智能化选煤厂全网通信息系统及其数据采集与交换的方法技术方案

智能化选煤厂全网通信息系统，包括全厂生产控制系统、生产辅助子系统、安全保障系统、视频监控系统、安全保障系统以及上层信息管理系统，还配置有数据交换平台，将全厂生产控制系统、生产辅助子系统、安全保障系统、视频监控系统、安全保障系统以及上层信息管理系统通过Ethernet网络连接到数据交换平台，在数据交换平台上完成各系统的数据采集、存储、交换以及向上层信息系统提供格式规范统一的数据。本发明专利技术有益效果：使得选煤厂范围内各种生产与安全保障的信息化系统数据能够统一存储管理，为选煤厂MES系统开发以及智能化建设，提供基础数据采集的解决方案。

【技术实现步骤摘要】
智能化选煤厂全网通信息系统及其数据采集与交换的方法
本专利技术属于选煤厂数据采集、交换及处理
，具体涉及智能化选煤厂全网通信息系统及其数据采集与交换的方法。
技术介绍
选煤厂智能化建设的一个基础性难题是大量多元异构数据的采集与综合利用。选煤厂除了生产控制系统外，还建设了各种生产辅助子系统与安全保障系统，如：压滤系统、装车称重系统、供配电监控系统、视频监控系统、调度广播系统、火灾报警系统、设备状态监测系统等等。目前这些系统基本都实现了信息化，但由于其软硬件本身具有较强的封闭性与复杂性，不同系统间的通信方式、数据格式以及接口协议都不尽相同。因而各系统之间基本相互独立，各种信息资源无法做到有效的智能联动。例如：视频监控系统发现了煤流堵塞，但无法及时停止生产；火灾报警系统监测到了配电室火灾，但无法及时切断相关电源等等。目前，通常的解决方法是，各生产辅助子系统与安全保障系统，通过OPCDA协议从生产控制系统HMI软件上采集生产实时数据；或者通过协议转换网关将各生产辅助子系统与安全保障系统直接连接到生产控制系统PLC控制器上进行数据采集。另外，企业上层信息管理系统也需要对生产控制系统进行实时数据采集。这样，当外部连接较多时，会加重生产系统PLC控制器的连接负担，并有可能对生产控制系统构成干扰，危及安全生产。同样，由于各生产辅助子系统与安全保障系统众多，系统间复杂的协议转换，使得提供给企业上层信息管理系统的生产数据源杂乱，且不便于管理。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种智能化选煤厂全网通信息系统及其数据采集与交换的方法，解决现有选煤厂信息数据杂乱、不便于管理等问题。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：智能化选煤厂全网通信息系统，包括全厂生产控制系统、生产辅助子系统、安全保障系统、视频监控系统、安全保障系统以及上层信息管理系统，还配置有数据交换平台，将全厂生产控制系统、生产辅助子系统、安全保障系统、视频监控系统、安全保障系统以及上层信息管理系统通过Ethernet网络连接到数据交换平台，在数据交换平台上完成各系统的数据采集、存储、交换以及向上层信息系统提供格式规范统一的数据，各系统之间通过划分VLAN的方式相互隔离，数据交换平台与上层信息管理系统之间通过防火墙进行隔离，全厂生产控制系统与生产系统之间采取网络直连的方式进行连接。本专利技术所述数据交换平台选用2台数据交换服务器，2台数据交换服务器之间冗余通讯。本专利技术所述上层信息管理系统为MES系统或第三方数据采集系统。智能化选煤厂全网通信息系统数据采集及交换的方法，包括以下四个方面：（1）通信接口处理方法：全厂生产控制系统和生产辅助子系统实时数据的采集采用OPCDA规范开发接口程序，由数据交换平台统一分别向全厂生产控制系统、生产辅助子系统请求数据；视频监控系统以及安全保障系统数据的采集采用OPCUA规范开发接口程序；上层信息管理系统建立基于OPCUA规范的数据发布接口；（2）数据存储与共享的方法：对各系统需要采集的数据，建立一个统一格式的数据存储共享内存映射表，在该表中定义采集数据所属的标签名、数据存储共享内存空间、数据采集的间隔时间以及数据所属的功能区块，以所采集的数据组建全厂生产与安全的实时数据库，同时结合各系统间需要进行数据交换的情况，通过设置交换中间变量的方式，对数据库进行完善补充；（3）各系统间数据交换的方法：全厂生产控制系统和生产辅助子系统之间以及生产控制系统与安全保障系统之间的数据交换通过设置数据交换映射表的方式实现；（4）各种报警数据启动相关报警线程的方法：当全厂生产控制系统以及生产辅助子系统与安全保障系统所监测的全厂生产与安全数据超过设定的阈值时，对外发出报警信息以此指导生产，根据选煤厂安全保障系统的配置情况，开发出微信推送、视频联动、语音广播以及调度联动四种报警处理线程，并通过设立“报警数据及联动配置映射表”来启动各种报警处理线程。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过对智能化选煤厂建立全网通信息系统并给出该系统进行数据采集与交换的方法，使得选煤厂范围内各种生产与安全保障的信息化系统数据能够统一存储管理，为选煤厂MES系统开发以及智能化建设，提供基础数据采集的解决方案，具有以下优点：（1）通过设置数据交换平台，实现对全厂生产控制系统、各种生产辅助子系统以及安全保障系统统一规范的数据采集；（2）可以实现选煤厂各系统间实时的数据交换，从而为各系统实现智能联动打下基础；（3）为选煤厂MES等上层信息管理系统提供了基于OPCUA标准的数据采集接口，为选煤厂智能化建设提供了基础数据解决方案；（4）提供了多种智能化的报警信息发布方法，为选煤厂实现智能化的安全生产管理提供了新的解决方案。附图说明图1为本专利技术智能化选煤厂全网通信息系统的连接结构示意图；图2为本专利技术智能化选煤厂全网通信息系统数据采集与交换的方法。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的实施方式作进一步地详细描述。本专利技术涉及一种智能化选煤厂全网通信息系统及其数据采集与交换的方法，包括选煤厂信息系统连接方法以及信息数据的采集及交换的方法两部分。1、选煤厂全网通信息系统网络连接方法的实施。现有的选煤厂一般都配置了全厂生产控制系统、以及各种生产辅助子系统与安全保障系统，所述全厂生产控制系统为全厂过程控制PLC系统，是全厂生产控制的核心；所述生产辅助子系统，包括各种单机控制PLC系统，和独立功能PLC系统，如：压滤机控制系统、浓缩机控制系统，以及装车系统等，它们是选煤厂生产控制的重要组成部分；所述安全保障系统，包括视频监控系统和其他各种安全与保障系统，如：供配电监控系统、火灾报警系统、设备状态监控系统等。它们为选煤厂提供生产保障和各种安全监控。这些系统基本都实现了信息化。本专利技术选煤厂全网通信息系统的构建方法，是将上述各系统通过Ethernet网络连接到数据交换平台，并在数据交换平台上完成各系统的数据采集、存储、交换以及向上层信息系统提供格式统一规范的数据。如图1所示。所述数据交换平台，用于采集并存储全厂各信息系统数据，同时为上层信息管理系统提供统一数据接口，同时，它也是全厂各种报警信息对外发布的处理线程启动者，数据交换平台的硬件载体为两台冗余数据交换服务器。选煤厂全厂生产控制系统、生产辅助子系统与安全保障系统，其各自的数据采集控制器，通过Ethernet网络连接到数据交换服务器上，各系统之间，用划分VLAN的方式相互隔离。数据服务器与上层信息管理系统之间通过防火墙进行隔离。另外，为了保证生产控制的可靠性，所述全厂生产控制系统与生产系统HMI之间采用网络直连的方式进行连接通信。2、信息数据的采集及交换的方法1）通信接口处理方法：所述的通信接口处理方法，是数据交换平台与各系统进行数据交换并实现数据格式转换和统一的方法，具体为：对于全厂生产控制系统、以及生产辅助子系统实时数据的采集，采用OPCDA规范开发接口程序，由数据交换平台统一分别向全厂生产控制系统以及生产辅助系统请求数据，这样既防止主PLC控制器负担过重，又能对生产数据进行安全隔离。对于视频监控系统以及安全保障系统数据的采集，采用OPCUA规范开发接口程序。该协议解决了传统OPCDA协议网络访问OP本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.智能化选煤厂全网通信息系统，包括全厂生产控制系统、生产辅助子系统、安全保障系统、视频监控系统、安全保障系统以及上层信息管理系统，其特征在于：还配置有数据交换平台，用于采集并存储全厂各信息系统数据，同时为上层信息管理系统提供统一数据接口，将全厂生产控制系统、生产辅助子系统、安全保障系统、视频监控系统、安全保障系统以及上层信息管理系统通过Ethernet网络连接到数据交换平台，在数据交换平台上完成各系统的数据采集、存储、交换以及向上层信息管理系统提供格式规范统一的数据，各系统之间通过划分VLAN的方式相互隔离，数据交换平台与上层信息管理系统之间通过防火墙进行隔离，全厂生产控制系统与生产系统之间采取网络直连的方式进行连接。

【技术特征摘要】
1.智能化选煤厂全网通信息系统，包括全厂生产控制系统、生产辅助子系统、安全保障系统、视频监控系统、安全保障系统以及上层信息管理系统，其特征在于：还配置有数据交换平台，用于采集并存储全厂各信息系统数据，同时为上层信息管理系统提供统一数据接口，将全厂生产控制系统、生产辅助子系统、安全保障系统、视频监控系统、安全保障系统以及上层信息管理系统通过Ethernet网络连接到数据交换平台，在数据交换平台上完成各系统的数据采集、存储、交换以及向上层信息管理系统提供格式规范统一的数据，各系统之间通过划分VLAN的方式相互隔离，数据交换平台与上层信息管理系统之间通过防火墙进行隔离，全厂生产控制系统与生产系统之间采取网络直连的方式进行连接。2.根据权利要求1所述的智能化选煤厂全网通信息系统，其特征在于：所述数据交换平台选用2台数据交换服务器，2台数据交换服务器之间冗余通讯。3.根据权利要求1所述的智能化选煤厂全网通信息系统，其特征在于：所述上层信息管理系统为MES系统或第三方数据采集系统。4.利用权利要求1所述智能化选煤厂全网通信息系统进行数据采集与交换的方法，其特征在于：包括以下四个方面：通信接口处理方法：对全厂生产控制系统和生产辅助子系统实时数据的采集采用OPCDA规范开发接口程序，由数据交换平台统一分别向全厂生产控制系统、生产辅助子系统请求数据；对视频监控系统以及安全保障系统数据的采集采用OPCUA规范开发接口程序；上层信息管理系统建立基于OPCUA规范的数据发布接口；数据存储与共享的方法：对各系统需要采集的数据，建立一个统...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕建红，殷红杰，周国宾，朱延涛，刘克颜，高宇，
申请(专利权)人：平顶山中选自控系统有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41