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iFIX 组态软件监测系统在胶带运输系统的应用乔星宇(中煤平朔集团有限公司 安太堡露天矿,山西 朔州 036000)摘 要:介绍了 iFIX 组态软件检测系统的报警管理机制及其主要功能,分析 iFIX 监测反馈信息产生的条件及监测数据的加载和事件信息采集的整个过程。将 iFIX 自动化监控组态软件在胶带输送机系统上位机运行画面中关于胶带输送机的保护传感器开关量的事件状态变化进行显示或者报警,实现故障发生后第一时间提醒集控操作人员,而且在画面上以颜色、图标等有效直观的显示方法将发生的报警事件和发生过的报警事件显示出来,提高了生产运行过程中运输系统的可控性和安全性。关键词:胶带运输系统;iFIX 组态软件;故障监测;信息采集;故障报警中图分类号:TD948.9 文献标识码:A 文章编号:1005-8397(2023)07-0040-05Application of iFIX configuration software monitoring systemin belt ttransport systemQIAO Xing-yu(Antaibao Open-pit Mine,Pingshuo Group Co.,Ltd.,Shuozhou,Shanxi 036000,China)Abstract:By introducing the alarm management mechanism of iFIX configuration software detection system,sorting out the main functions of iFIX alarm platform,analyzing the conditions of iFIX monitoring feedback information generation,and the whole process of monitoring data loading and event information collection.The iFIX automatic monitoring configuration software is used to display or alarm the event state changes of the protection sensor switch quantity of the belt conveyor in the running screen of the upper computer of the belt conveyor transport system,which can alert the central control operator at the first time after the failure occurs,and display the alarm events and the alarm events occurring by the effective and intuitive display methods such as color and icon on the screen.It improves the controllability and safety of transportation system during production and operation 1.Keywords:belt transport system;iFIX configuration software;fault monitoring;information collection;ffault alarm收稿日期:2023-03-14 DOI:10.16200/ki.11-2627/td.2023.07.011作者简介:乔星宇(1988),男,山西天镇人,2011 年毕业于河北工程大学机械设计制造及其自动化专业,工学学士,中煤平朔集团有限公司安太堡露天矿机运队队长,工程师。引用格式:乔星宇.iFIX 组态软件监测系统在胶带运输系统的应用 J.煤炭加工与综合利用,2023(7):40-44.iFIX4.5HMI/SCADA 自动化监控组态软件在胶带输送机系统上位机运行画面中应用广泛。结合 iFIX 在安全性、通用性和易用性等特点,为物料运输环节提供了自动化硬件和软件控制的解决方案1。尽管 iFIX 有相对完善的报警管理机制,但许多基于 iFIX 的控制系统却未能很好的利用这一优势,报警模块参差不齐2。为此,通过介绍关于 iFIX 报警管理机制,梳理 iFIX 报警平台的主要功能,对胶带输送机集中控制系统的实际应用提出了开发方案。1 系统概述安太堡露天矿原煤运输系统是以 GE-PLC 为基础,对刮板输送机、破碎机和胶带输送机的启停、运行和保护等进行数据监测、故障反馈,利用工业以太网远距离传输,对系统信息进行采集,并以报表方式呈现给上位机组态画面。GE-PLC 通过硬件组态和软件编程对系统运行数据进行实时监控,组态画面与实际驱动设备、保护传感器等一一对应,对现场各种故障报警信息和突04煤炭加工与综合利用 CAL PROCESSING&COMPREHENSIVE UTILIZATION No.7,2023发情况及时有效进行反馈。上位机组态软件选用 iFIX4.5 组态软件来实现以上功能。通过 iFIX 组态软件检测系统,能够安全高效地协助操作人员管理现场3。发生被检测设备数据异常或者有突发事件,iFIX 将接收到的设备异常数据和事件信息以列表方式显示在状态栏前端,并且 iFIX 将实时运行数据和状态信息显示在状态栏后端。通过监测系统实时反馈数据信息,能够创建一个可靠的、灵活的、容易使用的、能够报告潜在问题和系统活动的系统,操作员能够安全高效地管理工艺流程,能够从容地对报警做出响应,确保过程在安全、高效的方式下运行4。2 iFIX 监测系统运行剖析2.1 iFIX 监测反馈信息产生的条件iFIX 服务器的 SAC 根据 PDB 中的数据块配置的扫描时间和相位 2 个参数,定时从 I/O 驱动器或 OPC 服务器中获取数据块的实时值,并对数据块进行处理,当数据块的实际值符合数据块配置中预定义的某个事件条件时将产生一个事件信息2。为了 iFIX 能够确定一个模拟量过程值是否处于异常状态,必须输入预定义的数值,这些设定值是不希望数据块超出的,称为事件状态变化条件或限值5。如果数据块超出了其中的一个限值,iFIX 就会生成一个事件6。对于数字量块来说,可以指定一个事件状态变化条件,而不会有事件状态变化限值。一个事件状态变化条件表示希望一个数字量块何时生成一个事件。例如,如果创建了一个块来监控处于“ON”状态的变量,可以配置这个块在当变量状态改变或切换为“OFF”时生成一个事件7。2.2 iFIX 实时监测的数据加载2.2.1 监测目标和加载区域监测目标是在系统配置程序(SCU)中允许的一个监测服务(例如:胶带机报警)。能够在任何一个建立的 iFIX 节点上允许一个或更多的监测目标8。操作员可以实时监控数据信息反馈,因为它对于整个数据采集是至关重要的。2.2.2 接收监测反馈和消息显示数据库块和监测目标指派了加载区域之后,iFIX 就能储存监测数据,显示消息。相同的数据加载区域中的数据库块和监测目标之间,区域名相当于网络节点的入口。创建不同的加载区域需要不同的命名。iFIX 将在数据库中保存这些监测区域的名称。iFIX 组态软件与之对应服务器中有相应的自定义数据储存数据库(图 1)。然而,这种加载储存方式对于发现和查找数据不够直观,更好的方法是通过将其复制到一个文件服务器来共享数据库。图 1 自定义数据储存数据库2.2.3 数据的过滤胶带输送机集中控制系统是一个非常复杂的系统,存在着块报警、事件消息、检测数据等各种各样的数据和消息,这些数据和消息都以不同形式显示在整个画面中,整个画面数据和消息分散,使操作人员无法及时作出判断,同时分辨出142023 年第 7 期乔星宇:iFIX 组态软件监测系统在胶带运输系统的应用一些重要的消息进行记录。例如,胶带保护传感器根据生产的需要经常处于检测状态,有时会出现误触传感器导致报警或者传感器检测有误。这些瞬时突发事件可能被 iFIX 系统误认为异常而产生报警,实际上这一报警是“误报”,如何消除这些误报、错报以及一些无关紧要的报警是提高系统报警管理功能的核心所在,通过设置过滤器可以消除这些事件9。2.2.4 事件记录显示管理开发事件信息记录显示管理,实现对服务器事件发生总量的实时跟踪。iFIX 系统的事件记录涵盖了服务器各个级别的事件总数,包括已发生事件总数和未发生事件总数以及单独某个事件数据加载区域从高到低各级别权限的事件总数,利用事件记录可以开发出丰富的事件总体情况画面。事件记录提供了一个方法,用来确定服务器数据库或某个事件数据加载区总的状态信息。他们表明了在一个节点中有多少事件标签处于发生中,这些事件中高、中、低级别权限各有多少,以及已发生或未发生的事件各有多少,事件记录会在产生新事件时置顶显示,并且状态发生变化,在事件被确认且返回正常值时恢复正常状态,同一事件正在发生时该事件不再重新和反复记录,这样就避免了重复记录和重复状态变化的情况。2.2.5 事件信息存储与传输监测系统对数据块的扫描与处理并产生事件信息,事件状态信息分散传输时间“很长”,iFIX 利用数据交换缓冲区实现事件状态信息的异步处理,来提升监测系统数据处理能力,从而提高系统性能与效率,监测系统将扫描 PDB(过程数据库)过程中产生的数据存放在储存序列里的事件信息,事件采用由源地址经程序传输至目标地址的方式(简称路由)进行传输。2.3 事件信息采集iFIX 接收到事件状态信息储存在 PDB 过程数据块中,与数据库中的数据进行比对,将状态信息发生变化的事件,通过事件传输机制发送到各个事件服务。因此,事件信息采集主要是判断事件的状态是否发生了改变,从而进行显示。事件信息采集步骤如下:(1)事件监测系统通过 OPC 通道与 GE-PLC控制系统相连接,将检测信息采集到事件监测系统中,成为事件监测系统的信息源。(2)用 iFIX 编辑事件监测画面,同时建立变量数据库,变量数据库中数据块与信息源相连,组成事件监控系统数据源,供监测画面使用。画面关联数据库变量进行实时数据监测。(3)监测系统将采集到的事件状态信息与数据库设定数据进行比对,将事件状态信息判断结果,通过事件服务写入到事件文件的状态信息中,可以用于数据分析和问题查找。(4)事件实时信息和事件状态发生变化的信息采集到事件记录中,供 iFIX 画面中的事件一览控件使用,以直观的形式呈现给操作人员。(5)通过采集信息,能够跟踪事件实时信息和事件状态发生变化的信息,了解设备运行情况2。(6)通过将过程数据库中的事件状态信息作为调度数据源,触发一段 VBA 脚本,完成预设的任务。3 案例应用及效果说明胶带机运输系统运输距离远、现场工作环境复杂,有限的人工很难将胶带运行数据及时有效地反馈到指挥中心,经常会有各种各样的问题,如果工人一一的去定位故障,安排处理,工作量将大大增加。在安太堡露天矿原煤运输系统中,需要对胶带输送机保护传感器开关量的事件状态变化进行显示或者报警,为了提醒集控值班人员,除在画面上以颜色、图标等提示外,一个有效直观的显示方法是以报表的形式进行显示,将发生的报警事件和发生过的报警事件显示出来,通过 iFIX的操作员站上报警事件一览控件来实现。实现过程如下:(1)建立 iFIX 组态画面工程,新建与 GE-PLC 关联的变量驱动器,并且确定驱动变量范围,组成数据库、数据块、数据源。构建数据库数据块,并连接数据源,组成实时事件监测数据块(图 2),供监测系统画面和事件一览控件同步数据。(2)将监测系统画面控件与数据库的变量采用数据块连接,实现事件信息实时显示(图 3)。24 煤炭加工与综合利用2023 年第 7 期图 2 实时事件监测数据块图 3 事件信息显示画面 (3)报警文件服务“Alarm File Service”对应着在 ALM 文件下储存着以 EVT 结尾的事件报警文件。事 件 报 警 一 览 服 务“Alarm Summary Service”启用后就可以使用工具箱中的事件报警一览控件。事件报警历史记录“Alarm History Service”启用后,可以在系统树点击报警历史来查看内存中从现在开始产生的报警事件。该应用技术在安太堡露天矿原煤运输系统中的实际应用,提高了生产效率,保证了生产安全。监测系统的事件状态信息采集对胶带输送机运输过程的监视起到了至关重要的作用。系统实时数据库的建立,信息更为集中,信号和节点调用更为便捷,为系统其他平台建设奠定了基石。实时监控系统的建立,将实时数据库中的重要信息和信号状态以更直观的方式体现,提高了信息处理的效率。报警文件服务启用,避免了信号较多、画面图形体现凌乱等问题,对一些信息量少的重要信号,进行集中体现,便于记录或打印文件,提高了集控人员工作效率。在实际应用中优越性明显,在保障生产中起到了至关重要的作用。342023 年第 7 期乔星宇:iFIX 组态软件监测系统在胶带运输系统的应用4 结 语实时监测系统在胶带运输信息采集中占有重要作用,通过对胶带保护传感器检测信息、设备运行数据、事件报警和故障等信息进行采集,基于 iFIX 组态软件监测系统,将采集到的信息数据进行处理,把关键事件信息直观的显示出来,操作人员能及时发现产生的重要事件状态信息,可以快速定位事件状态发生变化的设备,监测系统稳定可靠,使一些重要故障得到及时处理,有效保障了原煤运输系统安全、稳定运行9。iFIX软件利用互联网信息交互缓冲特性,实现事件信息和信息状态变化分布传输的效果,最终发送到多种事件服务器中,能够很好的实现数据处理,分工明确,提高了监测效率和设备稳定程度。未来胶带机运输系统智能化信息采集不单局限于事件状态信息监测,还会执行事件处理、故障处理、排除隐患、巡视的指令型数据交互,同时将关键信息发送到移动客户端,或者移动客户端对系统发送指令。智能化信息采集会成为系统数字化、网路化、平台化等智能建设的基础10。参考文献1 李文灿,罗凯.IFIX 组态软件报警机制及应用分析J.同行,2016(7):35.2 刘财远.探析组态软件 IFIX 报警机制及其应用 J.信息与电脑(理论版),2016(03):105-107.3 侯保军,王浩.炼油厂电气监控系统组态软件应用J.电气制造,2006(8):72-76.4 戴建恒.大型空气压缩机站 SCADA 系统设计与实现D.哈尔滨:哈尔滨工程大学,2006.5 马瑞.太阳能聚光 PVT 热电联产系统的应用研究D.北京:华北电力大学,2014.6 姚 旭.基于 iFIX 及 PLC 的电镀流水线控制系统研究D.杭州:浙江大学,2010.7 方彦军,李世红.基于 iFIX 的软件报警技术在自动测量系统中的实现 J.工业仪表与自动化装置,2004(3):44-46,39.8 姜 澎.基于 OPC 的远程监控系统的研究与实现 D.西安:西安理工大学,2006.9 朱建斌.基于 iFIX 的语音报警技术在煤矿监控系统中的应用 J.电脑知识与技术,2008(12):123-124,127.10 罗克韦尔自动化(中国)有限公司.罗克韦尔自动化从智能运维的演进 J.智慧工厂,2020,(4):2.(上接第 39 页)(4)经 过 以 上 分 析,全 年 新 增 直 接 收 益=299371.8 万元-296700 万元-648 万元-118.84万元=1904.96 万元,2.38 a 可收回全部投资。6 结 语目前该项目已经投产运行,设备运转正常,经过压滤后的产品水分可降低至 21%左右,比原有系统生产的煤泥水分降低了 8%左右,达到了改造目的。超高压压滤机的应用有效解决了王洼选煤厂压滤煤泥无法掺入动力煤的问题。煤泥水处理工艺的提升,必将带动整个企业经济的良好发展,实现经济效益、环保效益和社会效益的多丰收。参考文献1 戴少康.选煤工艺设计实用技术手册 M.北京:煤炭工业出版社,2015.2 匡亚莉.选煤工艺设计与管理:设计篇 M.徐州:中国矿业大学出版社,2006.3 侯斌斌,冉国锋,解 斌.煤泥减量化与选煤产品增效的应用实践 J.煤炭加工与综合利用,2021(12):25-27,31.4 马 涛,杨东红.亭南选煤厂新型煤泥超高压压滤机的应用 J.煤炭加工与综合利用,2022(8):35-38.5 黄健华.穿流式压滤机对选煤厂极细煤泥脱水的可行性研究 J.煤炭加工与综合利用,2021(2):36-39.6 刘炯天.关于我国煤炭能源低碳发展的思考 J.中国矿业大学学报(社会科学版),2011,13(1):5-12.7 杨俊利,邢玉梅.我国细粒煤脱水技术与设备研究现状J.过滤与分离,1999(2):39-42.8 龙禄财.“5+N”煤泥减量化工艺在临沂矿业集团选煤生产中的探索与实践 J.选煤技术,2021(1):187-190.9 王凯利.任楼选煤厂产品结构调整与技改实践 J.选煤技术,2021(2):81-87.10 单洪客.郭屯选煤厂浮选系统技术改造 J.选煤技术,2022(6):75-79.44 煤炭加工与综合利用2023 年第 7 期