矿井提升机上位机监控管理系统设计

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇矿井提升机上位机监控管理系统设计范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘 要：在矿井提升机工作现场，为了进一步提高电控系统的安全性和稳定性，上位机监控系统和电气控制系统要求同步运行。通过实时数据通讯，上位机将提升机各部分的实时状态和工作情况在人机界面上以文字、图形和动画的形式传递给提升机操作人员。同时上位机监控系统还有数据记录功能，将现场采集的数据实时记录到PC中，方便了提升机的维护。

关键词：上位机；提升机；监控

引言

矿井提升机是煤矿安全生产的重要设备，对煤矿的生产、运输起着重要作用，因此，安全、可靠、灵活的提升机控制系统显得至关重要。为了更直观的反映提升机系统运行过程状态变化，以及报警故障更直接的显示、反映问题，提升机控制系统引入了上位机系统做监控使用，保障安全生产过程实时显示。

1 上位机的结构和功能

上位机系统的由工控机、UPS电源及通讯模块等硬件部分和组态软件等软件部分共同组成。提升机电控系统的上位机除了直观的显示提升机的运行状态和故障记录功能以外，还要有常用的参数设定功能。

操作人员通过和上位机给出的提升机运行状态和运行曲线的配合来完成提升和下放的任务；当有故障发生时，故障画面可以显示详细的故障信息并且实时报警；故障记录画面可以按时间顺序自动记录下各种故障代码，便于操作人员完成提升机的维护工作。

2 组态软件的选择

组态软件是进行数据采集和过程控制的专用软件，它是为用户提供快速构建工业控制监控系统的软件工具[1]。Siemens公司的组态软件WinCC是Windows Control Center的简称。WinCC集成了Microsoft SQL Server数据库，含有多种标准接口可以与自动化系统无缝集成，同时编程系统非常完善[2]。WinCC依靠其集成的ODBC/SQL数据库作为数据处理，通过HMI和各种脚本程序来实现对工业现场的监控，并集成了多种通讯协议来保障监控的实时性和准确性。

3 上位机监控系统设计

上位机监控系统作为人机界面（HMI），要求能够以动态的、可视化的界面来反映自动控制任务的工作过程[3]。在提升机的上位机监控系统设计中，其软件设计框图如图1所示。为了完成提升机的监控任务，上位机的设计思路从系统状态、系统故障和重要参数三个大方面分别设计。系统状态是从整体上反映提升机运行状况的各种参数，上位机需要实时的将提升机的系统状态显示出来。系统故障是指在上位机中添加提升机的安全回路监视以及报警记录功能。上位机还需要实时连续记录一些重要参数，如变频器电流、运行速度和生产报表等。

监控系统主画面如图2所示。上位机监控的参数包括提升行程、提升信号、速度反馈、速度给定、电机轴温度、电枢电流等。通过对提升行程和速度的实时监测来反映提升机的运行状态，同时监控电枢电流来间接监控提升力矩，防止提升过载。如果任意一个监控参数不在正常范围内，则报警模块立即启动并发出声光报警信号，并配合安全回路实施安全制动，确保系统和人员的安全。

安全回路画面如图3所示。上位机通过传感器监测安全回路的实时状态，通过安全回路画面，操作人员可以了解整个安全回路的状态，当有安全回路断开时，可以在上位机画面中找到故障的原因和位置。

运行曲线画面如图4所示，此画面里添加了速度曲线、电流曲线、形成曲线控件。通过此画面，可以直观的看到提升机的运行趋势。

上位机故障记录画面如图5所示。此画面通过主控PLC自动判断提升机故障的故障类型，并且以时间为标签记录故障发生时的重要参数。

4 结束语

上位机由工控机等硬件部分和组态软件等软件部分组成，可以实现对提升机的在线监控。WinCC作为监控系统设计的组态软件，完成了提升机上位机监控管理系统的设计。上位机通过MPI通讯方式与PLC之间实时数据通信，更直观的展现出了提升机系统提升过程中的数据变化。与以往指示灯相比，更容易判断运行过程中出现的故障，使整个提升过程可视化，将现场采集的数据实时记录到PC中，方便了提升机的维护[4]。

参考文献

[1]马国华.监控组态软件及其应用[M].北京：清华大学出版社，2001.

[2]西门子公司.深入浅出西门子WinCC v6.0[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004.

[3]樊晓虹，何凤有，马志勋.交-交变频提升机上位机监控与诊断系统研究[J].煤炭工程，2007（7）：96-98.

[4]刘志明，许军，林涛.基于PLC和触摸屏的全数字矿井提升机监控系统[A].第十六届全国煤矿自动化学术年会暨中国煤炭学会自动化专业委员会学术会议论文集[C].2006.