基于工业以太网远程数据采集系统的设计

　　1 引言

　　随着科学技术的发展，煤矿生产规模不断的扩大，电气设备也不断的增多，并逐渐向电气化自动化方向发展，为了保证煤矿企业的安全生产，采用计算机实现远程监测监控和管理数据化，生产管理自动化，操作简洁，最终达到安全生产，提高煤产量。新型的SCADA数据采集系统采用了工业以太网络交换机、智能I/O模块，工业控制器和各类煤安传感器构成远程煤矿监控系统，实现网络化的实时数据采集和数据存储，动作控制以及提前预测。

　　2 煤矿大型设备数据采集系统介绍

　　2.1 整个系统结构介绍

　　工业环型以太网监测系统是一个易扩展开放式的监控系统，是目前世界上先进的过程自动化系统开放式解决方案，是面向工厂自动化的新一代开放式SCADA(易扩展开放式的监控系统)。网络设计方案中由监控总站的管理计算机、数字服务器、视频服务器、环网交换机和各种矿用仪器仪表搭建而成。系统的主干网采用100M的工业以太网技术，用以保证各监测，监控信息进行高速传输和交换，保证系统的实时性。主干网在设计时具有冗余性，设备具有纠错能力，具有灵活性和可扩展性，保证了高可靠性，同时还能支持多种网络协议。主干网的连接采用光纤分布式数据接口(FDDI)，整个系统环形网络的拓扑结构如图(1)所示。

　　整个矿区很大，分布较广由一个监控总站，多个监控分站组成，具体分别为远程网络监控总站、机运区分站、副立井分站、副斜井分站、空压机分站、多个风机分站、中央泵房分站、主斜井皮带机分站、运输大巷皮带机分站、运销站分站等。现场所需要采集的模拟量为441个，开关量209个，脉冲量4个，其中具有R485通讯口的后备保护装置及仪表有46个。系统在每个区建立子系统/分站，每一个分站既是下位机也是上位机，子系统亦能独立处理本系统的命令，采取分布式控制，危险分散，局域瘫痪不至于影响整个系统的正常运行，从而保障了整个系统的正常运行。

图(1) 远程环形网络监控系统拓扑结构

　　2.2 子系统结构：

　　由于各子系统大型设备采集的数据原理及其相似，下面是以副立井绞车房为例来说明器分站的结构和组成。该监控分站子系统如下图所示，系统通过实时环型工业以太网交换机接入主干网，现场设备主要有以太网I/O集中器，16路模拟量输入模块，8路高速计数器模块，16路开关量输入模块，电源模块，监控计算机。各个子系统采用的软件是组态王6.5，该组态软件可实现动态数据,画面监视,历史数据分析，历史趋势曲线生成,实时报警功能,内容丰富,界面生动,保持了良好的人机对话。副立井系统图如下图(2)：