OPC协议在唐钢南区环保风机集控中的应用.pdf

TECHNOLOGY AND INATION工业与信息化 科学与信息化2018年2月下 93 OPC 协议在唐钢南区环保风机集控中的应用 刘海鹏 唐钢能源科技分公司 河北 唐山 063000 摘 要 本文介绍唐钢南区环保风机分布分散，跨度大，现场环境复杂，数据大多在以前的数据系统里，如 果增加PLC再对数据进行采集，施工难度大，成本过高，而且浪费了大部分资源，需要从以前的数据系统里 采集数据。 关键词 环保风机；PLC采集数据；风机电机 前言 唐钢南区环保风机分布分散，跨度大，现场环境复杂， 数据大多在以前的数据系统里，如果增加PLC再对数据进行 采集，施工难度大，成本过高，而且浪费了大部分资源，需 要从以前的数据系统里采集数据。在采集数据期间调研发现 各区域内的除尘风机系统由各分散的子系统构成，且各子系 统往往采用了不同厂家的设备和方案，就PLC系统而言就有 Allen-Bradley、SIEMENS、Ovations、Schneider四种不同类 型的系统，这样就需要解决分散子系统间的数据共享，各子 系统需要统一协调相应控制指令。所以选择了一个所有自动 化软件都支持的OPC协议来进行数据采集，OPC的结构是客 户机服务器模式。各个OPC客户程序通过OPC标准接口对各 OPC服务器管理的设备进行操作，而不需关心服务器的实现 细节及设备内部的具体细节。OPC把开发访问接口的任务放 在硬件生产厂家或第三方厂家，以OPC服务器的形式提供给 用户，解决了软、硬件厂商的矛盾，完成了系统的集成，提 高了系统的开放性和可互操作性。 1 数采方式 1.1 从WINCC系统采集数据 PI接口机使用其中一块网卡连接底层网络，在上面安 装接口软件读取本地的WINCC系统数据，通过以太网把数 据传送到PI接口机，PI接口机另外一块网卡通过防火墙向 PI服务器传送数据，由于PI接口机向PI服务器传送数据使 用5450端口，只需要防火墙开放5450 端口即可保证数据传 输，也可以保证网络安全。 1.2 从Ovation系统采集数据 3200m高炉采用的是Ovation DCS控制系统，包括监控 层和管理层两层结构，Ovation开放式的结构提供了多种与 PLC的集成方式，可以通过双数据链接卡实现与PLC设备的 冗余链接，也通过控制器上的以太网口实现与第三方设备 相连，还可以交换机端口直接链接第三方设备。运用第三 方OPC软件Kepware通过TCP/IP协议实现数据的采集。 1.3 从Allen-Bradley系统中采集数据 针对Allen-Bradley系统直接在工艺操作的操作站上安装 一块网卡，通过系统自带的RSLinx来实现OPC的配置，首 先选择Ethernet device的以太网通讯方式，在连接的设备中 输入PI系统服务器的IP地址，再建立DDE/OPC的Topic通讯 关联，就可以从AB下位机程序RSLOGIX5000中读取所需要 的变量。 1.4 从PLC采集数据 使用太极嵌入式工业智能网关将网关机连入到PLC的 工业网中，进行数据采集。TJGW智能网关是一款全新的 工业数据采集转发设备，集通信接口服务器、工控机、工 控软件于一体的智能设备。具有以下的基本功能支持多 种通讯链路，如RS-232/422/485、CAN、以太网、GPRS/ WCDMA/CDMA2000等；支持采集工业现场的多种工业设 备协议，并以多种工业设备协议向其他系统或设备提供数 据分发服务.如OPC、Modbus、IEC61850、IEC60870、 DNP3、PLC；支持众多高级的功能特性，如脚本系统， 数据存储，设备报警，触发器，远程同步更新，网管系统 等；基于互联网的应用开发，交流互动，在线调试，技术 支持；图形化的操作配置。 采集方案 （1）针对PLC型号、寄存器地址等信息配置网关，配 置文件上载网关。 ① 建通道（映射实际通讯连接的各种通讯链路和通信 协议），采用TCP协议； ② 连设备（定义与设备通讯的相关参数），定义与西 门子S7-300 PLC的通讯参数； ③ 定义IO点（按需定义采集的信号在设备中），设置 所有IO点为只读属性； （2）设置采集频率，查看数据写入PI服务器正常，远 程情况网关进行配置。 1.5 从DAP2004可鲁网关采集数据 （下转第95页） 科学与信息化 2月下 内文.indd 932018/3/22 143041 TECHNOLOGY AND INATION工业与信息化 科学与信息化2018年2月下 95 综上所述，二层煤直接顶由下位的松软层与上位较 稳定的砂质页岩（或砂岩）组成。这种顶板（一般叫“复 合顶板”）一经暴露，就存在离层趋势。因为松软层下沉 速度快、变形能力强、易松散流失。若切眼施工质量差， 掘进和安装时间拖得过长，则在回采之前就已发生离层。 在回采工作面初放阶段，上位岩层尚处于双支梁稳定状态 时，下位的松软层已处于悬臂梁急剧下沉状态，其下沉速 度之悬殊是很大的，因此，离层的趋势也最大。 另一方面，从回采工艺、支护手段和底板条件看， 也给顶板离层提供了极其充分的外部条件。从回采工艺来 看，在割煤过程中，存在大面积移动支架的工序；从支护 手段看，液压支架的前移，有一个“降架、前移、升架、 支撑”的过程，支架由初始的工作阻力经过移架工序，再 次恢复到初始的工作阻力，这一过程中存在着顶板下沉的 幅度；从底板条件看来，二层煤底板是松软底板，支架底 座易下沉。 综上所述，既有离层趋势，又有离层条件，因而，松 软层顶板离层的发展速度是很快的[3]。 4 回采工作面推进速度问题 众所周知，回采工作面推进速度愈慢，则矿山压力 显现愈严重。通过以上分析不难看出，“三软”煤层工作 面初次放顶期间，若工作面推进速度慢，必然带来直接顶 离层扩展、松软层顶板破碎、开采漏顶频繁，甚至演变为 大面积的空顶区（支架上方松软层煤岩松散流失，支架空 顶）支架变形，沿煤壁切顶或沟裂，跨工作面事故一触即 发。几乎没有一次跨面事故不是在工作面推进缓慢的情况 下发生的。 然而，工作面推进速度受到诸多因素的制约，有时想 快快不了，形成恶性循环。例如工作面长度过大，不能 实现正规循环；切眼条件不好（切眼位于二层煤倾斜媒柱 支撑压力影响范围内，或位于断层破碎带、构造应力集中 区，或掘进时破坏K1夹矸等），开采空难；回采工艺选择 不当、职工队伍素质低、管理不善等，都可能造成工作面 推进缓慢，产生恶性循环。这是应该特别注意的[4]。 5 应对措施 5.1 切眼应按伪倾斜布置 伪倾斜回采，可以避免“松软层”中产生水平拉应 力，可以防止工作面支架顶上的“自由”块体向采空区方 向移动或流失（见图1），但伪倾斜的角度不易过大，以 免支架顶上的松散物在煤壁附近发生局部冒顶时大量向煤 壁流动。石嘴山矿区的二、三煤层切眼，受矿区地质构造 影响，其切眼布置点具有构造多、倾角大、层位不均等特 点，笔者认为相对于150m左右的工作面，倾角在17 ～25 之间时，以上部超前于下部10m左右为宜（即伪斜4）。 5.2 控制切眼层位及采高 掘进施工切眼时，应尽可能确保标志层位的稳定，诸 如二层煤的K1夹矸通常是控制顶板的最佳层位，切眼施工 应尽可能确保沿K1夹矸或稍高于K1夹矸，以确保回采过程 中有可靠的层位做顶板。 5.3 初次放顶阶段，控顶距不易过大 因为，控顶距越大，控顶时间越长，离层的危险性也 就越大。因此，工作面回采期间，在工序的安排上一定要 做到跟机拉架，及时控制顶板，减少顶板离层。 5.4 铺网回采，控制顶板 受地质构造影响，切眼处多构造，层位有紊乱现象， 因此回采时，顶板作为一个整体，其稳定性极差，需人工 铺设一“假顶”，提高其稳定性。因此初采初放期间，可 采取全断面铺网回采的方法。 参考文献 [1] 田智明,任其川.“三软”煤层采煤工作面顶板管理的实践与 认识[J].煤炭科技,2001,0345-47. [2] 薛勇.大采深三软煤层伪俯斜工作面顶板水治理探析[J].硅 谷,2013,1770. [3] 雷鸣.综放工作面顶板管理理论分析与实践[J].内蒙古煤炭 经济,2017,01101-102. [4] 郭新宇.综采工作面顶板控制与管理探讨[J].江西煤炭科 技,2017,0195-96. 作者简介 刘磊磊（1986－），男，宁夏银川市人；学历本科，现就 职单位神华宁煤集团汝箕沟无烟煤分公司，研究方向主要从事 安全检查工作。 部分风机电机的运行参数是通过PM800电力参数测量 仪对电机电流，电压，有功功率，无功功率等数据进行采 集通过EGX100以太网关连接到可鲁网关上，可鲁网关对数 据进行编译后通过网络传输到IO Sever服务器。可鲁网关是 基于DAP平台开发的，依托DAP嵌入式实时数据库系统的 组态功能和Script编程能力，可有效地满足各种类型数据的 转换和算术运算以及逻辑运算处理需求，既是服务器又是 客户端，提供处理和传输数据的功能[1]。 2 结束语 利用OPC接口通信技术实现对不同PLC，非PLC控制 除尘系统与上层系统之间的数据交互；实现了复杂分散的 现场环境下数据的整合，为除尘风机的系统集控节省了时 间和成本。以能源计量系统为平台建立的除尘风机集中监 控，是能源计量资源的深度开发，实现了除尘风机的物联 网系统，为钢铁企业实现各种用能、生产设备的物联网建 立提供了新的模式。 参考文献 [1] 刘莉,李祥.唐钢能源管理系统解析[J].电气传动,2013,431 71-74. （上接第93页） 科学与信息化 2月下 内文.indd 952018/3/22 143041