一种用于矿井自动化系统的实时数据传输系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于矿井自动化系统的实时数据传输系统，该系统能动态读取矿井自动化系统OPC Serve服务中的实时数据，并进行数据的统计、分析、展现。系统包括OPC Server数据读取器，数据接收器，数据统计分析器，数据分发器、线程管理单元。不需要部署客户端程序、运行维护简单。使用本发明专利技术系统，具有运行稳定可靠、响应速度快、监控分析信息丰富等特点。还对主排水泵、通风机、空压机、主运皮带等设备运行时间进行统计，对主井提升钩数进行统计，对皮带运行状态(满载、空载)、设备故障情况等进行分析判断，为科学调度指挥生产、合理安排设备使用检修提供依据。

【技术实现步骤摘要】
一种用于矿井自动化系统的实时数据传输系统
本专利技术属于煤矿监测监控领域，尤其涉及一种用于矿井自动化系统的实时数据传输系统。
技术介绍
煤矿远程监测监控在煤矿安全生产方面起着日益重要的作用，通过远程监测监控可使煤矿管理人员能及时、准确了解矿井主要生产系统运行状态，从而科学调度指挥生产，避免和防止煤矿安全事故的发生。如何准确可靠地读取矿井自动化系统的实时数据，是实现矿井远程监控系统的重要保障。目前读取矿井自动化系统的实时数据方法主要有以下二种：一种是Windows桌面(单机)版、C/S架构的监测监控系统，上位机监控画面是利用组态软件(IFIX、或Rsview等)编制，组态软件可以通过(KEPServer或RSLink等)OPCServer(OPC是OLEforProcessControl的缩写。顾名思义，OPC是一种利用微软的COM/DCOM技术来达成自动化控制的协定)通讯软件和底层PLC设备直接通讯，取得矿井自动化系统实时数据；但在使用过程中主要存在以下缺点：Windows桌面(单机)版的监测监控系统是不具备Web发布功能，用户范围比较窄；C/S架构的监控系统，用户需要安装客户端程序，系统维护困难；另外组态软件不具备数据的统计分析功能，也严重制约了系统的使用效果。另一种是B/S架构的监控系统主要是通过实时数据库与底层设备的OPC数据连接，读取实时数据。但是在使用过程中实时数据库与OPCServer服务器之间经常出现连接断线情况，必须重启OPC数据读取程序方可正常进行数据的读取。另外国内绝大部分煤矿使用的B/S架构监测监控系统还存在以下问题：监测信息量少、无统计分析数据、页面响应慢等缺点。可见在煤矿监测监控系统中，如何实时读取矿井自动化系统可编程序控制器(或电力监控分站)动态OPC数据,如何方便、快捷实现矿井自动化系统动态OPC数据实时传输，同时对数据进行统计、分析，是目前在煤矿监测监控系统研究中需要认真解决的问题。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术解决煤矿自动化控制系统底层数据与B/S架构的监控系统之间数据动态实时传输问题，实现不同系统之间数据共享，消除信息孤岛；重点解决传统传输方式存在的“死机”情况，以及监测信息量少、页面响应慢等问题。为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种用于矿井自动化系统的实时数据传输系统，其特点是能动态读取矿井自动化系统OPCServe服务中的实时数据，并进行数据的统计、分析、展现。本专利技术系统包括OPCServer数据读取器，数据接收器，数据统计分析器，数据分发器、线程管理单元；所述OPCServer数据读取器用于对矿井自动化系统底层设备(可编程控制器或电力监控分站等)的OPCServer通讯数据进行访问采集，并通过TCP/IP协议，将采集的数据打包成实时数据包发送给线程管理单元；所述线程管理单元对矿井单位发送过来的实时数据包形成独立的线程进行管理、分配与调度，并发送给数据接收器；数据接收器接收部署在矿井数据读取器发送过来的数据是比较耗时的操作，为减少用户等待时间本专利技术开辟单独的线程来执行数据接收操作，线程管理单元用来进行线程创建、就绪、阻塞、运行、撤销等状态管理，并按照分时调度模型对多线程进行调度。数据接收器对线程管理单元分配的实时数据包进行解析，并对数据传输状态进行判断，同时将正确的数据发送到数据统计分析器；在矿方OPCServer数据读取器发送过来的数据，每个可编程序控制器(或电力监控分站)为一组数据，每组数据第一个字符代表数据状态，当数据状态值为“True”则代表数据传输正常，当数据状态值为“False”则代表数据传输不正常。所述数据统计分析器根据接收的数据进行统计分析，得到统计分析结果并将其存储在SQL数据库中；所述数据分发器用于将SQL数据库中存储的实时数据以HTTP协议进行发布。所述OPCServer数据读取器具备自动连接功能，OPCServer数据读取器自动判断每组数据的传输状态，当连续两次读取同一组数据传输状态均为False，则判定该组数据OPCServer服务器出现故障，并删除数据项和数据组；同时系统不停监测该OPCServer服务器通讯状态，当通讯状态恢复正常时，重新加载数据组和数据项，恢复数据正常接收，当故障排除后，OPCServer数据读取器能够自动重新连接；不需人工干预；所述OPCServer数据读取器中OPC数据项直接从Excel表中导入，当OPCServer数据点表发生变化时，只需直接修改Excel表，不用修改程序，给后续的维护工作提供了方便；(OPC数据项是OPCServer数据服务器专业术语；Excel表中存有相应的数据项)OPC数据更新方式使用订阅方式，PCServer服务器只更新发生变化的OPC数据，极大地减轻了OPC服务器和网络的负担，提高了系统的可靠性。与数据接收器之间的数据使用异步加密的方式进行传输。在OPCServer数据读取器中对每一个OPC组发送过来的数据进行检验，如接收和发送的同一数据数量不一致，将放弃本次访问。在OPCServer数据读取器中对每一个OPC组发送过来的数据状态进行检验，并根据数据组的状态判断相应的PLC是否处于在线状态。所述数据统计分析器执行如下步骤：步骤1，根据接收的数据，对皮带运行状态进行判断，判断皮带运行状态是满载还是空载；步骤2，对采煤工作面煤机割煤刀数进行统计，并形成每日煤机割煤曲线图；步骤3，对主排水泵累计运行时间，每条皮带的班、日、月、年运行时间，主副井提升班钩数、日钩数、月钩数、年钩数、换绳后提升钩数、累计提升钩数进行统计(钩数是煤矿立井提升系统中用来计量提升次数的参数)；步骤4，将接收的数据参数、步骤1得到的皮带运行状态、步骤2得到每日煤机割煤曲线图和步骤3得到的统计分析结果保存在数据库中。所述数据分发器将数据库中存储的实时数据通过HttpClient的HTTP协议进行数据分发。所述数据分发器使用动态局部刷新。为避免图标的频繁加载，导致页面延迟的情况，在页面初始化的过程中将本页面所需要的图标一次性全部加载，在页面局部刷新过程中只控制图标的可见性，很好的解决了页面运行过程中出现的延迟问题。有益效果：1、不需要部署客户端程序，运行维护简单。2、在OPCServer数据读取器中设计了自动连接功能，极大地提高OPC数据读取的可靠性。3、OPC数据项直接从Excel表中导入，这样当OPCServer数据点表发生变化时，只需直接修改Excel表，不用修改程序，提高系统可维护性。4、对主排水泵、通风机、空压机、主运皮带等设备运行时间进行统计，对主井提升钩数进行统计，对皮带运行状态(满载、空载)、设备故障情况等进行分析判断，为科学调度指挥生产、合理安排设备使用检修提供依据。5、通过该专利技术，可以将煤矿主要生产系统(主排水监控系统、主运输监控系统、工作面监控系统、矿井供电监控系统等)融入一个平台，实现不同系统之间数据共享，消除信息孤岛；6、提高页面响应速度，丰富监控信息量，提升了智能化水平。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做更进一步的具体说明，本专利技术的上述或其他方面的优点将会变得更加清楚。图1为ZM-1型矿井自动化系统动态数据实时传输系统结构框图。图2为OPCServer数据组字符传输格式。图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于矿井自动化系统的实时数据传输系统，其特征在于，包括OPC Server数据读取器，数据接收器，数据统计分析器，数据分发器、线程管理单元；所述OPC Server数据读取器用于对矿井自动化系统底层设备的OPC Server通讯数据进行访问采集，并通过TCP/IP协议，将采集的数据打包成实时数据包发送给线程管理单元；所述线程管理单元对矿井单位发送过来的实时数据包形成独立的线程进行管理、分配与调度，并发送给数据接收器；所述数据接收器对线程管理单元分配的实时数据包进行解析，并对数据传输状态进行判断，同时将正确的数据发送到数据统计分析器；所述数据统计分析器根据接收的数据进行统计分析，得到统计分析结果并将其存储在SQL数据库中；所述数据分发器用于将SQL数据库中存储的实时数据以HTTP协议进行发布。

【技术特征摘要】
1.一种用于矿井自动化系统的实时数据传输系统，其特征在于，包括OPCServer数据读取器，数据接收器，数据统计分析器，数据分发器、线程管理单元；所述OPCServer数据读取器用于对矿井自动化系统底层设备的OPCServer通讯数据进行访问采集，并通过TCP/IP协议，将采集的数据打包成实时数据包发送给线程管理单元；所述线程管理单元对矿井单位发送过来的实时数据包形成独立的线程进行管理、分配与调度，并发送给数据接收器；所述数据接收器对线程管理单元分配的实时数据包进行解析，并对数据传输状态进行判断，同时将正确的数据发送到数据统计分析器；所述数据统计分析器根据接收的数据进行统计分析，得到统计分析结果并将其存储在SQL数据库中；所述数据分发器用于将SQL数据库中存储的实时数据以HTTP协议进行发布。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述OPCServer数据读取器具备自动连接功能，OPCServer数据读取器自动判断每组数据的传输状态，当连续两次读取同一组数据传输状态均为False，则判定该组数据OPCServer服务器出现故障，并删除数据项和数据组；同时系统不停监测该OPCServer服务器通讯状态，当通讯状态恢复正常时，重新加载数据组和数据项，恢复数据正常接收，当故障排除后，OPCServer数据读取器能够自动重新连接；所述OPCServer数据读取器中OPC数据项直接从Excel表中...

【专利技术属性】
技术研发人员：马世志，梁云峰，郑道能，
申请(专利权)人：中煤西北能源有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15