1、以太网技术和OPC技术的简介
1.1 以太网技术原理特点
以太网是一种总线型局域网，采用带冲突检测的载波侦听多路访问方式( CDMA/CD)进行数据传输。这种传输方式的原理很简单：一个站点要传送数据时，它首先监听信道（载波侦听），如果这时信道有数据传输，则等待到信道空闲再传送数据。当同时有多个站点侦听到信道空闲并发出数据（多路访问）时，就会发生冲突。为此，每个站点在发送数据的同时进行冲突检测，一旦发生冲突便立即停止数据传输，然后按照一定的算法退避一段时间来等待冲突平息，接着再侦听信道准备发送数据。以太网具有传输速率高、网络软件丰富、系统功能强、安装连接简单和使用维护方便等优点。
1.2 0PC技术原理特点
工业控制领域用到大量的现场设备，在OPC出现以前，软件开发商需要开发大量的驱动程序来连接这些设备。即使硬件供应商在硬件上做了一些小小改动，应用程序就可能需要重写。同时，由于不同设备甚至同一设备不同单元的驱动程序也可能不同，软件开发商很难同时对这些设备进行访问以优化操作。硬件供应商也在尝试解决这个问题，然而由于不同客户有不同的需要，同时也存在着不同的数据传输协议，也一直没有完整的解决方案。
自OPC技术提出以后，这个问题得到了解决。OPC是OLE for Process Control的英文缩写，即把OLE应用于工业控制领域，是OPC基金会制定的一套过程控制软件的互操作性规范，它以微软的COM/DCOM技术为基础，是软硬件之间的一个中间件。OPC规范包括OPC服务器和OPC客户两个部分，其实质是在硬件供应商和和软件开发商之间建立了一套完整的“规则”，只要遵循这套规则，数据交互对两者来说都是透明的，硬件供应商无需考虑应用程序的多种需求和传输协议，软件开发商也无需了解硬件的实质和操作过程。
OPC在应用中的互联模型如图1所示。
2、矿井带式输送机远程监控系统运行原理
2.1系统运行构成
带式输送机远程监控系统的结构构成框图如图2所示。
(1)监控系统界面由2台工控机（1台备用）组成，工控机上安装的监控软件用于实现通过OPC与控制各段带式输送机的西门子S7 - 300系列PLC通信。
(2)西门子以太网光纤交换模块OSM，通过交换机技术和快速介质冗余技术建立100 Mb/s冗余工业以太网环结构（最大重构时间为0.3 s）。
(3)西门子以太网通信模块CP343 -1，用于实现控制带式输送机的PLC通过OPC与监控软件的通信。
2.2基于OPC的监控系统的运行原理
2.2.1 0PC的客户
该系统监控软件选用组态王，组态王支持OPC技术，可以同时挂接任意多个OPC服务器，每个OPC服务器都被作为一个外部设备，可以进行定义、增加或删除。运行程序时，组态王能够分别和多个OPC服务器建立连接，自动完成和OPC服务器之间的数据交换。
2.2.2 0PC服务器及现场设备
现场控制设备为西门子的S7 - 300系列的PLC，其CPU通过以太网通信模块CP343 -1通过OPC和上位机的监控软件实现通信，如图3为现场控制带式输送机的PLC系统的构成，其CPU中相应的运行参数数据通过CP343 -1以太网通信模块及时地在OPC服务器中显示反映，从而实现OPC客户与现场设备的通信。
2.2.3组态王与OPC服务器的连接
(1)建立OPC设备：当OPC服务器和OPC基金会提供的相应组件注册安装完毕后就可以进行客户程序和服务器的连接。
(2) OPC服务器中定义数据项：OPC服务器中需要定义与实际现场设备相关联的数据项来代表某个现场信息。
(3) OPC服务器与组态王数据词典的连接：数据词典时组态王软件的实时数据库，在TOUCH-VEW运行时，现场的生产信息将实时地反映在变量当中，因此需要将OPC服务器中的数据项与组态王中的变量相关联。
(4)组态王界面．制作与实际运行：当组态王数据字典中的数据变量定义之后，就可以在画面开发系统中设计监控界面，将变量以数字或实时曲线、历史曲线等方式显示出来。
(5)系统部分监控运行界面简介：①系统远程监控运行系统的主界面，运行时3段带式输送机（地面、井下- 326、井下- 750）的显示量、控制量、历史曲线等，可以调用相应的界面而进行相应的操作控制，从而实现对现场设备数据的监视和相关设备的监控；②带式输送机的显示界面，在该界面中可以实时的显示各段带式输送机运行的各种参数量，以便在集控调度室进行监视以及对现场反映的信息做出及时处理，以达到实时、可靠、快速的监控效果；③带式输送机的控制界面，系统根据参数的设定值（如运人、运煤、验绳、均转矩、均转速、自动、一手动等参数），而进行相应的控制量的操作，由于矿井带式输送机的运行环境的复杂，特别是在运煤的同时还涉及到运人，所以控制系统的安全系数要求比较高，该系统所用的带式输送机控制系统是由ASCS系列的全数字电控调速控制系统，该系统安全系数比大，在该控制界面中可以实施开车、紧急停车、正常停车等控制信号，发出的相应控制信号发送给PLC，由PLC来执行相应的操作。
(6)带式输送机部分控制量原理简介：就地或者远程的控制信号发送给现场的PLC，现场的PLC分为操作与保护PLC。①操作PLC的主要功能有接收外部信号输入，按照拟定的逻辑控制操作台面板上指示灯的状态，将部分输入／输出信号发送给保护PLC，将全部输入信号发送给上位机系统；②保护PLC的主要功能有接收外部信号输入，按照拟定的逻辑控制继电器动作（包括起车预告、电气制动停车、紧急停车及正常停车等），将全部输入信号及部分输出信号发送操作PLC，图4和图5分别为正常开车与正常停车的控制流程图。
正常开车控制流程如下：
按下起车预告按纽，电笛发出开车预告信号。1号、2号电机风机、整流柜风机、磁场柜风机工作继电器和接触器得电而运转，此时磁场电压建立，电机激磁很快达到额定电流。
正常开车继电器得电，其常开点闭合以便触发调节中间继电器得电，调节控制系统在得到此信号后开始系统调节工作，整流器两端有直流输出，电动机定子两端建立起电压。当电枢电流达到160~200 A后，工作闸松闸，系统起车。
控制系统检测到带式输送机的带速达到0.2m/s时，低速继电器得电，其常开点闭合保持正常开车继电器得电。至此，带式输送机启动过程完毕，带式输送机进入正常工作状态。
正常停车控制流程：按下正常停车按钮，即可使系统正常停车，此时控制系统将迫使速度给定为零。输出整流电压将线性下降，当输送机速度低于0.1 m/s，控制器使低速继电器失电，使工作闸抱闸。低速停车后PLC时钟T2开始计时，其延时闭合的常开接点经过延时使逻辑回路12闭合，为下次开车做准备，系统停车完毕。
3、结 语
带式输送机远程监控系统的实际使用表明，该系统可以满足矿井生产的要求，提高了矿井运输的安全可靠性和生产效率，为矿井安全生产管理工作注入了新的活力。
相关输送机产品：
1、刮板输送机
2、螺旋输送机
3、皮带输送机
