基于Profibus現場(chǎng)總線(xiàn)的煤礦井下膠帶監控系統

三、井下膠帶監控系統的軟件結構

軟件結構部分包括WindowsNT操作系統、下位機編程軟件、上位機監控軟件。

1、下位機編程軟件本系統采用SIMATICS7-300的配套編程工具STEP7完成硬件組態(tài)、參數設置、PLC程序編制、測試、調試和文檔處理。通常，用戶(hù)程序由組織塊（OB）、功能塊（FB、FC）和數據塊（DB）構成。其中，OB是系統操作程序與應用程序在各種條件下的接口界面，用于控制程序的運行。FB、FC是用戶(hù)子程序。DB是用戶(hù)定義的用于存取數據的存儲區，本系統中它是上位機監控軟件與STEP7程序的數據接口點(diǎn)。在MPI中配置與其相對應的DB塊就可實(shí)現上位機監控軟件FIX與STEP7程序的數據接口。

2、上位機監控軟件

FIX工控組態(tài)軟件是由美國Intellution公司開(kāi)發(fā)的基于Windows9XNT的大型應用軟件，它集控制技術(shù)、人機界面技術(shù)、圖形技術(shù)、數據庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)于一身，包含動(dòng)態(tài)顯示、報警、趨勢、控制策略、控制網(wǎng)絡(luò )通信等組件，提供一個(gè)友好的用戶(hù)界面，使用戶(hù)可根據實(shí)際生產(chǎn)需要生成相應的應用軟件。

（1）與Profibus現場(chǎng)總線(xiàn)的接口

①數據流程FIX運用I/O驅動(dòng)程序從設備中讀寫(xiě)數據，每個(gè)I/O驅動(dòng)程序支持其特定硬件。對于本系統的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò )，采用MPI驅動(dòng)程序獲取其上數據。FIX組態(tài)軟件首先通過(guò)MPI驅動(dòng)程序軟件接口從現場(chǎng)的過(guò)程硬件中獲取數據，存入DIT驅動(dòng)程序映象表中（驅動(dòng)程序映象表在系統運行時(shí)實(shí)際上是一塊內存區），FIX的內部數據庫（PDB）通過(guò)SAC程序從DIT表中獲取它所需的數據，應用軟件（如FIX的畫(huà)面運行程序、報表生成程序等）都通過(guò)內部數據庫訪(fǎng)問(wèn)軟件從FIX內部數據庫中獲取來(lái)自過(guò)程硬件的信息，這樣就可以實(shí)現在工業(yè)流程畫(huà)面上動(dòng)態(tài)地顯示現場(chǎng)各過(guò)程硬件的運行狀態(tài)，數據也可以按相反的順序寫(xiě)回現場(chǎng)過(guò)程硬件，執行控制操作。相應的數據采集流程如圖4所示。

②MPI配置MPI驅動(dòng)程序的應用中很重要的問(wèn)題是STEP7和FIX的地址轉換問(wèn)題，在STEP7中設置的DB塊應轉換為MPI的DB塊，這需要在MPI配置中實(shí)現。對MPI進(jìn)行配置包括通道、設備、起始地址及其它一些參數，令MPI的DB塊與STEP7中設置的DB塊相對應，FIX的應用程序才能獲取現場(chǎng)數據。

（2）用戶(hù)界面開(kāi)發(fā)

本控制系統開(kāi)發(fā)的人機接口界面有以下幾種：

①信息顯示畫(huà)面信息顯示畫(huà)面主要顯示各膠帶當前運行狀態(tài)信息值，如當前膠帶帶速、儲煤倉的倉位以及一些故障信息，如膠帶跑偏、堵塞、打滑等，并可用不同的顏色來(lái)表示當前狀態(tài)為正常還是異常。

②設備控制畫(huà)面盡管下位機程序能實(shí)現在現場(chǎng)總線(xiàn)上的數據采集和控制信號的輸出，并實(shí)現PID控制等一些簡(jiǎn)單的控制算法，但復雜的控制功能仍需要在上位機上實(shí)現人工控制，在畫(huà)面中點(diǎn)擊相應設備按鈕就可對該設備進(jìn)行單獨控制。

③實(shí)時(shí)報警處理對系統實(shí)時(shí)采集的數據進(jìn)行判斷，發(fā)出報警信號，并按技術(shù)要求進(jìn)行處理并自動(dòng)進(jìn)行相應的設備控制，如對膠帶故障信號的解鎖及其恢復等。

④報表打印利用FIX的DDE功能開(kāi)發(fā)出實(shí)時(shí)報表并具有隨時(shí)打印功能。

⑤實(shí)時(shí)數據曲線(xiàn)顯示

監視設備重要參數的變化趨勢曲線(xiàn)，從而可以了解設備在一段時(shí)間的運行狀況。

⑥歷史趨勢畫(huà)面功能與實(shí)時(shí)數據曲線(xiàn)類(lèi)似，只是它顯示的是過(guò)去一段時(shí)間設備的運行參數值。皖北礦務(wù)局祁東煤礦井下膠帶監控系統現已投入運行，設備運轉情況良好，經(jīng)濟效益顯著(zhù)，深受用戶(hù)好評。