基于OPC和Web的矿尘在线监测系统及集成应用研究

摘要

煤炭是我国重要的基础能源和原料，在国民经济中具有重要的战略地位。就煤矿而言，安全始终是煤炭企业面对的最重要、最严峻的问题。为了解决煤矿安全问题，需要依靠科技进步手段提高煤矿整体安全技术装备与管理水平。研究开发功能完善、可靠稳定、使用方便的煤矿安全管理与监控系统具有十分重要的现实意义。随着OPC(OLE for Process Control)技术和Web技术的发展，监控系统的集成化、网络化成为当前工控领域的一个重要的发展方向。
　　本文以临矿集团新驿煤矿“矿尘在线实时监测监控系统”为背景，以煤矿矿尘这一影响煤矿安全生产的重要因素的在线实时监测为例，分析和探讨了现有煤矿安全监控系统的主要缺陷和发展方向。在此基础上提出结合CAN总线技术、OPC技术以及Web技术的矿尘在线监测系统及集成应用研究，将“硬件总线”和“软件总线”在监测系统应用中融合，并创建Web服务器实现监测信息的跨平台Internet传输，以此为例研究了系统间的集成应用。
　　井下采用先进的CAN总线替代传统的RS485总线，克服了传统RS485总线在传输距离、速度和稳定性上的缺陷。同时开发接口实现粉尘在线监测系统和煤矿现有安全监控系统的集成。井下信息通过CAN总线传输到井上经CAN接口卡结合OPC服务器实现与上位机的通信，上位机监控系统采用Delphi语言和SQL Server数据库开发。本文详细介绍了OPC技术的产生背景及发展过程，对其应用领域的分析说明了OPC技术的重要性。针对基于COM技术的OPC数据存取服务器跨平台通用性差、较难与Internet应用程序集成的缺点，在Visual Studio.NET环境下运用ASP.NET将OPC数据存取服务器包裹成Web服务器，客户可以通过浏览网页来监测现场数据。本文通过开发矿井通风信息智能化管理系统中的数据通讯子系统，实现了与煤矿现有生产监测监控系统的信息集成。然后利用OPC技术在系统集成方面的优势，研究矿尘在线监测监控系统与矿井通风信息智能化管理系统的集成，对于企业信息化建设具有指导意义。
　　本文的背景项目“矿尘在线实时监测监控系统”在煤矿现场运行可靠，具有很强的实用价值和社会推广价值。OPC技术和Web技术的不断发展改变了传统的监控方式，深化了企业信息管理系统的信息集成。本文的开发和研究为更深层次的煤矿智能信息管理系统开发、优化与集成提供了基础。

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Contents

1 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 课题来源及意义

1.3 论文主要研究工作

2 OPC标准规范及相关技术

2.1 OPC规范

2.2 OPC与DDE比较分析

2.3 OPC XML-DA 规范

2.4 本章小结

3 系统总体构架及硬件组成

3.1 系统总体构架

3.2 硬件设计

3.3 控制分站与其他系统连接

3.4 可靠性和安全性设计

3.5 本章小结

4 软件开发

4.1 软件系统功能

4.2 OPC应用程序开发

4.3 Web服务器开发

4.4 本章小结

5 煤矿安全信息系统的集成

5.1 系统集成技术

5.2 矿井通风信息智能化管理系统及其集成技术

5.3 异构系统的集成

5.4 本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文情况