1、以太網技術和OPC技術的簡介
1.1 以太網技術原理特點
以太網是一種總線型局域網，采用帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問方式( CDMA/CD)進行數據傳輸。這種傳輸方式的原理很簡單：一個站點要傳送數據時，它首先監聽信道（載波偵聽），如果這時信道有數據傳輸，則等待到信道空閑再傳送數據。當同時有多個站點偵聽到信道空閑并發出數據（多路訪問）時，就會發生沖突。為此，每個站點在發送數據的同時進行沖突檢測，一旦發生沖突便立即停止數據傳輸，然后按照一定的算法退避一段時間來等待沖突平息，接著再偵聽信道準備發送數據。以太網具有傳輸速率高、網絡軟件豐富、系統功能強、安裝連接簡單和使用維護方便等優點。
1.2 0PC技術原理特點
工業控制領域用到大量的現場設備，在OPC出現以前，軟件開發商需要開發大量的驅動程序來連接這些設備。即使硬件供應商在硬件上做了一些小小改動，應用程序就可能需要重寫。同時，由于不同設備甚至同一設備不同單元的驅動程序也可能不同，軟件開發商很難同時對這些設備進行訪問以優化操作。硬件供應商也在嘗試解決這個問題，然而由于不同客戶有不同的需要，同時也存在著不同的數據傳輸協議，也一直沒有完整的解決方案。
自OPC技術提出以后，這個問題得到了解決。OPC是OLE for Process Control的英文縮寫，即把OLE應用于工業控制領域，是OPC基金會制定的一套過程控制軟件的互操作性規范，它以微軟的COM/DCOM技術為基礎，是軟硬件之間的一個中間件。OPC規范包括OPC服務器和OPC客戶兩個部分，其實質是在硬件供應商和和軟件開發商之間建立了一套完整的“規則”，只要遵循這套規則，數據交互對兩者來說都是透明的，硬件供應商無需考慮應用程序的多種需求和傳輸協議，軟件開發商也無需了解硬件的實質和操作過程。
OPC在應用中的互聯模型如圖1所示。
2、礦井帶式輸送機遠程監控系統運行原理
2.1系統運行構成
帶式輸送機遠程監控系統的結構構成框圖如圖2所示。
(1)監控系統界面由2臺工控機（1臺備用）組成，工控機上安裝的監控軟件用于實現通過OPC與控制各段帶式輸送機的西門子S7 - 300系列PLC通信。
(2)西門子以太網光纖交換模塊OSM，通過交換機技術和快速介質冗余技術建立100 Mb/s冗余工業以太網環結構（最大重構時間為0.3 s）。
(3)西門子以太網通信模塊CP343 -1，用于實現控制帶式輸送機的PLC通過OPC與監控軟件的通信。
2.2基于OPC的監控系統的運行原理
2.2.1 0PC的客戶
該系統監控軟件選用組態王，組態王支持OPC技術，可以同時掛接任意多個OPC服務器，每個OPC服務器都被作為一個外部設備，可以進行定義、增加或刪除。運行程序時，組態王能夠分別和多個OPC服務器建立連接，自動完成和OPC服務器之間的數據交換。
2.2.2 0PC服務器及現場設備
現場控制設備為西門子的S7 - 300系列的PLC，其CPU通過以太網通信模塊CP343 -1通過OPC和上位機的監控軟件實現通信，如圖3為現場控制帶式輸送機的PLC系統的構成，其CPU中相應的運行參數數據通過CP343 -1以太網通信模塊及時地在OPC服務器中顯示反映，從而實現OPC客戶與現場設備的通信。
2.2.3組態王與OPC服務器的連接
(1)建立OPC設備：當OPC服務器和OPC基金會提供的相應組件注冊安裝完畢后就可以進行客戶程序和服務器的連接。
(2) OPC服務器中定義數據項：OPC服務器中需要定義與實際現場設備相關聯的數據項來代表某個現場信息。
(3) OPC服務器與組態王數據詞典的連接：數據詞典時組態王軟件的實時數據庫，在TOUCH-VEW運行時，現場的生產信息將實時地反映在變量當中，因此需要將OPC服務器中的數據項與組態王中的變量相關聯。
(4)組態王界面．制作與實際運行：當組態王數據字典中的數據變量定義之后，就可以在畫面開發系統中設計監控界面，將變量以數字或實時曲線、歷史曲線等方式顯示出來。
(5)系統部分監控運行界面簡介：①系統遠程監控運行系統的主界面，運行時3段帶式輸送機（地面、井下- 326、井下- 750）的顯示量、控制量、歷史曲線等，可以調用相應的界面而進行相應的操作控制，從而實現對現場設備數據的監視和相關設備的監控；②帶式輸送機的顯示界面，在該界面中可以實時的顯示各段帶式輸送機運行的各種參數量，以便在集控調度室進行監視以及對現場反映的信息做出及時處理，以達到實時、可靠、快速的監控效果；③帶式輸送機的控制界面，系統根據參數的設定值（如運人、運煤、驗繩、均轉矩、均轉速、自動、一手動等參數），而進行相應的控制量的操作，由于礦井帶式輸送機的運行環境的復雜，特別是在運煤的同時還涉及到運人，所以控制系統的安全系數要求比較高，該系統所用的帶式輸送機控制系統是由ASCS系列的全數字電控調速控制系統，該系統安全系數比大，在該控制界面中可以實施開車、緊急停車、正常停車等控制信號，發出的相應控制信號發送給PLC，由PLC來執行相應的操作。
(6)帶式輸送機部分控制量原理簡介：就地或者遠程的控制信號發送給現場的PLC，現場的PLC分為操作與保護PLC。①操作PLC的主要功能有接收外部信號輸入，按照擬定的邏輯控制操作臺面板上指示燈的狀態，將部分輸入／輸出信號發送給保護PLC，將全部輸入信號發送給上位機系統；②保護PLC的主要功能有接收外部信號輸入，按照擬定的邏輯控制繼電器動作（包括起車預告、電氣制動停車、緊急停車及正常停車等），將全部輸入信號及部分輸出信號發送操作PLC，圖4和圖5分別為正常開車與正常停車的控制流程圖。
正常開車控制流程如下：
按下起車預告按紐，電笛發出開車預告信號。1號、2號電機風機、整流柜風機、磁場柜風機工作繼電器和接觸器得電而運轉，此時磁場電壓建立，電機激磁很快達到額定電流。
正常開車繼電器得電，其常開點閉合以便觸發調節中間繼電器得電，調節控制系統在得到此信號后開始系統調節工作，整流器兩端有直流輸出，電動機定子兩端建立起電壓。當電樞電流達到160~200 A后，工作閘松閘，系統起車。
控制系統檢測到帶式輸送機的帶速達到0.2m/s時，低速繼電器得電，其常開點閉合保持正常開車繼電器得電。至此，帶式輸送機啟動過程完畢，帶式輸送機進入正常工作狀態。
正常停車控制流程：按下正常停車按鈕，即可使系統正常停車，此時控制系統將迫使速度給定為零。輸出整流電壓將線性下降，當輸送機速度低于0.1 m/s，控制器使低速繼電器失電，使工作閘抱閘。低速停車后PLC時鐘T2開始計時，其延時閉合的常開接點經過延時使邏輯回路12閉合，為下次開車做準備，系統停車完畢。
3、結 語
帶式輸送機遠程監控系統的實際使用表明，該系統可以滿足礦井生產的要求，提高了礦井運輸的安全可靠性和生產效率，為礦井安全生產管理工作注入了新的活力。
相關輸送機產品：
1、刮板輸送機
2、螺旋輸送機
3、皮帶輸送機
