基于 89C51 的供水自动化与检测系统的设计

第一篇：基于 89C51 的供水自动化与检测系统的设计

*

基于 89C51 的供水自动化与检测系统的设计

朱湘萍

(1 湖南科技学院电子工程与物理系 中国 永州

425100)

摘要： 介绍了基于单片机的自动化供水系统。本系统能够实现对深水井的水源的智能判断 和水塔水位的智能控制，实现对水电资源的最大节约，在单位独立用水和乡村集镇个人用水 方面具有很大的实用性和推广价值。

关键词：89c51

单片机

电力线载波通信

中图分类号：TP312

文献标识码：B

文章编号：

Design of automatic water supply and detection system based on 89C51 Zhu Xiangping Bao Bengang

(Department of physics and electrical engineering, Hunan University of Science and Engineering,yongzhou,425100,china)

[Abstract]: This paper introduses a sketch of automatic water supply control system based on Micro Controlled Unit.To achieve the greatest hydropower resources conservation, The system can be achieved on deep water wells of intelligent judgement and water towers of the water level of intelligent control.It

has great relevance and value of the promotion in water use of independent units and personnal water use of the rural town.[Keywords]: 89C51

Micro Controller Unit

Power line carrier communication

0 引言：

在我省尤其是人口高度密集的企业单位和学校，有 90%以上是采用传统的抽水方法，[1] 用人工监控。但是这种方法不仅浪费人力资源且工作不方便。而且，近几年来，随着农村 饮水工程的启动和乡村集镇化建设的发展，深井取水成为解决饮用水的主要方法。如果采用 人工监控抽水，不但浪费人力资源，而且还容易发生干抽现象，即水井没有水而水泵仍在工 作，易损坏水泵，而且水塔的水用完了还不知道，有时则抽满溢出来，浪费水资源和能源。为了提高效率，节约资源，我们就如何实现智能抽水，采用 MCU 进行控制，给出了硬件电路

和程序思路。硬件设计：

1.1 硬件总体设计：

本设计采用一种新的基于 AT89C51 智能抽水系统，主频设计为 12MHZ，采用了看门狗电

路，确保系统死机时能重启动。显示电路采用了一片 74LS164和 8 位数码显示，检测电路由

超声波测距电路构成，由它得到时差脉冲，算出距离值。控制电路主要由固态继电器组成实 现对电机的启/停控制。本系统结合超声波测距技术、单片机技术、无线遥控技术与固态继 电器技术于一体，构建一套实用、性能稳定、多功能智能抽水控制系统。主要工作有：(1)、检测深井水位和水塔水位。(2)、人性化设计水塔水位的上下限值。

(3)、显示当前水塔水位。(4)、无线（有线）发送、接收水塔水位控制信号和深井水位 控制信号。(5)、智能控制电机开关。(6)、故障报警。朱湘萍（1975—）湖南永州人，讲师,主要从事新型材料的研究及电子系统的设计。

E-mail address: bbg_762001@126.com

PC 报警

发送 接收 缓冲 SSR

水位检测 MCU MCU

键盘 电机温度 显示

看门狗

译码 水质检测 键盘

74LS164 显示

图1 整体设计框图

1.2 超声波检测电路

超声波发射头向一固定方向发射超声波脉冲，在发射同时启动定时器，当超声波遇到障 碍物返回来时关闭定时器。此时根据定时器的时间差（T）就可以算出前方距离――水的深 度。

V

T S = 340 ×(m)

TI 为发射时刻

T2 为接收到返回脉冲的时刻，时间差：T=T2-T1。

T1 T2 T

图２

超声波发射接收波形图

1.3 通信电路

通信电路采用两种方案，当电机供电系统与 MCU 取电终端在同一个变压器范围内时候，我们采用电力线载波通信如图 3 所示（通信距离 3~10KM），当不在同一变压器范围内时采用

[2][5] PT2262/PT2272 通信模块完成通信任务如图 4 所示。

~220V

+ T AC1 PT2262 PT2272 MCU

编码 发送 接收 编码-AC2

图3 电力线载波通讯原理图

图4 PT2262/PT2272通讯原理图

PT2262/2272 是台湾普城公司生产的一种 CMOS 工艺制造的低功耗低价位通用编解码 电路，PT2262/2272 最多可有 12 位三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提

供 531441 地址码,PT2262 最多可有 6 位(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从 17 脚

串行输出，可用于无线遥控发射电路。编码芯片 PT2262 发出的编码信号由：地址码、数据

码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片 PT2272 接收到信号后，其地址码经过两次比较

核对后，VT 脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平。电力线载波通讯如 图 3 所示，单片机信号由 P1.0 加到变压器两端，（变压器变比 N=1：20）。经过变压器耦合，信号加到电力线中进行传播，在接收端以同样的形式变换 取出原信号送给子机。

1.4 输出控制电路

输出控制电路采用两种方案，当电机功率较小时 MCU 控制

SSR 直接接通三相电源给电机供电，当电机功率较大的时候，MCU 控制 SSR 组先接成 Y 形，待启动运转后再自动切换到?形。这样，可以减小电机启动的冲击电流，保护了电机以及供电线路的安 图5 输出控制电路原理图全。

1.5 与PC 通信部分

采用MCU与 PC 串口通信方式实现 PC 与 MCU间的通信。软件设计：

采用89C51单片机，不需扩展外部 ROM，应用定时记数器和串行通讯口，以达到定时，通信的目的。程序主要由主机控制部分和从机部分两大块组成。主机部分主要完成水位检测

设置和水位显示，发送数据等。从机部分主要完成电机的启/停控制，以及其他辅助功能，如：水质检测

电机温度检测等。定时器 T0 用于一分钟定时，每到一分钟就向从机发送数

据。定时器 T1 用于计量超声波发出到返回的时间差。以便计算水位。

图6 部分从程序流程图

图7 主程序流程图系统性能：

该装置采用微机控制，速度快，精度高。控制方法采用固态继电器，减小通断时产生 火花。采用了看门狗电路，当系统死机时，可自动复位，有较强的抗干扰能力。预留了 PC 与 MCU 通信接口，可以方便的与 PC 实现通信。采用现场温度监控，当电机出现过热时，强

制停机，保证系统安全。采用了水质量检测，当水的密度明显不合格时以及水源水量不够时，不执行抽水命令。结束语

采用基于单片机的深井、水塔自动供水系统能使供水系统趋于科学化管理，达到自动操 作、安全可靠，能达到保护水泵和电动机，节省电能，节省水资源和降低成本等目的，可以 大大提高学校，机关的抽水效率，为单位节约大量资金与人力资源，加快乡村集镇化的建设 进程，为农村的饮水的自动化提供了可靠的技术支持。该系统可以与 PC 机兼容与通讯，可

以实现中央监控的功能，具有很强的推广价值。

本文作者创新点：本系统结合超声波测距技术、单片机技术、无线遥控技术与固态继电 器技术于一体，构建一套实用、性能稳定、多功能智能抽水控制系统。参考文献：

[1] 周柳奇.基 CPLD 的深井水塔自动供水系统的设计[J].电气时代,2008,(4):101—103.[2] 黄昕等.供水自动化计算机实时监控系统[J].自动化技术与应用,2003,3(22):40—41.[3] 黄兴等.智能供水系统的设计与应用[J].计算机测量与控制,2007,15(5):624—626.[4] 张越，刘兆妍.单片机在自动供水控制系统中的应用[J].微计算机信息，2005，7（21）： 94—95.[5] 高仁才，张莉.供水系统的控制与节能算法初探[J].科技信息，2008，1：32.[6] 李素玲，刘军营.恒压供水自动测控系统的设计与实现[J].中国给水排水，2004，3（20）： 74—76.[7] 胡宴如.高频电子线路(第二版)[M].北京:高等教育出版社, 2001.[8] 曹巧媛.单片机原理及应用[M].北京:电子工业出版社, 2002.[9] 吴金戌,沈庆阳等.8051 单片机实践与应用[M].北京:清华大学出版社,2000.作者简介：朱湘萍（1975—）湖南永州人，讲师,硕士研究生，主要研究方向：新型材料的 研究及电子系统的设计。

Biography: ZHU Xiang-ping(1975--),Department of physics and electrical engineering,Hunan University of Science and Engineering,yongzhou,china,Lecturers,master.Reserch area:Research of New Material and design of electronic system..

第二篇：检测技术与自动化装置

检测技术与自动化装置 天津大学

A+ 2 浙江大学

A+ 3 清华大学

A+ 4 北京航空航天大学

A+ 5 华中科技大学

A+ 6 南京理工大学

A+ 7 中南大学

A 8 中国科学技术大学

A 9 同济大学

A 10 东北大学

A 11 东南大学

A 12 西安交通大学

A 13 哈尔滨工业大学 A 14 北京科技大学

A 15 华南理工大学

A 16 北京理工大学

A 17 电子科技大学

A 18 哈尔滨工程大学 A 19 大连理工大学

A 20 北京工业大学

A 21 沈阳工业大学

A 22 华东理工大学

A 23 西北工业大学

A 24 太原理工大学

A 25-60 南昌航空工业学院

B+

北京化工大学

B+

四川大学

B+

长春理工大学

B+

合肥工业大学

B+

中国矿业大学

B+

南京航空航天大学

B+

燕山大学

B+

北京邮电大学

B+

重庆大学

B+

桂林工学院

B+

山东大学

B+

广东工业大学

B+

湖南大学

B+

武汉工程大学

B+

河北工业大学

B+

大连海事大学

B+

武汉理工大学

B+

北方工业大学

B+

西安理工大学

B+

重庆邮电大学

B+

北京交通大学

B+

上海理工大学

B+

南京林业大学

B+

杭州电子科技大学

B+

华侨大学

B+

上海大学

B+

长春工业大学

B+

沈阳理工大学

B+

南京农业大学

B+

浙江工业大学

B+

安徽工业大学

B+

中山大学

B+

江南大学

B+

山东轻工业学院 B+

上海海事大学

B+ 61-96 郑州大学

B

西安电子科技大学

B

西安工程大学

B

哈尔滨理工大学 B

河南大学

B

北京信息科技大学

B

河海大学

B

安徽大学

B

武汉大学

B

中北大学

B

广西大学

B

山东建筑大学

B

安徽工程科技学院

B

长江大学

B

长安大学

B

山东科技大学

B

东北电力大学

B

天津理工大学

B

青岛科技大学

B

兰州交通大学

B

华东交通大学

B

天津科技大学

B

西安科技大学

B

厦门大学

B

兰州理工大学

B

河北大学

B

西南科技大学

B

中国地质大学

B

北京工商大学

B

东华大学

B

南华大学

B

西安工业大学

B

中国石油大学

B

河南理工大学

B

沈阳化工学院

B

辽宁石油化工大学

B

控制理论与控制工程 浙江大学

A+ 2 清华大学

A+ 3 东北大学

A+ 4 上海交通大学

A+ 5 西北工业大学

A+ 6 东南大学

A+ 7 华南理工大学

A+ 8 哈尔滨工业大学 A 9 北京理工大学

A 10 北京航空航天大学

A 11 中南大学

A 12 南京理工大学

A 13 哈尔滨工程大学 A 14 大连理工大学

A 15 燕山大学

A 16 西安交通大学

A 17 广东工业大学

A 18 北京科技大学

A 19 华中科技大学

A 20 上海大学

A 21 重庆大学

A 22 同济大学

A 23 天津大学

A 24 华北电力大学

A 25 中国科学技术大学

A 26 北京交通大学

A 27 南开大学

A 28 东华大学

A 29 北京化工大学

A 30 北京大学

A 31 山东大学

A 34 同济大学

A 35-82 江南大学

B+

华东理工大学

B+

浙江工业大学

B+

南京航空航天大学

B+

兰州理工大学

B+

河北工业大学

B+

吉林大学

B+

中国石油大学

B+

西安理工大学

B+

武汉理工大学

B+

武汉科技大学

B+

山东科技大学

B+

江苏大学

B+

中国矿业大学

B+

郑州大学

B+

湖南大学

B+

大连海事大学

B+

厦门大学

B+

杭州电子科技大学

B+

西安电子科技大学

B+

兰州交通大学

B+

重庆邮电大学

B+

内蒙古科技大学 B+

天津工业大学

B+

河南理工大学

B+

沈阳工业大学

B+

南京师范大学

B+

电子科技大学

B+

合肥工业大学

B+

苏州大学

B+

广西大学

B+

武汉大学

B+

河海大学

B+

青岛科技大学

B+

太原理工大学

B+

北京工业大学

B+

南通大学

B+

鞍山科技大学

B+

南京工业大学

B+

上海海事大学

B+

四川大学

B+

湖南科技大学

B+

辽宁工程技术大学

B+

沈阳理工大学

B+

黑龙江大学

B+

西安建筑科技大学

B+

辽宁石油化工大学

B+

北京邮电大学

B+ 83-129

西南交通大学

B

西华大学

B

河北理工大学

B

青岛大学

B

东北电力大学

B

中国海洋大学

B

辽宁工学院

B

江苏科技大学

B

太原科技大学

B

三峡大学

B

长春工业大学

B

北方工业大学

B

安徽理工大学

B

新疆大学

B

昆明理工大学

B

安徽工业大学

B

曲阜师范大学

B

深圳大学

B

内蒙古工业大学 B

南昌大学

B

哈尔滨理工大学 B

天津理工大学

B

南京邮电大学

B

河南科技大学

B

河南大学

B

福州大学

B

中北大学

B

西安科技大学

B

陕西科技大学

B

湖南工业大学

B

长沙理工大学

B

北京工商大学

B

天津科技大学

B

河北大学

B

大连大学

B

江西理工大学

B

长安大学

B

扬州大学

B

西南科技大学

B

东北林业大学

B

渤海大学

B

郑州轻工业学院 B

贵州大学

B

中国地质大学

B

河北科技大学

B

南京大学

B

北京建筑工程学院

B

第三篇：调度自动化系统设计参考资料

调度自动化系统设计参考资料

(1)地区电网调度自动化设计技术规程，DL 5002-91；

(2)电力系统调度自动化设计技术规程，DL 5003-91；

(3)地区电网调度自动化功能规范，DL/T 550-94；

(4)能量管理系统（EMS）应用软件功能及其实施基础条件；

(5)调度员培训模拟系统（DTS）功能规范，调自[1999]164号；

(6)县级电网调度自动化系统实用化要求及验收，DL/T 789-2001；

(7)地区电网调度自动化系统应用软件基本功能实用要求及验收细则（试行），调自[2000]7号；

(8)EMS应用软件基本功能实用要求及验收细则（试行），调自[1999]207号；

(9)远动终端通用技术条件，GB/T 13729-92

(10)远动设备及系统 第5—101部分：传输规约基本远动任务配套标准，DL/T

634.5101—2002

(11)远动设备及系统 第5—104部分：传输规约采用标准传输协议子集的IEC60780—5—101网络访问

第四篇：机器人砖窑自动化系统设计与分析

基于机器人技术的砖窑自动化系统设计与分析

冯 原

（重庆机器人有限公司 重庆 双桥）

摘要：介绍了机器人砖窑自动化系统的构成、功能及其研究开发意叉，提出了设计指导思想和原则。对设计出的砖窑自动化系统切条装置、切砖钢丝快换装置、分砖合砖装置、翻砖装置、机器自动化码垛系统进行了设计分析，论述了其特点。关键词：机器人；自动化系统 1 机器人砖窑自动化系统概述

目前，国内大多数的砖窑都采用的人工制砖和码砖，部分采用的是半自动化制砖，但码砖依然是依靠人力。由于这种传统的制砖方式导致绝大多数砖窑处于低效率、高消耗的运行模式；另外由于手工作业的随意性和不稳定性导致码垛方式的不固定，由此进一步影响最后砖坯烧结的效果；并且砖窑生产环境及其恶劣，长期处于这种环境中的工人患病几率会提高。自动化系统实际上将生产过程中人为造成的不确定因素降到较低水平，并使工序间运作协调一致，整个自动化系统按一定节奏，连续不断地进行自动化生产，从而明显提高了生产效率和质量。

为了适应国内砖窑生产厂家的需求，研制开发了同时具备标准砖、非标砖生产能力的自动化生产线。它适用于一般砖窑行业中标准砖、非标砖的自动化生产，改变了传统的人工制砖码垛的生产方式，进而以高效、优质、敏捷的方式生产。并可降低物耗、降低成本、节约投资，消除了操作人员的不安全性、减轻劳动强度、改善作业环境。2 机器人砖窑自动化系统设计指导思想与原则

根据机器人砖窑自动化系统的功能要求及其作业的安全性和可靠性，并从当今国内外技术现状与市场发展的战略出发，提出指导思想与原则：

（1）研制具备国内领先水平的机器人砖窑自动化系统，满足机器人砖窑自动化系统的功能要求。

（2）在充分吸收当今国际、国内先进技术与产品的基础上，创新性的进行机器人砖窑自动化系统的集成与设计，并把机械系统与电控系统的品质与可靠性视为成功的关键。

（3）尽量采用现有成熟技术与零部件，提高产品零部件的标准化与通用性，并具有良好的工艺性与可靠性。做到产品功能与造型设计和谐、统一、美观。尽可能按定型产品、中小批量生产的要求进行模块化设计，以求尽早形成定型产品，并易于扩展与组合、维修，且以中小批量生产方式生产，提高品质，降低成本，缩短交货期。3 机器人砖窑自动化系统总体技术方案设计与分析

根据设计指导思想与原则，在充分吸收国内外砖窑自动化系统的优点的基础上，针对标准砖、非标砖的生产工艺要求与特点，创新设计出机器人砖窑自动化系统。3.1 切条装置设计与分析

切条装置位于机器人自动化系统的最前面，为使其具有可靠性高、生产效率高等优点，也为减少机构复杂性和针对不同砖型的快速适应能力，采用FESTO紧凑型气缸驱动的闭闸式切条机构和用于调整切条长度的可变位置挡块机构。

当砖条（标准砖或非标砖）由真空挤压成型机输送出来，推动挡块机构并触发接近开关，促使闭闸式切条机构动作。完成后，挡块由气缸推动并抬起一定高度，下方输送线加速并将切好的砖条输送至下一工位。如此循环运作，实现连续切条的工艺流程。3.2 切砖钢丝快换装置

当砖从切条机出来，进入切砖机，经过其加工便成为砖坯。切砖机是采用推板推动砖条，通过固定的钢丝切割成所需的大小。钢丝的间距是可调的，可以根据所需砖坯的尺寸进行调节。切砖机采用大功率的电机和连杆滑块机构实现推板的往复运动，但是传统的切砖机只有一套钢丝切砖装置。如果在生产过程中出现断钢丝的情况，将会导致这一工序无法正常完成，并影响整个系统的正常运行。

结合这些经验，我们设计采用了快换式的钢丝切砖装置，在出现断丝的情况下，可以快速的驱动该装置，换下断丝的切砖模组，换上新的切砖装置。如此，就可在不影响系统运作的前提下，快速高效的更换钢丝。3.3 分砖合砖装置 3.3.1分砖装置

主要是将空心砖均匀、平稳地推送到两旁的输送线上，为了避免在此过程中出现推板左右侧运动不一致导致的推板倾斜，设计采用

FESTO紧凑型加强活塞杆气缸和平行链轮的结构，有效的避免了由推板的倾斜产生的砖坯歪斜现象。3.3.2 合砖装置

考虑到后段工序的工艺性，在完成分砖和翻砖的步骤后，须将两旁输送线上的砖坯分别合拢到中间的输送线上。设计采用FESTO的紧凑型加强活塞杆气缸和双平行链轮的结构，相对于传统的连杆推板，有效的节省了空间，平行链轮的结构保证动作可靠、精确及足够的刚度。3.4 翻砖装置

在一般的砖窑生产中，空心砖在烧制码垛时须砖孔朝上。这样更有利于热量的传递，使砖与砖之间的温差减小到一个很低的水平，从而使烧制的过程更稳定，烧制出更优质的空心砖。基于这些工艺分析，设计了翻砖装置。

翻砖装置由转子和同步带输送线组成，转子和同步带输送线均由变频电机控制，使转子和输送线达到一定的速度比，以实现翻砖过程的连续、稳定、高效。

3.5 机器人自动化码垛系统

从自动切砖系统到移动平台采用了桥式抓坯和环形输送线的结构，环形输送线环绕整个砖窑布置，无论移动平台运行到哪个位置，都能保证砖坯的送达。桥式抓坯负责将切砖系统加工完成的砖坯放置到环形输送线上，同时在移动平台上布置的桥式抓坯可以将环形输送线上的砖坯抓到移动平台的布坯台。将两台YASKAWA的MOTOMAN-MPL800型码垛机器人布置在移动平台上，移动平台在环绕整个砖窑的轨道上运行。机器人上安装相应的夹具，完成抓取砖坯到码垛的工序。4 机器人砖窑自动化系统的特点

(1)由于系统切砖钢丝快换装置、分砖合砖装置、翻砖装置、机器自动化码垛系统协同作业，缩小各自运动范围和作业内容，并采用连续切条装置，从而提高了生产节拍，可以完全胜任标准砖和非标砖的生产，机器人的使用颠覆了传统制砖模式，提高了系统的效率，设计生产能力可以达到每小时45000块标准砖。

(2)由于砖机各部分充分考虑对不同型号相似零件的可适应性．易于实现近似柔性作业生产，并以高效、优质、敏捷的方式生产：(3)机器人砖窑自动化系统可进行自动监控处理和报警；(4)可靠性好，自动与手动两种作业方式易变更。5 结论

机器人砖窑自动化系统是砖窑自动化发展的必然趋势。近几年，我国在这方面提高了国际认识。此系统即将投入生产。由于机器人砖窑自动化系统的关键元器件采用进口优质产品，充分发挥国内技术与服务等综合优势，即保证了系统品质与可靠性，又降低了成本，有很强的市场竞争力。

第五篇：城郊煤矿综合自动化系统设计与应用

城郊煤矿综合自动化系统环网设计与应用

侯占利[1]

(1 城郊煤矿调度室 河南永城 476600 ；)1概述

城郊煤矿是永煤公司建成投产的第三对大型现代化矿井，矿井位于河南省永城市老城东侧，交通便利，已经安装好了安全监控系统、矿压观测系统、水文观测系统、无线通信系统等，但每个系统都有相对独立数据传输系统，非常浪费资源。综合自动化系统环网形成以后，所有系统可以就近接入工业环网，保证系统传输快速稳定。城郊煤矿综合自动化系统总体设计 2.1煤矿综合自动化系统构成

煤矿综合自动化系统利用先进的网络技术、数据库技术、系统集成技术将企业管理、生产调度、安全监控等信息进行整合，实现企业数据采集和信息集成，达到监、管、控一体化，满足企业不同管理层面的需求。煤矿综合自动化系统的建成可实现全企业数据采集和信息集成，生产过程自动化、智能化，生产管理集约化，安全监控数据化，远程可控化。煤矿综合自动化系统是一个包括井下生产监控，井上综合信息管理于一体的大型控制系统，具体应包括综合自动化网络平台、提升在线监测系统、压风机在线监测监控、通风在线监测监控、主泵房排水系统、井下供电自动化系统（部分）、井下主煤流系统、无线通讯系统、煤矿应急救援网络广播系统（矿用IP广播系统）、调度指挥系统改造、工业数字视频系统等多个子系统。综合自动化系统将各自动化子系统在异构条件下进行有效的集成与整合，实现对生产状态的实时评估，以及业务数据的综合分析。并通过对生产和安全中主要设备的监测与控制，以达成全矿井生产调度、数据采集和决策指挥的信息化管理，提高矿井预防和处理各种自然灾害和突发事故的能力。

2.2综合自动化总体目标

城郊煤矿在永煤集团“装备现代化、生产自动化、管理信息化”的建设思想指导下，提出依靠先进的管理理念、采用多种信息管理与自动化技术，建立全矿井监测、控制、管理一体化、基于网络综合自动化的系统集成，以实现全矿井生产各环节的过程控制自动化、安全生产综合调度指挥信息化。城郊煤矿综合自动

化项目本着“统一设计、分步实施”的原则进行规划设计。系统总体传输网络采用1000M工业以太网。

2.3设计原则

立足于高标准、高起点、高要求，依据“国内先进、实用可靠、科学经济”的原则，实现“煤矿装备现代化、安全监测数字化、辅助设施自动化、管理过程信息化”，把各矿井建设成为国内一流的现代化、数字化矿山。

从装备现代化、生产自动化、管理信息化入手，提高工作效率，逐步实现除掘进工作面等少数子系统外实现无人值守操作的目标，在调度中心远程完成生产过程监控工作。

1、提高生产设备的自动化水平，满足生产需要

2、实现无人化、少人化的矿井自动化生产

3、实现管理实时化与生产自动化的结合 3综合自动化网络平台系统 3.1设计目标

综合自动化网络平台主要是建设统一的监测监控综合集成平台，建设具有技术先进、信息化程度较高、指挥灵活、处理能力强的安全生产自动化和调度指挥系统，将矿井的各监控子系统集成、汇聚到综合自动化控制网络平台，充分考虑子系统的接入与整合，节省投资、资源共享，提高系统功能，并可与矿信息管理网实现无缝联接，从而为信息化矿井建设奠定坚实的技术基础。

系统建成后，使各自动化子系统数据在异构条件下可进行有效集成和有机整合，实现相关联业务数据的综合分析，集控中心人员或相关专业部门人员通过相应的权限对安全和生产的主要环节设备实时监测和进行必要的控制，实现全矿井的数据采集、生产调度、决策指挥的信息化，为矿井预防和处理各类突发事故和自然灾害提供有效手段。

总之，系统运行后，设备稳定，传输可靠，系统安全，实现三网合一，达到监、管、控一体化及减员增效的目的，建成本质安全型的数字化矿井。3.2系统网络设计

综合工业传输网络平台的主要作用是为城郊煤矿建立运行安全可靠、容量大、功能强、便于维护、稳定可靠的数据传输网络，要求能够综合传输城郊煤矿

各生产自动化子系统监测监控数据、工业电视视频图像、数字语音、调度数据等信息，网络应具有以下特点：快速实时、稳定可靠、高安全性、保证服务质量、易于扩展、智能化网络管理。

网络走向：

调度中心机房内环网： 服务器网络机房-〉调度室机房-〉机电工位 井下北翼环网（双网）：服务器、网络机房-〉（井底变电所）北石门变电所-〉西风井底变电所-〉西风井底面-〉1西北石门变电所-〉16采区变电所-〉北1#变电所-〉北风井地面-〉服务器、网络机房

井下东翼环网（双网）：服务器、网络机房-〉井底变电所-〉东翼1#变电所-〉东南翼变电所-〉自动化综采工作面-〉二水平东翼泵房变电所-〉东南翼泵房变电所-〉东风井-〉中央变电所-〉南翼1#变电所-〉服务器、网络机房

地面环网： 服务器、网络机房-〉主办公楼-〉主井绞车房-〉副井绞车房-〉压风房-〉矸石山-〉服务器、网络机房

(地面环网改成单环网，不再分成２个环，交换机数量改成７个)相连：

主干光缆为2根 12 芯中心束管式矿用阻燃单模光缆，且下井路径都为副井井筒 2根。

网络交换机：

机房采用西门子XR324工业以太网核心千兆交换机，井下采用X414-3E工业以太网千兆交换机，对所有交换机进行VLAN划分，划分为5个VLAN，分别为自动化VLAN、视频VLAN、无线通讯VLAN、安全监控VLAN、矿压（水文）VLAN，各系统接入相应的端口实现数据的传输。4 综合自动化软件平台 4.1 软件功能和指标

整个系统具有如下特点：

 以具有双机热备的组态软件为核心  以OPC为主要通讯接口

 以WEB网页为信息发布的主要模式 4.2整套软件将实现如下功能：

1、冗余功能

冗余包含两个方面，服务器端和客户端。对于服务器端，两台服务器处于热备状态，一台工作，一台备份；当任何一台服务器失败的时候，另一台服务器能自动快速的切入工作状态。对于客户端，当其中一台计算机出现故障时，可自动切换到另一台计算机，以防止数据丢失或控制失控。

2、系统容量

系统输入/输出点位能够满足可采集100K个监控点；巡检周期符合行业规定。

3、实时运行参数监测

能显示各种实时数据；并实现当被测参数超限、保护动作及设备运行状态改变后发出语音、文字告警提示。各监控子系统实时采集其生产工况参数并上传至生产调度指挥中心，生产调度指挥中心操作员终端可以通过友好的HMI（人机界面：工艺流程图、趋势图和棒状图等方式）和报表的形式能实时监控全矿生产设备的运行状况，并可召唤打印，以便于报表分析。5 结论

城郊煤矿综合自动化系统使各自动化子系统数据在异构条件下得到有效集成和有机整合，集控中心人员通过相应的权限对安全和生产的主要环节设备进行实时监测和必要的控制，实现全矿井的数据采集、设备控制的集中自动化，为矿井预防和处理各类突发事故和自然灾害提供有效手段，对矿山安全生产以及减人提效有着重要意义。

参考文献 ：

[1] 李白萍，赵安新，卢建军 ．数字化矿山体系结构模型 [ J ]．辽宁工程技术大学学报，2008(12)[2] 宗立军 探析煤矿 自动化和通信 技术现状与发展趋势[ J ]．城市建设，2012(26)： 51 — 52．

[3] 李福勘，李硕，何绪 文，张春辉 煤矿矿 井水处理工程存在的 问题及对策[ J ] ．中国给水排水，2012(02)： 31 — 32 作者简介：

1.侯占利（1975-）女，助理工程师，现工作于河南能源城郊煤矿