浅析机床电控系统的PLC技术数字化改造

　　我国是一个煤矿产量大国也是一个煤矿能源使用大国，煤矿生产由传统的生产监控方式逐步走向现代的生产监控方式。煤矿企业在生产发展转型中经历了很长一段的阵痛期，因为煤矿企业在生产过程中事故频发。近年来，我国煤矿企业伤亡的职工人员数量急剧增加，死亡人数数量达到三万多。根据国家数据不完全统计，每年我国煤矿企业因为各种死亡事故造成的经济损失高达20亿人民币以上。正是在这样的严峻社会形势下，加强煤矿生产的安全监控问题亟待解决。
　　1 国内外煤矿安全监控系统的发展原由、现状以及前景
　　1.1国内外煤矿安全监控系统发展原由
　　煤矿安全生产问题是一个国际化的问题，因为煤矿是传统的主要能源，而且在现今依旧保持重要的能源地位，煤矿安全生产问题也是一个不可回避的问题。矿难事故的频发，安全隐患的长期存在，生产状况的严峻环境，以及社会和国家的压力，都不断促使煤矿企业不断反思和改进煤矿安全监控系统，进一步提升监控技术，保障生产安全[1]。
　　1.2国内外煤矿安全监控系统发展
　　很多的发达国家技术发展较快，比如：美国、英国、德国、日本、法国等国家自从二十世纪六十年代开始就开始发展催化型的仪器来检测瓦斯方向了。很快，随着计算机技术的成熟与应用，以及后来的通讯技术的快速发展，技术的结合与应用使得现阶段很多发达国家在煤矿企业生产中采用的安全监控系统是集成了环境安全、调度与运输、过程监控等功能于一体的综合的复合系统。
　　相较于国外，我国的煤矿安全监控系统发展更新较为缓慢，基础也相对比较薄弱，但发展的速度较快。面对我国较为严峻的安全生产环境，我们国家的煤矿企业不断引进国外的先进技术和经验，再结合我国的实际情况，不断改进、消化、吸收适应本国的需要，不断完善和推广煤矿安全监控技术，不断系统优化，走向综合监控应用的先进方向。
　　1.3国内外煤矿安全监控系统发展前景
　　煤矿安全监控系统技术的发展方向主要是：数字化、系统化、综合化、网络智能化。未来煤矿安全监控系统主要体现的极大优势是数字化和网络化。计算机远程综合监控系统应用的数字化将会把系统中的音频、视频和控制等多媒体的信息从模拟状态转化为数字状态。网络的智能化主要体现在计算机的监控综合系统在应用中将会由集总式向集散式系统转变。21世纪是一个信息化全球化的社会，以信息技术为核心的发展时代，计算机的远程综合监控系统在煤矿中的应用也成为了时代的要求。
　　2 计算机远程综合监控系统在煤矿中的应用
　　2.1监控系统拓扑结构类型
　　现阶段的煤矿监控系统拓扑结构主要有：星型结构、环形结构、总线型结构。星型的拓扑结构的网络是一种集中控制型网络。其主要优点是网络监控和管理简单，介质访问和协议访问简单，服务方便。主要的缺点在于电缆数量庞大，安装以及维护相对复杂。环形的拓扑结构的信息数据在封闭的回路中沿着单一方向传输。其主要的优点是网络实现简单，投资最小。操作简单，控制软件也简单。其主要的缺点是环形的网络是直接串联的，每一个节点的故障都可能会引起全网的故障，进而导致网络故障甚至瘫痪。总线型拓扑结构是将所有的设备直接与总线连接，所有工作站和服务器都连接在一条总线上，没有中央控制节点。其主要优点是结构简单，不需要另外的互联网设备，组网的费用也低，设备少而简单，电缆少，安装容易，可靠性高[2]。其主要的缺点是节点的容量有限，所有节点是共享宽带，访问时影响速度。
　　2.2计算机远程综合监控系统
　　煤矿综合监控系统复杂繁多，功能性强也复杂，有人机界面操作模块、综合组态模块、并行网络通讯、数据库访问、查询打印模块、WEB服务模块、实时性处理和控制等多样功能。综合系统如图1所示：
　　图1.综合监控软件示意图
　　2.3平台集成各监控子系统的方式
　　煤矿综合监控系统主要包括监控子系统主机服务器、监控子系统分站、控制器以及嵌入式监控设备。综合监控系统与子系统监控分站以及PLC控制器的连接方式如图2所示：
　　图2.综合监控系统与子系统监控分站以及PLC控制器的连接方式
　　2.3计算机远程综合监控系统在煤矿应用中的功能
　　计算机远程综合监控系统在煤矿应用中可以实现以下主要功能：（1）考勤功能：计算机远程掌握控制每天旷工入井时间、升井时间，且可以自动按相应照班次生成日、周、月和年考勤等各类考情报表，数据详尽且准确。（2）人员的准确跟踪定位功能：实现精确到分秒对井下的分布情况以及现场状况进行实时监控，例如人员的分布情况，人员的区域分布情况，实现对井下人员准确跟踪定位。
　　2.4计算机远程综合监控系统中的视频系统应用
　　视频系统由投影单元，控制系统和相关的外围设备三部分，整个系统分为三部分：投影显示，信号处理，控制管理。视频监控信号和 VGA 信号通过视频/RGB 矩阵选择输入，可以直接输入到 DLP 投影单元的视频或 RGB 输入端口合成显示在大屏幕上。系统在技术上先进，使用上实用，经济上合理。
　　2.5计算机远程综合监控系统的语音报警系统
　　对于计算机的远程综合监控系统在煤矿应用中而言，语音报警系统在整个的综合监控系统中具有很重要的地位。实时报警，对于快速解决生产事故和加强安全管理起着重要的作用[3]。
　　语音系统可以实时快速地对故障的类型进行语音播报，这是因为语音系统将先进的流媒体和嵌入式技术结合起来了，实时传输，这样极大节省了存储空间。
　　何为流媒体技术，笔者通过查看相应的资料，了解到所谓的流媒体技术，是指在数据网络上按照时间的先后顺序传输和播放的连续音频或视频数据流，是一种新的传输方式。
　　2.6计算机远程综合监控系统的安全管理
　　煤矿生产的安全绝对不可忽视，同样现代的先进的计算机远程综合监控系统的监控系统安全保护与管理问题同样不可忽视。不同类型的用户的应用，首先必须解决好授权与安全的问题，依据相应权限操作。管理人员具有操作员的所有权限，而且可以对参数进行更改。为了保证系统的安全运行，管理员登陆时必须要输入管理员密码，操作员直接进入系统，不需要授权密码。
　　2.7计算机远程综合监控系统在煤矿应用中的故障排查方法
　　计算机远程对于井下作业以及煤矿生产的各个环节进行监控，实现了数字化智能化，但同时需要明确的一个问题是，远程计算机远程综合监控系统如何排除故障，保证系统的正常运行，真正全面实现智能化操作。
　　计算机远程综合监控系统有一个普遍的潜在的故障就是通讯不能正常工作，虽然计算机的远程控制软件会发出相应的信号，但是却无法提供及时的科学的应急处理方法，仍然需要人工的帮助，如需要人工使用螺丝刀来寻找故障。如果网络安全正常运行，通讯畅通无故障，软件即可以为故障的检测以及查询方面提供帮助。这就需要煤矿企业充分保证网络通讯的顺畅，以及对于系统设备不间断地进行监视。
　　系统出现异常，一般通过以下几种常用方法排除：
　　（1）看组态参数是否被修改，在实际操作中主要是查看主站是否改变了组态。
　　（2）查看现场设备，排除现场设备障碍。一般来说，是主传感器、辅助传感器、传感器电路等可能出现障碍。
　　（3）查看设备电压是否出现异常，查看设备是否被拆除或者需要另外再组态。
　　（4）主变量超限。
　　（5）非主变量超限。
　　（6）模拟输出固定，需要对仪表进行检查。
　　3结语
　　笔者在文中主要是介绍了计算机远程综合监控系统在煤矿中的应用，以及为何远程监控系统得以发展和应用的原由以及发展前景。较为详尽地展现了综合系统的结构模式以及如何实现远程监控方法。同时也说明了计算机远程综合监控在煤矿中应用的可行性以及信息化生产发展要求数字化远程综合监控的必然性。
　　通过本文，笔者梳理了国内外煤矿生产安全的现状，煤矿安全监控系统的现在与未来的发展前景，计算机远程综合监控系统在煤矿应用中存在的问题，远程监控如何在矿井以及煤矿企业生产环节的远程监控，而且是实现综合监控。改变传统的数据信息的独立，综合监控实现信息的共享，利于煤矿企业在生产作业时对于信息可以及时处理，对于突发状况可以有效处理，特别是在计算机远程监控状况下如何实现有效地监控和状况处理，确定本课题的研究方向和研究意义。现今我国的煤矿安全生产隐患依旧存在需要得以高度重视，大量的煤矿安全生产监控系统较为落后，监控系统存在硬件不通用、软件不兼容，监控功能尤其在远程监控功能上监控功能不强的问题亟待于解决。
　　4不足与展望
　　由于时间的关系，以及计算机远程综合监控系统复杂性多样性，远程监控系统的相关研究以及问题的发现仍需要笔者继续研究探索。例如需要进一步研究故障排除的方法，需要进一步提高煤矿的信息化，需要进一步研究深化了解监控系统的互联网技术和通讯技术。不可否认，计算机远程综合监控系统在煤矿中的运用前景一片光明，我们需要做的就是技术的不断完善更新融合。