1 前言

筒倉(cāng)的安全監(jiān)控系統(tǒng)又稱(chēng)防爆系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要目的是為保證筒倉(cāng)的安全運(yùn)行，對(duì)于以貯煤為主的超大型筒倉(cāng)來(lái)說(shuō)，一旦發(fā)生事故，就有可能影響到整個(gè)鋼廠的運(yùn)行和安全，安全監(jiān)控通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)或主機(jī)活動(dòng)，監(jiān)視分析用戶(hù)和系統(tǒng)的行為，審計(jì)系統(tǒng)配置和漏洞，評(píng)估敏感系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的完整性，識(shí)別攻擊行為，對(duì)異常行為進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和跟蹤，識(shí)別違反安全法規(guī)的行為，使用誘騙服務(wù)器記錄黑客行為等功能，使管理員有效地監(jiān)視、控制和評(píng)估網(wǎng)絡(luò)或主機(jī)系統(tǒng)。對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀況的在線識(shí)別和動(dòng)態(tài)顯示。安全監(jiān)控需要整個(gè)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（信息）。需檢測(cè)的信息有如下幾種：有功潮流、無(wú)功潮流、支路電流、母線電壓、母線有功注入功率和無(wú)功注入功率、頻率、電能表讀數(shù)、斷路器狀態(tài)及操作次數(shù)、隔離開(kāi)關(guān)刀閘的位置、保護(hù)繼電器操作狀態(tài)、變壓器分接頭的位置、各變電所狀態(tài)、各種報(bào)警等。通常采用彩色屏幕顯示器動(dòng)態(tài)地向調(diào)度員顯示電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

安全監(jiān)控還包括對(duì)運(yùn)行約束條件的檢查。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有違反約束條件時(shí)立即向調(diào)度員報(bào)警，以便確定電力系統(tǒng)是否接近事故狀態(tài)，還是已處于事故狀態(tài)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的收集任務(wù)由通道和遠(yuǎn)動(dòng)裝置進(jìn)行。收集來(lái)的數(shù)據(jù)信息須經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單濾波，舍去明顯不合理數(shù)據(jù)后送入數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)狀態(tài)估計(jì)還可獲得不能由遠(yuǎn)動(dòng)裝置直接得到的數(shù)據(jù)（如電壓相角），并可對(duì)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)、識(shí)別和剔除，使實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)更加完善。安全監(jiān)控的另一重要功能是確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

2 系統(tǒng)方案

筒倉(cāng)安全監(jiān)控的對(duì)象有煤的溫度、煤塵的濃度、筒倉(cāng)內(nèi)氣體中一氧化碳和煙霧的濃度、瓦斯氣體（甲烷和丙烷）、筒倉(cāng)料位等。溫度是貯煤自燃的首要條件，煤塵亦是導(dǎo)致爆炸的重要條件之一，一氧化碳和煙霧的濃度反映了貯煤自燃的程度，煤的貯量涉及到貯存期的管理。

安全系統(tǒng) 由與生產(chǎn)安全問(wèn)題有關(guān)的相互聯(lián)系、相互作用、相互制約的若干個(gè)因素結(jié)合成的具有特定功能的有機(jī)整體。在工業(yè)企業(yè)里，人——機(jī)系統(tǒng)、安全技術(shù)、職業(yè)衛(wèi)生和安全管理構(gòu)成了一個(gè)安全系統(tǒng)。它除了具有一般系統(tǒng)的特點(diǎn)外，還有自己的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。第一，它是以人為中心的人機(jī)匹配、有反饋過(guò)程的系統(tǒng)。因此，在系統(tǒng)安全模式中要充分考慮人與機(jī)器的互相協(xié)調(diào)。第二，安全系統(tǒng)是工程系統(tǒng)與社會(huì)系統(tǒng)的結(jié)合。在系統(tǒng)中處于中心地位的人要受到社會(huì)、政治、文化、經(jīng)濟(jì)技術(shù)和家庭的影響，要考慮以上各方面的因素，系統(tǒng)的安全控制才能更為有效。第三，安全事故（系統(tǒng)的不安全狀態(tài)）的發(fā)生具有隨機(jī)性，首先是事故的發(fā)生與否呈現(xiàn)出不確定性；其次是事故發(fā)生后將造成什么樣的后果在事先不可能確切得知。第四，事故識(shí)別的模糊性。安全系統(tǒng)中存在一些無(wú)法進(jìn)行定量的描述的因素，因此對(duì)系統(tǒng)安全狀態(tài)的描述無(wú)法達(dá)到明確的量化。安全系統(tǒng)工程活動(dòng)要根據(jù)以上這些特點(diǎn)來(lái)開(kāi)展研究工作，尋求處理安全問(wèn)題的有效方法。

系統(tǒng)的安全系統(tǒng)設(shè)備由相關(guān)備廠家提供，通過(guò)強(qiáng)大的PLC控制器S7-300控制確保整個(gè)筒倉(cāng)的安全運(yùn)行。由于筒倉(cāng)的檢測(cè)對(duì)象分散，且數(shù)量眾多，本系統(tǒng)采用30個(gè)分布式模塊，通過(guò)實(shí)時(shí)的工業(yè)總線RS485總線通信，滿(mǎn)足監(jiān)控筒倉(cāng)的需要。分布式模塊選用研華公司ADAM系列模塊，該模塊具有經(jīng)濟(jì)耐用，可靠性高，通信功能強(qiáng)大的特點(diǎn)，為了使人機(jī)界面與設(shè)備之間有良好的兼容性，選取世紀(jì)星組態(tài)軟件作為人機(jī)界面軟件，如圖1所示。

3 系統(tǒng)特點(diǎn)

3.1流程顯示效果好

各個(gè)生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)均可集中到一個(gè)統(tǒng)一的工藝流程圖中顯示，從而極大方便了設(shè)備管理，另外世紀(jì)星集成了豐富的工藝設(shè)備圖庫(kù)，可以方便的開(kāi)發(fā)出形象逼真的工藝流程圖，畫(huà)面支持3D方式動(dòng)態(tài)顯示各個(gè)設(shè)備的狀態(tài)、實(shí)時(shí)值等，顯示效果十分理想，如圖2，3，4，5所示。

圖1 筒倉(cāng)安全監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖2 筒倉(cāng)數(shù)據(jù)一覽圖

圖3 筒倉(cāng)料位圖

圖4 筒倉(cāng)升降機(jī)狀態(tài)圖

圖5 筒倉(cāng)探頭分布圖

3.2串口通信能力強(qiáng)

通過(guò)世紀(jì)星強(qiáng)大的分時(shí)多設(shè)備通信技術(shù)，可以在多核CPU上實(shí)現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)采集，本工程中世紀(jì)星能快速穩(wěn)定的和32個(gè)RS485接口的分布式設(shè)備通信，數(shù)據(jù)采樣速率20ms/次，數(shù)據(jù)刷新率55ms/次，滿(mǎn)足了筒倉(cāng)安全實(shí)時(shí)監(jiān)控的要求。

4 結(jié)論

本系統(tǒng)充分利用世紀(jì)星組態(tài)軟件強(qiáng)大的多串口分時(shí)通信技術(shù)，確保整個(gè)筒倉(cāng)的多個(gè)串口通信設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與顯示，世紀(jì)星組態(tài)軟件冗余通信程序的算法，保證整個(gè)安全監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，極大的提高安全系統(tǒng)的可靠性。