖形界面。
本系統(tǒng)上位機(jī)的主要界面設(shè)計(jì)為：數(shù)據(jù)顯示主界面(包括模擬量窗口、數(shù)字量窗口、控制量窗口等)、報(bào)警窗口、實(shí)時(shí)曲線窗口、歷史曲線窗口和系統(tǒng)登陸窗口。各界面之間可以互相切換。
2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
世紀(jì)星數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能強(qiáng)大，可通過各種內(nèi)部函數(shù)、運(yùn)算符、腳本程序?qū)?shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并提供數(shù)據(jù)瀏覽、各種曲線及報(bào)表等功能構(gòu)件，對(duì)存盤數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢操作，同時(shí)可以掛接外部數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)ODBC接口實(shí)時(shí)調(diào)用，可以和SQL Server、Oracle、Access等數(shù)據(jù)庫(kù)相連。
本系統(tǒng)采用世紀(jì)星與外部SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)相連的方法，各分站和總站可以同時(shí)對(duì)各個(gè)測(cè)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)瀏覽、歷史曲線、報(bào)表等操作，很好地實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。
3）功能模塊開發(fā)
世紀(jì)星已經(jīng)承擔(dān)許多功能模塊的開發(fā)（如歷史曲線等），只需輕松組態(tài)，無須煩瑣編程。剩下的主要是數(shù)據(jù)處理模塊的開發(fā)，世紀(jì)星驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)人員將對(duì)不同類型的采集數(shù)據(jù)設(shè)備開發(fā)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，使VC++編制成DLL，供世紀(jì)星采集數(shù)據(jù)調(diào)用。
至此，一個(gè)基于世紀(jì)星組態(tài)軟件的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)基本完成。
5 小結(jié)
本監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)先進(jìn)的控制理論，采用先進(jìn)、方便、實(shí)用的工控組態(tài)軟件，很好地完成監(jiān)控系統(tǒng)工程，有效地提高了監(jiān)控系統(tǒng)的效率和安全性。
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