皮带拖动控制系统—上位机系统硬件设计毕业论文设计WORD模板.docx

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1、XX理工大学毕业论文（设计）设计说明书设计题目：皮带拖动控制系统一上位机系统硬件设计学院：上海XXX学院班级：采矿工程XX班姓名：XX指导教师：XX完成日期：2023年XX月XX日XX理工大学毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）题目：皮带拖动控制系统上位机系统硬件设计题目性质：实际工程项目指导教师：XX毕业设计（论文）要求及原始数据（资料）：本项目将采用西门子公司生产的可编程逻辑控制器P1.C对皮带机的控制、在线监测、上下游连锁控制、拖动系统、皮带保护系统进行设计。皮带机参数：皮带长：IOOO米带宽：1.6米驱动方式：变频驱动（西门子系列变频器）驱动电机参数：主电机：两台450KW电机额定电

2、流：45A供电电压：IOKV要求实现的功能：1.实现闭环控制。根据皮带运量的大小自动调节皮带的运行速度，即可实现节能又可以减少皮带机的无效磨损；2、实现远程控制。实现对皮带系统的远程控制。3、系统保护。实现欠电压保护。4、皮带启动。实现皮带的启停。毕业设计（论文）主要内容：1.阅读相关论文至少10篇（包括2篇英文论文）。2、熟悉上位机的选型和基本结构。3、设计并掌握上位机与P1.C的的通讯原理。4、掌握基于上位机的视频监控系统的原理和过程。学生应交出的设计文件（论文）：1.毕业设计说明书一本2、硬件结构图（CAD绘图）1张（1号图纸）3、系统流程图（CAD绘图）1张（1号图纸）主要参考文献（资

3、料）：1.可编程逻辑控制器的应用与编程2、工业供用电技术3、电力拖动自动控制系统-运动控制系统4、变频器的原理及应用5、煤矿安全规程6、采矿工程控制手册专业班级采矿XX班学生XX要求设计（论文）工作起止日期指导教师签字日期教研室主任审查签字日期系主任批准签字日期皮带拖动控制系统一上位机系统硬件设计摘要随着近现代的发展，煤矿的科学技术越发成熟。皮带输送机是一种由电棚区动的连续运输设备，主要用来输送物料和成品，广泛应用于煤矿生产中。因此，对皮带运输系统的控制、监测与保护就具有重要的意义。本文主要是对矿用带式输送机的控制、检测和保护进行选型设计。基于P1.C可编程序控制器和工业控制网络的输煤控制系统

4、实现方案。并重点介绍上位机的硬件选型设计，系统基本满足了带式输送机工作过程中控制、监测、保护、管理等功能。重点在于带式输送机的各部分硬件连接,利用上位机实现可编程设计以及保护并实现人机接口界面，基于P1.C跟上位机控制的煤矿主煤流控制系统可有效的提高煤矿企业输煤系统的效率。P1.C与上位机之间实现通道，可互补功能上不足，P1.C用于控制方面方便可靠，而上位机在图形、数据、统计以及显示等方面功能强大。因此，各P1.C制造厂家纷纷开发了适用于本公司的各种型号P1.C与上位机通信的接口模块。整个系统基于P1.c及上位机控制设计，能更方便进行生产、提高生产效率、降低操作复杂度。关键字：皮带输送机；P1

5、.C;上位机；控制；监测；保护PCHardwareDesignAbstractWiththerecentdeve1.opmentofmoderncoa1.scienceandtechno1.ogymoreandmoremature.Be1.tconveyorisamotor-drivencontinuoustransportequipmentmain1.yusedtotransportmateria1.sandfinishedproducts,wide1.yusedincoa1.production.Therefore,thebe1.ttransportsystemcontro1.,monit

6、oringandprotectionisofgreatsignificance.Thisartic1.eisaminebe1.tconveyorcontro1.,testingandprotectionofse1.ectionanddesign.Imp1.ementationconveyingContro1.SystemP1.Cwork.AndfocusesonPChardwarese1.ectionanddesign,be1.tconveyorsystemtomeetthebasicworkprocesscontro1.,monitoring,protection,management,an

7、dotherfunctions.Focusoneachpartofthehardwareconnectedtothebe1.tconveyorusingPCprogrammab1.edesignandtheprotectionandrea1.izationofhumaninterfaceinterface,coa1.mineownerstokeepupwiththef1.owcontro1.systemP1.C-basedpositioncontro1.caneffective1.yimprovethecoa1.hand1.ingsystemofcoa1.miningenterprisesse

8、fficiency.AchievedbetweentheP1.CandPCchanne1.s,cancomp1.ementeachotherfunctiona1.1.y,P1.Ccontro1.forconvenientandre1.iab1.e,andpowerfu1.PCintermsofgraphics,datazstatisticsandotherdisp1.ay.Therefore,a1.1.P1.Cmanufacturershaveapp1.iedtothedeve1.opmentofthecompanysvariousmode1.sofP1.Cinterfacemodu1.efo

9、rcommunicationwiththehostmachine.Thewho1.esystemisbasedonP1.candPCcontro1.design,itcanbemoreconvenientforproduction,p1.exity.Keywords:be1.tconveyor,;P1.C;PC;contro1.;monitoring;protection第1章绪论11.I论文研究来源、目的和意义11.1.1 课题背景及意义11.1.2 煤矿发展趋势1第2章上位机的简介22.1 上位机简介22.2 上位机系统硬件设计32.3 基于上位机系统的皮带运输结构6第3章上位机与P1.C

10、的硬件系统设计73.1 P1.C介绍73.2 P1.C与上位机通讯93.21 S7-200P1.C系统实现通讯监控的方法93.22 WinCC组态软件与S7-200系列P1.C的数据通讯103.3上位机配置向导153.3上位机组态画面W1.NCC233.31 WINCC简介233.32 WINCC界面图23第4章上位机监控系统的硬件设计264.1上位机视频监控系统组成264.11 上位控制的视频系统的特点264.12 上位控制的视频系统的功能284.2城系统硬件雌294.21 未贩系统硬件侬294.22 多条皮带运输监测系统314.23 储存硬盘大小的计算324.3 监控系统与变频器334.4

11、 监控系统与皮带保护354.5 交的选择37第5章上位机系统功能介绍405.1 闭环控制405.2 远袖测和控制415.3 系统彳物425.4 皮带启停43第6章煤矿皮带控制系统设计总体结构466.1系统控制的方式46第7章总结与展望49第1章绪论1.1.论文研究来源、目的和意义1.1.1 课题背景及意义我国是工业大国，煤矿是我国重要资源之一。随着近现代科学的发展，我国的煤矿开采技术越来越发达。但众所周知，煤矿资源属于不可再生资源，我国的煤矿资源储存量也是在逐年减小。所以，高生产、高效率的采煤技术显得尤为重要。皮带运输机是一种连续的皮带运输机械，是我国工业生产发展不可缺少的一部分，在我国钢铁、

12、矿井、冶金等企业都有重大利用，并取得了巨大优势。井下的环境条件恶劣，皮带运输机性能的高低直接影响到了煤矿开采的发展跟效益。本课题重点研究的是皮带运输机在煤矿上的运用，结合现代信息业、IT行业，充分利用P1.C跟上位机并将两者控制功能结合起来从而实现更可靠、更安全的皮带运输。1.1.2 煤矿发展趋势目前，皮带运输机因为结构简单，运输量大，使用方便，在采矿运输方面得到了广泛应用。煤炭是我国的重要能源，也是很重要的化工原料。我国大多数煤矿采用的是皮带运输机传输系统，要求皮带运输机运煤系统能始终处于完好的运煤状态，这也造成对皮带运输机的性能的要求提高。我国大多数煤矿还采用手动控制。皮带运输机也经常出现

13、故障，如跑偏、打滑等。这不仅影响煤矿生产产量，也给煤矿安全带来了巨大威胁,对工作人员的生命安全是一个挑战，而且还耗费了人力、物力资源。现在是一个信息高度集中发展的时代，因此建立一个功能齐全的皮带运输系统，不仅可以对皮带运输机实行远程监控，也可以让工人们从井下恶劣的工作环境下解脱出来，可以让工人们在舒适的监控室里通过控制网络对井下的皮带运输机进行监测监控。也可以让专家们不用亲自来现场就可以得到准确的数据，从而可以对煤矿发展有更好的建议发展。第2章上位机的简介2.1 上位机简介上位机是指可以直接发出操控命令的计算机，一般是PC/hostcomputer/masterCOmPUter/upperco

14、mputer,屏幕上显示各种信号变化（液压，水位,温度等）。下位机是直接控制设备获取设备状况的计算机，一般是P1.C/单片机SingIechipmicrocomputer/s1.avecomputer/1.owercomputer之类的。上位机发出的命令首先给下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据（一般为模拟量），转换成数字信号反馈给上位机。简言之如此，实际情况千差万别，但万变不离其宗:上下位机都需要编程，都有专门的开发系统。在概念上，控制者和提供服务者是上位机，被控制者和被服务者是下位机，也可以理解为主机?口从机的关系，但上位机和下位机是可以

15、转换的。两机如何通讯,一般取决于下位机，TCP/IP一般是支持的，但是下位机一般具有更可靠的独有通讯协议，购买下位机时，会带一大堆手册光盘，告诉你如何使用特有协议通讯，里面会举大量例子，一般对编程人员而言一看也就那么回事，使用一些新的API罢了，多语言支持功能模块，一般同时支持数种高级语言为上位机编程。通常上位机和下位机通讯可以采用不同的通讯协议。通常工控机，工作站，触摸屏作为上位机，通信控制P1.C,单片机等作为下位机,从而控制相关设备元件和驱动装置。上位机系统组成硬件部分；工控机、USP电源、网络交换机RS23转RS485模块MOXA卡。软件部分；W1.NCC组态软件、后台通讯程序、WIN

16、DOWS系统。2.2 上位机系统硬件设计上位机硬件配置因为井下的工作环境的限制，以及煤矿上计算机需要长时间保持开启的状态，一般家用计算机是无法满足工业上要求的。所以我们通常会选择工业控制计算机，简称工控机。我们现在经常选用的工控机有研华工控机，华北工控机，研祥工控机，富士康工控机等。根据品牌效应跟客户反馈，以及各大公司网站的解决案例分许，最终我们决定选用研华公司生产的IPC-610H矿用工控机。硬件平台:研华IPC-610H矿用工控机：操作系统:WindoWS2000或以上版本，可以使用Windows7系统；研华工控机采用了正压送风的技术，跟以往向外抽风的排气方式又所不同，从而可以有效地杜绝粉

17、尘进入机箱，可以充分保护机箱不受粉尘的破坏；机身采用金属全刚结构,设置有1.2毫米厚度钢板，与其他同类机器相比较，会更加坚固耐用，而且防辐射抗振动的能力大大加强。接口丰富、操作人性化。表2-1系统硬件配置主板PCA-6010V底板14槽工业标准无源底板PCA-6114P4-C电源250W全钢14寸4U标准上架显小器WebOP-2070T产品主要特性：Inte1.P43.0GCPUIGDDR160G硬盘研华将光电鼠标-9个ISA总线接口/4个PQ总线接口/2串口置2USB口/1并口/硬件服务。通用14槽无源底板4个PCI、8个ISA、带PFQ功率因数补偿）电源的高效300WATX和易于维护的双冷

18、却风扇。机箱前面板上的系统状态1.ED指示灯可显示电源、硬盘和系统电压的运行情况。这些特点使IPC-610-H成为性价比最佳和总价最优的选择。工业电源：Ga1.1.eonX9通常情况下我们由经验可知UPS的电源负载百分比太高的话不是很好，这样会损坏电源，并使效率降低，一般为80%比较好。电源功率为250W,根据井下工作时间，UPS电源需要提供全天保护，所以可选UPS电源保护时间为8小时。则UPS需要向一台工控机至少提供250*8=2000W=2KW的能力。功率因素为0.8,有功功率为2KW。视在功率*功率因素有功功率。所以电源的选择为研华公司生产的工业电源Ga1.1.eonX9o可以选择3KV

19、AUPS,且它的功率因素可以达到0.9。由计算公式：视在功率*功率因素有功功率*=3000*8=2.42珞二2(2-1)所选UPS符合要求。以上配置拥有高效能、低消耗的显著优点，满足了煤矿所需工控机的需求。提高了煤矿皮带控制效益，降低了机器的运输维护成本。专业的工业级电源Ga1.1.enX9是为矿井下变化波动大的情况量身定做，极大提高了运维效率。而且以上所选用的产品型号,均在我国一些地方煤矿曾经或者正在运行过,符号国家安全标准质量可靠,值得信赖。5.系统运行情况和客户评价研华工控IPC-610D矿用工控机满足了煤矿皮带监测监控系统主机硬件求：1 .低功耗，可长期不停机稳定运行；2 .兼容性与扩

20、展性好，可以根据客户实际需求定制；3 .高性价比：经过煤矿井下实地的综合规模测试，性能非常出色。价格方面在市场上同类型产品中适中，并且能提供全国响应服务。以上所选用的硬件经过国内大量煤矿井下实际应用，取得了广泛好评，同时可以分别在网上和研华官网查到相对应的案例。2.3基于上位机系统的皮带运输结构整个皮带拖动系统由电机、变频器、皮带、P1.Cx皮带保护传感器、上位机、交换机组成。为了更好的实现对皮带拖动系统的控制，我们还加入了视频监控系统用来实现对整个皮带拖动系统的监测、通讯。显而易见，上位机属于整个系统的头脑部分,在整个皮带拖动系统中起着监视、通讯、控制的作用。它上通过以太网接口与调度中心通过

21、工业以太环网联网，从而能让专家或者工作人员远程监控并且上传系统监控参数。下连接着视频监控系统，P1.C,变频器与皮带保护传感器，实现并控制整个皮带运输系统的进行。所以选择一个正确且实用的上位机显得尤为重要。Ooo图2-1皮带运输系统结构图第3章上位机与P1.C的硬件系统设计3.1P1.C介绍P1.C(可编程控制器)，其组成与计算机的组成基本相同。器、输入/输出单元、电源部件、编程器等组成由微处理器CPU、存储编程器输入单元就处理雅(CPU)系统ROM用户ROM输出单元电源部件图3-1P1.C组成图图3-2P1.C运行方式如图展示P1.C的5个工作阶段：内部处理、通信处理、输入扫描、程序执行、输

22、出刷新。P1.C分两种方式运行。STOP状态时，P1.C只完成内部处理和通信处理。处于RUN状态时，完成上述状态后，还会输入扫描。程序执行、输出刷新三个步骤。本次设计所选用的P1.C根据实际条件跟学习研究决定选用西门子S7-200oP1.C57-200概述-S7-200是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。S7-200系列出色表现在以下几个方面：1）极高的可靠性。2）极丰富的指令集。3）易于掌握。4）便捷的操作。5）丰富的内置集成功能。6）实时特性。7）强劲的通讯能力。

23、8）丰富的扩展模块。强大的组网能力，友好易用的编程软件、级高的性价比和不断的创新。选用S7-200可以满足本次皮带拖动系统的需求，而且属于西门子的老牌P1.C,实力有目共睹，可靠性高。且西门子有专门的配套软件或者硬件用来与S7-200匹配，方便使用者的使用。3.2 P1.C与上位机通讯3.21 S7-200P1.C系统实现通讯监控的方法大多数皮带运输控制仅利用P1.C的控制。在许多情况下也需要实现上位机对P1.C的控制和对其参数进行通讯监控。由S7-200系列P1.C构成的控制系统与上位机的通讯功能现在比较通用的是以下三种方法。1.采用组态软件来实现P1.C的通讯功能；用组态软件WinCC实现

24、监控,功能强大，灵活性好，可靠性高。2、用第三方软件（如VB）编制的监控软件实现对P1.C的通讯监控，灵活性好，系统投资低。但开发工作量大，可靠性难保证，对技术人员的经验和技术水平的要求高,还须购买通信协议软件。3、采用触摸屏实现对P1.C的通讯监控，可靠性高，监控实现容易，但灵活性较差，功能有限，不能满足复杂控制系统的监控要求，价格高。我们经过比较跟分析，发现还是用组态WINCC来实现监控效果比较好，最终决定用WINCC组态软件来实现对P1.C的通讯监控。WINCC组态软件是现在用的最多的与P1.C实现通讯的软件。因为其友好方便的组态画面跟易于控制的软件流程。而且WINCC组态画面可以根据使

25、用者的要求完成大部分功能，如实时显示、皮带启停等等，且有高度的稳定性跟可靠性。这些都是其他方法没有或者欠缺的。3.22 WinCC组态软件与S7-200系列P1.C的数据通讯SIMATICWinCC采用了最新的32位技术的过程监控软件，具有良好的开放性和灵活性。WinCC与S7-200系列P1.C的通信，可以采用以下几种方式来实现。1、WinCC与S7-200系歹(JP1.C通过ProfibusDP协议通讯的实现。Profibus-DP网络通讯：CPU222、.224、226、226XM都可以通过EM277Profibus-DP扩展。Q)软硬件要求* PC机，WINOOWs98操作系统;* S

26、7-200系列P1.C;* CP5412板卡或者其他同类板卡，例如：CP5611,CP5613;* EM277ProfibusDP模块;* Profibus电缆及接头；* 安装CP5412板卡的驱动；* 安装WinCC4.0或以上版本；* 安装COMProfibus软件。(2)WinCC的设置。在WinCC变量管理器中添加一个新的驱动程序,新的驱动程序选择PROFIBUSDrchn,选择CP5412(A2)Board1,在SyStemParameterS设定参数。CP5412(A2)board参数为1,表示板卡的编号;Config参数为组态时生成的*.txt文件的完全路径；Watchdogti

27、me参数为Oo新建一个连接，从站地址与EM277的地址一致。(3)建立变量。WinCC中的变量类型有In和Out。In和OUt是相对于主站来说的，即In表示WinCC从S7-200系列P1.C读入数据，OUt表示WinCC向S7-200系列P1.C写出数据。In和OUt与数据存储区V区对应。在该例中Qut与P1.C中数据存储区的VBOVB7对应In与P1.C中的存根者区的VB8VB155应。PrOfibUS-DP网络通讯CPU222、.224、226、226XM都可以通过EM277Profibus-DP扩展(4)优缺点。优点：该方法数据传输速度快，易扩展，实时性好。缺点：传送数据区域有限(最大

28、64字节)，在P1.C中也必须进行相应的处理，且硬件成本高，需要CP5412、EM277Profibus-DP.ProfibI1.S总线等硬件，还需要ComPrOfibUS软件。应用场合：适用于在要求高速数据通信和实时性要求高的系统。2、WinCC与S7-200系列P1.C通过PPI协议通讯的实现(1)软硬件要求：* PC机,WINOOWs7操作系统；* S7-200系列P1.Co* PC/PPI电缆。* 安装S7-200OPCServer软件。* 安装WinCC7.0软件。(2)优缺点优点:该方法连接简单、硬件投资少、可以读写S7-200系列P1.C中所有存储区域。缺点：通信速度比较慢、需要

29、OPe软件及相应授权、系统扩展不方便。S7-200系列P1.C一般作为S7-300系列P1.C的从站挂到Profibus总线上,WinCC通过S7-300系列P1.C与S7-200系列P1.C实现通讯。这两种方法都有或多或少的弊端，而且都有一定的局限性，比如电缆长度、单双方通讯、经济效益等。经过I；匕较分析，我们最终决定采用工业以太网来实现上位机跟P1.C的连接。3、上位机组态软件WINCC与P1.C通过以太网连接CP243-iBUS是目前最好的西门子S7200P1.C用以太网转换器，使用方便，简洁，无需在上位机和P1.C中添加任何程序和驱动，安装后立即可以使用。它使西门子S7200可以通过以

30、太网与各种知名上位软件实现远距离、高速通讯，并可以同时连Step7对西门子S7-200进行编程。它可以通过Internet实现跨地域数据传送。它与西门子以太网通讯模块CP2431功能相似，可代替西门子PPIrs232cab1.e.USB-PPIxCP243-1.o它同时具有西门子USB-PPI（S7-200编程电缆）的功能和西门子CP243-1的大部分功能，可以固定在导轨卡槽上，非常方便。跟西门子200的模块是一样的，可以同时导轨安装和螺钉安装。CP243-iBUS特点：1、CP243-iBUS不用在P1.C中做任何工作,连上就可使用。2、TCP/IP通道为2个（注：仅可为二台上位机服务,在同

31、一台上位机中可同时运行PC_Access和MicroWin4.0)o3、CP243-iBUS需外接24V电源,上排右起第二个端子是24V正，上排右起第三个端子是24V地。表31.CP243-iBUS电源电源24V外接供电保护类型电感线圈隔离尺寸（长X宽X高）mm80X71X62线型方式：多适用于一台P1.C和一台上位机近距离通讯，直接用交叉线（RJ45）网线相连。图3-3线型方式星型方式：适用于多种情况，如一P1.C和两台上位机或多P1.C和一台上位机或多P1.C和两台上位机等，中间需加以太网交换机，用直联线(RJ45)网线将交换机和多台设备相连。图3-4星型方式CP243-iBUS的参数设置

32、是IE浏览器来进行设置的,此时与CP243-iBUS转换器相连的P1.C要上电，CP243-iBUS要外接电源同时要将CP243-iBUS与计算机用网线连接好。WINCC中没有S7-200系列P1.C的通信驱动程序，因此WINCC不能直接与S7-200系列P1.C实现通信。对于这个问题我们可以运用现在流行的OPC技术(高效性、可靠性、开放性、可互操作性的即插即用的设备驱动程序),解决人机界面与现场中的S7-200进行数据交换的问题。PCACCESS是专为S7-200P1.C所作的OPC服务器。S7-200一般都是通过PC_Access(OPCserver)软件再与WinCC相连的。因此要首先设

33、置PC,Accesso但是，在设置前一定要运行一次西门子的MicroWin,在它的设置PG/PC接口中选择TPCIP(auto)T实际的网卡名】，目的是将PC_Access的驱动选为TCPIPo33上位机配置向导进入因特网配置向导。进入因特网配置向导，选择项目树中的向导-因特网配置服务器步骤1：进入因特网配置向导日唱项目1新特性3CPU224PRE1.02.00+0程序块+亘符号表+面状态表后0数据块+：电系统块+的交叉引用回了通信J国向导于AS-i自数据记录EM241调制解调器ShEM253位控于以太网直速i数器CrT7netwP1.D湾PTO/PWM田配方远程调制解调器国文本显示囤曲工图3

34、-5配置向导图1接下来屏幕出现以下画面取消图3-6配置向导图2点击下一步按钮图3-7配置向导图3配置服务器步骤2：指定模块位置1 .指定模块位置。2 .点击读取模块按钮可以搜寻CP243-IIT模块。3 .点击下一步按钮。IF地址：子网f码：网美地址：就CP243-1ITIF地址的暇务配加址冢地择自善1.6颉服务2允许BOOTP服务朋为模块自动指定IP地址.板块连接英屋为此根段指定遇信连接类型.通信二34【帮助和支持上一步近三一图3-8配置向导图4配置服务器-步骤3:指定模块地址1.设定模块的IP地址,自定义适用的IP地址。本例中设为“10.1.202.22.填写适用的子网掩码。本例中设为25

35、5.255.254.03 .选择模块的通讯连接类型，使用系统默认的设置。4 .点击下一步按钮。上一步Iem步取1取帮助和支持图3-9配置向导图5配置服务器-步骤4:指定命令字节和连接数目1 .确定Q内存地址，使用系统默认设置。2 .配置模块的连接数目，在本例中选择Io3 .点击下一步配置连接您已经要求配置1个连接。语指定每个连接应当用作客户机还是服务器，并配置它的相关属性.产整0（已要求配置1个连接）匕为客户机连接：客户机连接在本地P1.C和远程服务器之间发起数据传输请求。心）匕为服务器连接：服务器对来自远程客户机的连接话求作出响应。辎客Eg个符号名。您的程序可以在启动与此远程服务器的数据传输

36、时用符号上一个连接1.下一个连接仁确认取消I图3-10配置向导图6配置服务器-步骤5:配置连接1 .选择此连接为服务期连接。2 .设置沅程TSAP（TransportServiceAccessPoint）地址，本地TSAP地址自动生成无法修改，远程TSAP地址使用系统默认的设置即10。3 .选择“接受所有连接请求。4 .使用系统默认的设置。5 .点击下一步按钮。，谓勿为此K置生成CBC保护.保持活动时间间隔躅露酷翳魔器翳堪霸翳露而精舐.稹块Hr核定时图311配置向导图7配置服务器步骤6:配置CRC保护和保持活动间隔1 .选择CRC保护2 .设置保持活动的时间间隔，使用系统默认的设置。3 .点击

37、下一步按钮取帮助和支持上一步（J一步H图3-12配置向导图8配置服务器-步骤7:管理员账户配置1 .设置管理员账户的用户名及密码。2 .点击下一步按钮。使用以下复选椎便能或禁止因特网板块中的服务.:取帮助和支持上一步IrFf足I图3-13配置向导图9配置服务器-步骤8:因特网服务配置1 .在本例中禁止模块的电子邮件、FTP、WEB服务。2 .点击下一步按钮。向导Br建议一个大小合适且未使用的V存储区地址范围建议地址笆-VBO电子邮件麻务RiBFTP客户机*作展能httporb）服务.取帮助和支持图3-14配置向导图10配置服务器-步骤9:为配置分配存储区1 .选择一个未使用的V存储区来存放模块

38、的配置信息，可以点击建议地址按钮，让系统来选定一个合适的存储区。2 .点击下一步按钮。此向导配置将在项目树中按名粽捧蜗I用.您以编辑默U名麻，以便更好燧巡回向马取帮助和支持上一步IC下一步”图315配置向导图11配置服务器-步骤10：生成项目组件1 .编辑此配置的名称，本例中使用系统默认的名称。2 .点击下一步按钮。（上一步d庭一洎图316配置向导图12配置服务器-步骤11：完成配置点击完成按钮完成配置。PC机上也要安装以太网网卡。RJ-45接口网卡：RJ-45接口类型的网卡是应用于以双绞线为传输介质的以太网中，它的接口类似于常见的电话接口RJ-H,但RJ-45是8芯线，而电话线的接口是4芯的

39、，通常只接2芯线（ISDN的电话线接4芯线）。在网卡上还自带两个状态批示灯,通过这两个指示灯颜色可初步判断网卡的工作状态。图3-17连接示意图3.3 上位机组态画面WINCC3.31 WINCC简介WINCC组态软件：WINCC是由西门子公司生产开发的用于上位机的组态软件，他的功能是用于工作面生产过程进行监控控制，其下位机编程软件主要采用西门子的step7oWINCC安装条件：WINCC基于Microsoft公司的Windows2000或WindowsNT操作系统安装在WindoWS2000下时需要同时安装sp2以上版本的补丁才可以。这次我们选用的是WINCC7.0,需要WindoWS7系统就

40、可以满足要求。3.32 WINCC界面图图3-18W1.NCC系统组成功能图层图3-19W1.NCC系统功能图在上位计算机上，为了便于直观的了解到皮带运行情况，显示检测到的实时数据,拟设计以下图形。设备状态流程画面：以不同颜色表示设备的运行、停止和故障状态。高、低压配电系统的分、合闸状态、故障状态等。棒状图：显示检测模拟量数据的变化趋势。（包括电机电气参数，轴承温度、变频频率、电机电流等）重要参数数据监控画面：包括生产环节的实时数据，如给定值、在线检测值、故障信号等。事故显示记录：显示记录故障设备编号、故障类型、发生时间等。控制操作画面：对各设备、单元全部过程参数、设定值修改、控制方式（手动/

41、自动状态）选择，对设备进行起停控制。为了便于管理，系统设置了访问控制权限，输入登陆密码才允许操作控制。根据操作权限的不同，通过密码的方式来保证系统的安全。第4章上位机监控系统的硬件设计4.1 上位机视频监控系统组成4.11 上位控制的视频系统的特点1.整个系统基于视频监控及上位机控制设计,能更方便进行生产、提高生产效率、降低操作复杂度。操作台集中简化各部分控制。2、上位机提供WINCC软件支持，能够实现完善的监控功能，进行管理并提供友好的人机接口。在实际应用中，操作者对生产线操作通过上位机实现。以太网技术应用到皮带运输监测系统中。3、井下以太网的收发是通过RS485通讯方式经过监控分站进行的，

42、这样更有利于信息的传达。井下环形以太网网络结构在皮带运输监测系统中的使用使系统的节点储存增加，传输速度提高。4、系统安全性提高采用可靠铠装阻燃电缆，信号接收能力加强。容易维护。此次设计的皮带运输机监控系统由以下四层组成。第一层，称为基层设备层，指的是监控系统的最底层，包括了所选用的防爆摄像头，也包括了被控制的设施设备，比如皮带电机，已经皮带的各种检测设备，比如温度传感器、速度传感器等第二层,称为基层控制层。主要指的是P1.CS7-200.所选变频器等自动化控制设备。这一层发挥的功能是将采集到的数据进行处理，根据提前设定的程序对煤矿工业现场进行自动控制，同时也可以根据操作人员的需要实现对皮带运输

43、机的自定义控制。基于标准的现场总线技术既可以对各控制器和现场设备之间实时通信，也方便扩展，实现更复杂的工业要求。第三层，称为本地控制层。本地控制层实际上是基于上位机设计的WINCC组态软件，方便且易于管理的WINCC组态画面是对下位机控制过程的集中管理系统。第四层，称为远程管理层。通过网络通信技术与软件系统连接技术实现通过IE浏览器监控皮带运输机的运行过程。在电脑客户端就可以对服务器中的归档数据进行访问，无需专家到达现场就可以对设施设备进行诊断并进行决策指导。上位机监控系统监控一条皮带，每条皮带有两个电棚区动皮带，P1.C控制器控制着每条皮带上的两个电机，同时也在监测着皮带的运输状况，传感器跟

44、视频摄像机采集到的信息可以由P1.C直接处理，也将这些信息及时上传到上位机监控系统上，由上位机来处理。上位机监控系统通信模块I温度传感器I速度传感罟I跑儒传感器I烟雾传感署1. 卜煤位传感器I纵断传感器一号皮帚电机二号皮带电机电源模块洒水装匿声光*赠器I拄黄金停开关【皮带检测电路P1.C电机驱动电路图4-1上位机监控系统示意图如图详细介绍了一条皮带的视频监控系统，每条皮带运输机上都有温度、速度。跑偏、烟雾、堆煤、纵撕等保护装置来保护皮带。当皮带出现异常情况时P1.C会及时处理（声光报警器报警等），并跟视频监控系统一起把信息上传到上位机上供操作人员收集、处理。系统管理视频监控软件监控界面监控总界

45、面通讯状态藉送保护带电机保护视频联动数据管理图4-2上位机监控系统功能图4.12 上位控制的视频系统的功能控制系统通过网络接入集控系统，通过上位计算机进行远程监控系统，监控系统具有以下三方面的功能。第一方面是系统管理：主要用于用户管理、值班管理、授权管理跟故障管理。完成报警、历史数据、历史曲线的存储、显示和查询。第二方面是监控界面：以图形和菜单的形式，操作人员在中控室监视各个设备的运行状态，并对部分设备进行控制。显示整个系统皮带运行情况显示整个系统每台电机运行情况显示整个系统每台电机电流、电压值显示故障报警值显示变频运行参数第三方面是数据管理：上位机通过以太网实现计量系统、故障记录跟运行记录的数据统计跟管理。并通过局域网实现生产数据的共享。4.2 视频系统硬件组成4.21 视频系统硬件组成该系统主要由视频矩阵、录像服务器、解码器、分配器等组成。井下采集的视频信号经过二分配器一路直接接入硬盘录像机，另一路接入视频矩阵。屏幕墙主要由15块超窄缝液晶显示器拼接组成每个显示器具有不同的地址码地址码由8位拨码开关设置液晶显示器之间通过RS232接口连接并构成环网视频矩阵其中