基于WinCC的煤矿顶板动态信息监测系统的设计与实现

发布时间：2017-04-02 19:15

  本文关键词：基于WinCC的煤矿顶板动态信息监测系统的设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文设计的基于Win CC的煤矿顶板动态信息监测系统是应山西煤炭运销集团科学技术研究有限公司的委托,设计并实现该公司KJ504煤矿压力监测系统的上位机软件。KJ504煤矿压力监测系统包括5个子系统,即支架阻力监测系统、顶板位移监测系统、锚杆应力监测系统、锚索应力监测系统、煤柱应力监测系统。本设计主要实现在上位机软件上对各子系统数据进行采集、显示、存储、分析和报表输出的功能。在对现场进行考察,了解分析现存软件优点和不足的基础上,提出以Win CC组态软件为开发平台,MS SQL2005为后台数据库,辅以VBScript编程语言对顶板动态信息监测系统进行发开的设计思路,并提出系统总体设计方案。在系统开发过程中,重点研究、解决以下关键问题:(1)井下数据分站的通讯协议为非标准通讯协议,Win CC不提供该设备的驱动,因此设计了OPC Server作为通讯接口,Win CC作为OPC DA客户机,实现分站与上位机的通讯。(2)煤矿开采是一个动态过程,在回采和掘进过程中,巷道长度在变化,安装在巷道中的传感器数量也在变化,为了在监控界面上及时反映这种动态过程,同时针对支护监测是以井巷断面组织,而每一个断面布置的传感器类型基本相同,为便于现场工程组态,提出了对不同类型传感器进行“封装”的思路,在数据组织上对变量实行有序化命名,实现过程变量的统一、有序化管理。(3)根据液压支架的工作原理和支架工作特性曲线,结合工程师实际工作经验,采用差分思想,从现场参数中分析、提取出支架初撑力等结构化参数,进而对工作面推进度及周期来压进行分析。(4)系统使用Win CC集成的SQL2005数据库实现过程值归档功能,利用自定义数据库,对数据分析结果进行标记、存储,利用VB脚本实现Win CC对过程值归档数据库、自定义数据库、Excel报表模板的直接访问,完成复杂报表输出功能。(5)利用第三方控件Tee Chart,实现空间趋势图的绘制,进一步完善系统图形功能。系统测试工作已在山西煤炭运销集团科学技术研究有限公司完成。经过测试和完善,系统已用于山西煤炭运销集团阳城四侯煤业有限公司和三元王庄煤业有限公司生产矿井,系统运行情况良好,为煤矿安全生产提供了可靠的数据。
【关键词】：巷道 顶板动态 监测系统 WinCC SQL数据库
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD326;TP274
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-12
• 第1章 绪论12-16
• 1.1 课题背景12
• 1.2 国内外研究现状12-13
• 1.3 课题研究目的和意义13
• 1.4 论文研究内容13-16
• 第2章 监测系统设计方案16-24
• 2.1 系统需求分析16-19
• 2.1.1 井下系统介绍16-18
• 2.1.2 系统功能分析18
• 2.1.3 系统性能分析18-19
• 2.2 系统技术方案选择19-21
• 2.2.1 系统技术方案确定19-21
• 2.2.2 项目技术路线21
• 2.3 系统总体设计21-22
• 2.4 本章小结22-24
• 第3章 支架初撑力提取方法及关键组态技术研究24-48
• 3.1 支架阻力数据处理研究24-35
• 3.1.1 支架工作特性24-27
• 3.1.2 基于差分思想的初撑力提取方法27-33
• 3.1.3 工作面推进度及来压周期分析算法33-35
• 3.2 监测系统设计中关键组态技术研究35-45
• 3.2.1 系统变量属性管理35-38
• 3.2.2 界面元件封装设计38-41
• 3.2.3 基于Teechart控件绘制空间趋势曲线41-43
• 3.2.4 基于Excel实现报表输出43-45
• 3.3 本章小结45-48
• 第4章 四侯煤业实际监测系统设计与实现48-72
• 4.1 四侯煤业项目概况48-50
• 4.2 监控系统设计思路50-51
• 4.3 与数据分站通讯实现51-54
• 4.3.1 OPC服务器与数据分站通信52-53
• 4.3.2 WinCC与OPC服务器通讯53-54
• 4.4 数据库设计54-59
• 4.4.1 过程值归档数据库设计54
• 4.4.2 用户归档数据库设计54-56
• 4.4.3 自定义数据库设计56-57
• 4.4.4 WinCC直接访问数据库实现57-59
• 4.5 支架阻力数据处理实现59-64
• 4.5.1 初撑力分析59-62
• 4.5.2 推进度分析62-63
• 4.5.3 周期来压分析63-64
• 4.6 菜单结构设计64-66
• 4.7 HMI设计66-68
• 4.7.1 元件属性设置界面66
• 4.7.2 数据实时监测界面66-67
• 4.7.3 历史数据查询界面67-68
• 4.8 报表设计68-71
• 4.9 本章小结71-72
• 第5章 系统测试及应用72-82
• 5.1 系统使用操作步骤72
• 5.2 WinCC与OPC服务器的连接测试72-73
• 5.3 系统整体功能测试73-78
• 5.4 系统实际运用情况78-80
• 5.5 本章小结80-82
• 第6章 总结与展望82-84
• 6.1 总结82-83
• 6.2 展望83-84
• 参考文献84-88
• 致谢88-90
• 攻读学位期间发表的学术论文90

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