矿山企业生产集中监控系统的研究与实现

摘要

我国生产集中监控系统应用较晚且水平较低。本文以某矿山企业的实际应用为背景，提出了该生产集中监控系统的方案。系统对生产设备的工作参数，即开关量、电流、电压和功率实时采集，在信息监控中心以多种友好的人机交互方式，提供给管理人员一个综合监管平台。
　　 本文首先介绍了生产集中监控系统的总体设计方案，由现场采集区域和信息监控中心两部分组成，现场采集部分采集数据并传送到信息监控中心，监控中心提供实时显示、查询、打印等功能。整个系统通过以太网连接，网络拓扑结构采用星形，容错性好，且便于升级。
　　 本文将嵌入式系统的技术应用到矿山企业的生产集中监控系统中，设计了监控系统的核心器件—信号采集器。以软硬件协同设计思想为指导，合理划分软硬件功能。在硬件方面，以嵌入式ARM Cortex-M3微控制器LM3S8962为核心，并分别设计了开关量采样电路和模拟量采样电路；在软件方面采用嵌入式RTOS μC/OS-II和嵌入式TCP/IP协议栈ZLG/IP。信号采集器通过以太网与信息监控中心通信，并定义了通信协议。另外，本文还介绍了μC/OS-II的裁剪以及在LM3S8962上的移植，ZLG/IP在LM3S8962上的移植。
　　 本文给出了信息监控中心的软件设计方案。采用了客户/服务器（C/S）和浏览器/服务器（B/S）相结合软件架构。C/S结构用于企业内部局域网各工作站，B/S结构用于支持外网WWW查询。另外，介绍了监控中心软件数据库的设计方法。
　　 经测试验证，本系统在各个方面均能满足要求，且成本低、功能强，具有一定的理论意义和广阔的市场前景。