世纪星组态软件在煤矿筒仓安全监控系统中的应用

1 前言

筒仓的安全监控系统又称防爆系统，系统设计的主要目的是为保证筒仓的安全运行，对于以贮煤为主的超大型筒仓来说，一旦发生事故，就有可能影响到整个钢厂的运行和安全，安全监控通过实时监控网络或主机活动，监视分析用户和系统的行为，审计系统配置和漏洞，评估敏感系统和数据的完整性，识别攻击行为，对异常行为进行统计和跟踪，识别违反安全法规的行为，使用诱骗服务器记录黑客行为等功能，使管理员有效地监视、控制和评估网络或主机系统。对电力系统实际运行状况的在线识别和动态显示。安全监控需要整个电力系统的实时数据（信息）。需检测的信息有如下几种：有功潮流、无功潮流、支路电流、母线电压、母线有功注入功率和无功注入功率、频率、电能表读数、断路器状态及操作次数、隔离开关刀闸的位置、保护继电器操作状态、变压器分接头的位置、各变电所状态、各种报警等。通常采用彩色屏幕显示器动态地向调度员显示电力系统的运行状态。

安全监控还包括对运行约束条件的检查。当发现有违反约束条件时立即向调度员报警，以便确定电力系统是否接近事故状态，还是已处于事故状态。实时数据的收集任务由通道和远动装置进行。收集来的数据信息须经过简单滤波，舍去明显不合理数据后送入数据库。通过状态估计还可获得不能由远动装置直接得到的数据（如电压相角），并可对错误数据进行检测、识别和剔除，使实时数据库更加完善。安全监控的另一重要功能是确定网络结构。

2 系统方案

筒仓安全监控的对象有煤的温度、煤尘的浓度、筒仓内气体中一氧化碳和烟雾的浓度、瓦斯气体（甲烷和丙烷）、筒仓料位等。温度是贮煤自燃的首要条件，煤尘亦是导致爆炸的重要条件之一，一氧化碳和烟雾的浓度反映了贮煤自燃的程度，煤的贮量涉及到贮存期的管理。

安全系统 由与生产安全问题有关的相互联系、相互作用、相互制约的若干个因素结合成的具有特定功能的有机整体。在工业企业里，人——机系统、安全技术、职业卫生和安全管理构成了一个安全系统。它除了具有一般系统的特点外，还有自己的结构特点。第一，它是以人为中心的人机匹配、有反馈过程的系统。因此，在系统安全模式中要充分考虑人与机器的互相协调。第二，安全系统是工程系统与社会系统的结合。在系统中处于中心地位的人要受到社会、政治、文化、经济技术和家庭的影响，要考虑以上各方面的因素，系统的安全控制才能更为有效。第三，安全事故（系统的不安全状态）的发生具有随机性，首先是事故的发生与否呈现出不确定性；其次是事故发生后将造成什么样的后果在事先不可能确切得知。第四，事故识别的模糊性。安全系统中存在一些无法进行定量的描述的因素，因此对系统安全状态的描述无法达到明确的量化。安全系统工程活动要根据以上这些特点来开展研究工作，寻求处理安全问题的有效方法。

系统的安全系统设备由相关备厂家提供，通过强大的PLC控制器S7-300控制确保整个筒仓的安全运行。由于筒仓的检测对象分散，且数量众多，本系统采用30个分布式模块，通过实时的工业总线RS485总线通信，满足监控筒仓的需要。分布式模块选用研华公司ADAM系列模块，该模块具有经济耐用，可靠性高，通信功能强大的特点，为了使人机界面与设备之间有良好的兼容性，选取世纪星组态软件作为人机界面软件，如图1所示。

3 系统特点

3.1流程显示效果好

各个生产设备的数据均可集中到一个统一的工艺流程图中显示，从而极大方便了设备管理，另外世纪星集成了丰富的工艺设备图库，可以方便的开发出形象逼真的工艺流程图，画面支持3D方式动态显示各个设备的状态、实时值等，显示效果十分理想，如图2，3，4，5所示。

图1 筒仓安全监控系统结构图

图2 筒仓数据一览图

图3 筒仓料位图

图4 筒仓升降机状态图

图5 筒仓探头分布图

3.2串口通信能力强

通过世纪星强大的分时多设备通信技术，可以在多核CPU上实现更快的数据采集，本工程中世纪星能快速稳定的和32个RS485接口的分布式设备通信，数据采样速率20ms/次，数据刷新率55ms/次，满足了筒仓安全实时监控的要求。

4 结论

本系统充分利用世纪星组态软件强大的多串口分时通信技术，确保整个筒仓的多个串口通信设备的实时数据采集与显示，世纪星组态软件冗余通信程序的算法，保证整个安全监控系统的稳定运行，极大的提高安全系统的可靠性。