數(shù)據(jù)回傳技術(shù)在煤炭自動裝車系統(tǒng)的應(yīng)用

王斌

[摘? ? 要]針對煤炭企業(yè)部分自動化裝車安裝點存在通信受限，導致數(shù)據(jù)回傳無法及時完成的問題，提出數(shù)據(jù)回傳技術(shù)運用方式。即基于3G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建專用虛擬網(wǎng)絡(luò)，利用OPC服務(wù)器有效讀取煤炭生產(chǎn)現(xiàn)場內(nèi)的PLC信息，再將數(shù)據(jù)庫與OPC服務(wù)器相連接。通過數(shù)據(jù)回傳技術(shù)在煤炭自動裝車系統(tǒng)中的運用，能夠?qū)ψ詣友b車點的系統(tǒng)參數(shù)進行有效監(jiān)控和分析，從而能夠?qū)ο到y(tǒng)可能出現(xiàn)的問題進行預(yù)判，在最短時間內(nèi)進行反饋和響應(yīng)。同時能夠根據(jù)回傳數(shù)據(jù)及時找到緊急突發(fā)問題的發(fā)生原因，對整個生產(chǎn)系統(tǒng)的安全性具有良好保證。

[關(guān)鍵詞]數(shù)據(jù)回傳技術(shù);煤炭自動裝車系統(tǒng);運用

[中圖分類號]TD634 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）04–00–02

Application of Data Return Technology in

Coal Automatic Loading System

Wang Bin

[Abstract]This paper aims at the problem of limited communication in some automated loading installation points of coal enterprises， which leads to the inability to complete data return in time， and proposes the application of data return technology. That is to build a dedicated virtual network based on the 3G network， and use the OPC server to effectively read the PLC information in the coal production site， and then connect the database to the OPC server. Through the application of data return technology in the coal automatic loading system， the system parameters of the automatic loading point can be effectively monitored and analyzed， so that the possible problems of the system can be predicted， and feedback and response can be made in the shortest time. . At the same time， it can find out the cause of emergent problems in time based on the returned data， which has a good guarantee for the safety of the entire production system.

[Keywords]data return technology;coal automatic loading system;application

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展進步，數(shù)據(jù)回傳技術(shù)在生產(chǎn)生活中得到比較廣泛的應(yīng)用。在煤炭工業(yè)生產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)，將其運用到煤炭自動化裝車系統(tǒng)中，能夠?qū)崟r反饋生產(chǎn)運行情況，并進行追蹤分析等，保證生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可及時回傳到分析管理系統(tǒng)中。但在實踐應(yīng)用時，由于部分煤炭自動化裝車點距離較遠，受到通信距離的影響導致數(shù)據(jù)回傳不及時等情況。為應(yīng)對這一狀況，提出3G模式下的自動裝車系統(tǒng)數(shù)據(jù)回傳技術(shù)方法。

1 煤炭自動裝車系統(tǒng)的構(gòu)成

1.1 監(jiān)測系統(tǒng)

監(jiān)測系統(tǒng)是通過傳感器對各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行有效的監(jiān)測，并將被測信號通過電信號的方式傳遞給控制系統(tǒng)。在開展監(jiān)測工作時，主要針對對象有車輛、稱重以及料位等。其中車輛監(jiān)測即是準確對車輛進行識別和定位，利用車輛定位傳感器來準確識別車輛位置，并將相應(yīng)信息反饋傳遞給控制系統(tǒng)，以此準確控制溜槽升降，便于開展自動裝車作業(yè)。在當前煤炭企業(yè)的生產(chǎn)工序中，比較常用的傳感器包括對射式光電傳感器以及超聲波位置傳感器等;稱重監(jiān)測是利用稱重傳感器對定量倉的重量進行測定，傳感器將重力信號轉(zhuǎn)換為可快速傳輸?shù)碾娦盘?，向分析管理系統(tǒng)反饋稱重信息。當前比較常用的、效果最好的有應(yīng)變式傳感器，其具有良好的線性特征。對于傳感器在自動裝車系統(tǒng)中的安裝，一般是車站的鋼結(jié)構(gòu)橫梁上。所以相對來說，其工作環(huán)境比較惡劣，使用次數(shù)較為頻繁。通過數(shù)據(jù)回傳技術(shù)可準確反饋其稱重結(jié)果，提高控制精準度;料位監(jiān)測系統(tǒng)是對緩沖倉的料位高度進行檢測的子系統(tǒng)，目的是避免緩沖倉出現(xiàn)空倉或者滿倉的情況，防止對自動裝車系統(tǒng)的連續(xù)性產(chǎn)生影響。通常是采用非接觸測量的監(jiān)控方式，比如超聲波式、雷達式、射電式等。

1.2 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)則是利用PLC進行控制，通過可編程控制其與人機界面圖形操作終端，可實現(xiàn)單體設(shè)備的數(shù)字精準定位操控、系統(tǒng)設(shè)備集中控制運行等。在煤炭生產(chǎn)過程中，依據(jù)對車輛、稱重以及料位的監(jiān)測，控制液壓閘門、溜槽和給煤輸煤等設(shè)備。在控制中具有非線性、強耦合和強干擾性，并且部分參數(shù)難以被描述成為確切的函數(shù)關(guān)系，所以其需要更為智能化的控制方法，比如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制等。為保障控制系統(tǒng)發(fā)揮實際的操控作用，需要保證生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息傳輸具有高效性、及時性?；诖耍瑧?yīng)當合理運用數(shù)據(jù)回傳技術(shù)提高自動裝車效率，推動生產(chǎn)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

2 3GVPN雙向數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)應(yīng)用

2.1 3G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

3G網(wǎng)絡(luò)是指采用第三代移動通信技術(shù)的線路以及設(shè)備等鋪設(shè)而成的通信網(wǎng)絡(luò)，其主要是利用支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通信技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)快速傳輸。在當前新時代下，我國的通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)發(fā)展到5G時期，但考慮到煤炭工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)目前對網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性，3G網(wǎng)絡(luò)是當前最為適用的虛擬通信網(wǎng)絡(luò)。在未來發(fā)展進程中，隨著5G技術(shù)越來越成熟，煤炭自動化裝車系統(tǒng)越來越智能化，3G網(wǎng)絡(luò)將會轉(zhuǎn)變向5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，不過就目前而言，5G技術(shù)與現(xiàn)有配套系統(tǒng)的適用性，還有待深入研究。在運用3G網(wǎng)絡(luò)時，可同時實現(xiàn)通話、信息發(fā)送等即時通信[1]。針對煤炭自動化裝車點距離較遠的問題，則是改善以往的有線網(wǎng)絡(luò)連接方式。利用3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)則能夠?qū)崿F(xiàn)無線接入，實現(xiàn)與煤炭自動化裝車系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸。通常情況下，在應(yīng)用3G網(wǎng)絡(luò)時，主要是選擇IPsec的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)連接方式，其是安全聯(lián)網(wǎng)的長期發(fā)展趨勢，能夠借助端對端的安全性，主動提供保護，在一定程度上能夠防范專用網(wǎng)絡(luò)以及互聯(lián)網(wǎng)的攻擊。另外，在煤炭自動化裝車系統(tǒng)中，因為裝車現(xiàn)場系統(tǒng)與分析管理系統(tǒng)的連接方式為站點到站點，因此應(yīng)當建立隧道模式的VPN通信，并將兩個系統(tǒng)作為3GVPN連接的發(fā)起方以及響應(yīng)方，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)回傳奠定良好基礎(chǔ)。

2.2 利用OPC數(shù)據(jù)傳輸機制

對于自動化裝車系統(tǒng)的生產(chǎn)運行，當前主要是依托PLC程序進行操控，有利于將數(shù)據(jù)經(jīng)過OPC服務(wù)器，再上傳到上位機的數(shù)據(jù)庫中。當建立3GVPN通信網(wǎng)絡(luò)后，則能夠?qū)F(xiàn)場生產(chǎn)系統(tǒng)中的PLC控制程序等與分析管理系統(tǒng)的上位機連接在同一局域網(wǎng)中。因此PLC信息的讀取以及下發(fā)，均可通過OPC服務(wù)器進行執(zhí)行。同時為保障數(shù)據(jù)庫內(nèi)的記錄點能夠與OPC服務(wù)器數(shù)據(jù)點之間形成對應(yīng)連接，則需要采用相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集軟件，以發(fā)揮有效的監(jiān)控作用。一旦數(shù)據(jù)點達到需要記錄的對應(yīng)限值，則可通過數(shù)據(jù)采集軟件的開啟記錄產(chǎn)生的數(shù)據(jù)[2]。

一般情況下，在數(shù)據(jù)記錄過程中，會出現(xiàn)兩種情況。①在系統(tǒng)正常的工作條件下，數(shù)據(jù)軟件會進行日常的、周期性的數(shù)據(jù)采集以及上傳活動。②當系統(tǒng)出現(xiàn)異常的狀況下，比如突發(fā)事件等，數(shù)據(jù)采集軟件會對一些特定的數(shù)據(jù)進行記錄，并對故障數(shù)據(jù)信息進行追溯和分析，從而能夠準確地定位故障發(fā)生原因，有利于充分保證系統(tǒng)的安全性，最后再將記錄數(shù)據(jù)反饋到生產(chǎn)系統(tǒng)的PLC控制程序中。

2.3 雙向數(shù)據(jù)傳遞的具體應(yīng)用

在實際的煤炭自動化裝車系統(tǒng)中，對于雙向數(shù)據(jù)的傳遞技術(shù)具有較為廣泛的應(yīng)用。①利用數(shù)據(jù)提取能夠?qū)ρb車站的配煤參數(shù)等進行分析，可結(jié)合具體情況，確定最佳的配煤參數(shù)。同時將其及時反饋到PLC系統(tǒng)中，有效執(zhí)行合理的配煤參數(shù)。②基于數(shù)據(jù)提取能夠有效監(jiān)控閘門的電磁閥動作次數(shù)，一旦當其超過使用期限而觸發(fā)存儲過程時，就會先向PLC系統(tǒng)傳遞信息參數(shù)，促使電磁閥停止工作狀態(tài)。與此同時還會有效觸發(fā)第三方軟件來警示系統(tǒng)負責人及時對設(shè)備進行檢查或更換[3]。

2.4 設(shè)計數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

在煤炭自動化裝車系統(tǒng)中，為保障數(shù)據(jù)回傳技術(shù)有效發(fā)揮實效，應(yīng)當合理設(shè)計數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)。即數(shù)據(jù)上傳時，建立與其對應(yīng)的存儲數(shù)據(jù)庫。以煤炭自動裝車站液壓系統(tǒng)為例，其作為整個系統(tǒng)重要的組成部分，對電磁閥工作次數(shù)、液壓泵站油溫以及液位等均有進行實時監(jiān)控的需求。通過合理設(shè)計數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)能夠?qū)崟r記錄監(jiān)控回傳的數(shù)據(jù)信息，有利于及時反饋和報警，能夠有效保證液壓系統(tǒng)安全性。其設(shè)計思路如下：

（1）收集液壓站的相關(guān)資料和信息，形成完善的設(shè)備檔案，為數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計提供依據(jù)和參考。

（2）對液壓站中包含的所有重要傳感器，進行常規(guī)數(shù)據(jù)記錄。

（3）當系統(tǒng)中的液壓站傳感器發(fā)生異常或故障問題時，要保證數(shù)據(jù)庫能夠及時記錄異常數(shù)據(jù)或故障信息。

（4）準確記錄電磁閥的動作次數(shù)。當超過設(shè)置限值時，數(shù)據(jù)庫要將其記錄為報警值。

（5）在系統(tǒng)反饋報警信息后，數(shù)據(jù)庫要及時將維護記錄儲存在檔案中。

（6）如果在液壓站維護過程中，按照實際情況需要對設(shè)備進行更換，則應(yīng)當將其詳細信息記錄在檔案內(nèi)[4]。

3 數(shù)據(jù)回傳技術(shù)在煤炭自動裝車系統(tǒng)的運用

在煤炭自動裝車系統(tǒng)中應(yīng)用數(shù)據(jù)回傳技術(shù)，主要體現(xiàn)在優(yōu)化自動裝車系統(tǒng)參數(shù)、自動推送生產(chǎn)信息以及及時發(fā)送緊急突發(fā)事件信息等方面，以此確保煤炭自動化裝車系統(tǒng)有序、穩(wěn)定運行。

3.1 優(yōu)化自動裝車系統(tǒng)參數(shù)

在實際運用時，煤炭自動裝車所具備的電控系統(tǒng)，可以按照車輛的不同性質(zhì)、不同安裝情形以及不同煤種等，合理設(shè)置各項系統(tǒng)參數(shù)。同時煤炭自動化裝車系統(tǒng)可以通過數(shù)據(jù)記錄與提取，幫助操作人員分析出最為合理、最高效的系統(tǒng)參數(shù)。此外，通過數(shù)據(jù)回傳技術(shù)能夠全面、實時地監(jiān)控和分析系統(tǒng)參數(shù)，有利于事前對系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障或問題進行預(yù)判，從而最大限度地保證其安全性。一旦發(fā)生故障或異常工況，則借助數(shù)據(jù)回傳技術(shù)對所有記錄數(shù)據(jù)開展深入分析，能夠比較快速、便捷、準確地定位問題發(fā)生原因。

3.2 自動推送生產(chǎn)信息

在煤炭生產(chǎn)過程中，煤炭企業(yè)的相關(guān)管理人員以及財務(wù)人員等，通常會對實際生產(chǎn)現(xiàn)狀開展統(tǒng)計和結(jié)算工作。當自動裝車點數(shù)量較多時，則能夠利用數(shù)據(jù)回傳技術(shù)，將各個自動裝車點的信息進行匯集。借助自動化裝車系統(tǒng)與分析管理系統(tǒng)的連接，將生產(chǎn)信息推送到分析系統(tǒng)中，從而能夠?qū)γ刻臁⒚總€自動裝車點的具體作業(yè)情況進行匯總。再利用外部報表程序等對記錄的數(shù)據(jù)開展整理和分析處理，形成煤炭生產(chǎn)報表。最后推送到管理人員或財務(wù)人員的通信設(shè)備上，以實現(xiàn)對生產(chǎn)信息的實時了解和掌握。

3.3 及時發(fā)送緊急突發(fā)事件信息

數(shù)據(jù)回傳技術(shù)在煤炭自動裝車系統(tǒng)中的運用，還體現(xiàn)在能夠及時發(fā)送緊急突發(fā)事件信息。由于煤炭生產(chǎn)具有一定的風險性，當生產(chǎn)現(xiàn)場發(fā)生緊急事件時，相關(guān)管理負責人需要第一時間掌握相關(guān)信息和情況。通過數(shù)據(jù)回傳技術(shù)則能夠在突發(fā)事件發(fā)生后，快速收集報警點的現(xiàn)場信息，再將其傳遞到上位機中，從而有效觸發(fā)上位機的觸發(fā)器，進而啟動外部的報警程序。同時可將突發(fā)事件的相關(guān)信息，以電子郵件或者短信等通信方式發(fā)送到各個負責人手中，為科學處理和決策提供有效的依據(jù)和支持。

4 結(jié)束語

在煤炭自動裝車系統(tǒng)中運用數(shù)據(jù)回傳技術(shù)，依靠3G網(wǎng)絡(luò)和雙向數(shù)據(jù)傳遞技術(shù)。通過回傳技術(shù)能夠?qū)ψ詣友b車點的系統(tǒng)參數(shù)開展有效的監(jiān)控分析工作，準確預(yù)判可能發(fā)生的故障或問題，及時響應(yīng)和反饋，有利于充分保證系統(tǒng)的安全性和可靠性。因此數(shù)據(jù)回傳技術(shù)的應(yīng)用，對煤炭自動裝車系統(tǒng)控制具有積極作用?；趦?yōu)化自動裝車系統(tǒng)參數(shù)，自動推送生產(chǎn)信息，及時發(fā)送緊急突發(fā)事件信息等，提高煤炭自動化裝車系統(tǒng)的應(yīng)用效率，為生產(chǎn)活動提供便利服務(wù)。

參考文獻

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