礦用監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)研究

摘 要：現(xiàn)在的大型礦山的生產(chǎn)監(jiān)控管理系統(tǒng)中往往使用到多廠家提供的多種不同類型的設(shè)備和子系統(tǒng)，為了達(dá)到方便管理，保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定的目的，必須選擇一個(gè)開放的通信平臺(tái)，將各種設(shè)備和子系統(tǒng)的通信統(tǒng)一到標(biāo)準(zhǔn)的通信平臺(tái)上。為了保證良設(shè)備間良好的兼容性和可擴(kuò)展性，本文設(shè)計(jì)了通用性較強(qiáng)的礦用監(jiān)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具有極強(qiáng)的使用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：通信；管理；傳感器；監(jiān)控

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.099

0 引言

非煤礦山環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主要用來監(jiān)測(cè)礦井上、下的各類環(huán)境安全參數(shù)，如一氧化碳、二氧化氮等有害氣體。能隨時(shí)向地面反映井下環(huán)境變化，使工作人員能及時(shí)了解井下各地點(diǎn)有關(guān)環(huán)境參數(shù)的變化情況，對(duì)存在的隱患能夠迅速作出處理決策，從而有效避免災(zāi)害發(fā)生。同時(shí)系統(tǒng)能監(jiān)測(cè)礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的設(shè)備運(yùn)行情況，如主扇風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)以及一些重要生產(chǎn)工藝參數(shù)，使系統(tǒng)監(jiān)測(cè)范圍更全面，有效降低各專業(yè)工作人員的工作量，幫助領(lǐng)導(dǎo)和調(diào)度員及時(shí)掌握生產(chǎn)情況。因此礦山環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)在保障礦井安全，提高礦井生產(chǎn)效率等方面發(fā)揮著非常重要的作用。

1 環(huán)境信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

非煤礦山監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，采用集散式控制體系結(jié)構(gòu)。監(jiān)測(cè)監(jiān)控部分分三級(jí)結(jié)構(gòu)：第一級(jí)為地面監(jiān)控中心；第二級(jí)為數(shù)據(jù)傳輸鏈路；第三級(jí)為前端數(shù)據(jù)采集、控制部分，包括各類傳感器、控制器等設(shè)備。

地面監(jiān)控中心的監(jiān)測(cè)主機(jī)選擇2臺(tái)工控機(jī)作為主控、熱備機(jī)，主機(jī)通過地面核心交換機(jī)，訪問井下交換機(jī)的485接口，讀取傳感器數(shù)據(jù)。為了防止意外停電對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響，在監(jiān)控中心設(shè)置不間斷電源1臺(tái)。

中心站可在監(jiān)控主機(jī)實(shí)時(shí)顯示環(huán)境參數(shù)、生產(chǎn)工況參數(shù)、動(dòng)、靜態(tài)圖形、數(shù)據(jù)、曲線、采掘工程平面圖、模擬量配置圖等。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的硬件平臺(tái)主要采用GTH1000礦用一般型一氧化碳傳感器、GFW15型礦用風(fēng)速傳感器、KGT15型設(shè)備開停傳感器、GYH25型礦用一般型氧氣傳感器等來完成整個(gè)監(jiān)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。傳感器具有精度高，使用穩(wěn)定的特點(diǎn)。

傳感器其各項(xiàng)參數(shù)如下：

GTH1000傳感器的測(cè)量范圍：0～1000ppm，輸出信號(hào)：RS485接口，通信波特率1200bps，工作電壓：DC9～18V；GFW15傳感器測(cè)量范圍：0.4～15m/s，供電電源：本安直流10～18V，工作電流：45～60mA；KGT15傳感器參數(shù)為被測(cè)設(shè)備電流：不小于5A，輸出信號(hào)：1.5mA，電纜外徑：ф18～ф80mm，供電電源：DC11～18V，小于10mA；GYH25傳感器參數(shù)為測(cè)量范圍：0～25%，響應(yīng)時(shí)間：不大于45s，遙控范圍：距離不大于5 m ，角度不大于120度，報(bào)警方式：紅色燈光閃爍，蜂鳴器斷續(xù)鳴叫，響度大于80dB，輸出信號(hào)：RS485接口，通信波特率 1200 bps，工作電壓：DC 9～24V。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的操作平臺(tái)采用Windows XP/2008/7軟件， 所有功能操作均具有在線幫助功能，在中文菜單提示下完成，并可方便地點(diǎn)擊圖形，即點(diǎn)即得所需信息?？呻S時(shí)顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、圖形、曲線和報(bào)警點(diǎn)及數(shù)值。并且系統(tǒng)具有自診斷功能。設(shè)計(jì)主要采用C#進(jìn)行編成。

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)都可在監(jiān)測(cè)主機(jī)、大屏幕及工作站上顯示，也可編制統(tǒng)一的報(bào)表，打印輸出。在顯示器上可顯示動(dòng)、靜態(tài)模擬圖形、數(shù)據(jù)表格、歷史曲線、顯示采掘平面圖、測(cè)點(diǎn)配置，并可打開實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示窗口。由于WINDOWS XP/2008/7操作系統(tǒng)的人機(jī)界面十分友好，因此系統(tǒng)的所有顯示和打印全部是中文，操作人員在操作過程中只要用鼠標(biāo)器進(jìn)行簡單的點(diǎn)擊即可，任何人都可方便使用。為了確保系統(tǒng)配置等信息不被破壞，為專門從事系統(tǒng)配置的礦方主管人員配備口令 （或密碼），只有口令正確才能進(jìn)入系統(tǒng)配置等的操作。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)了簡便的繪圖工具。所有動(dòng)態(tài)、靜態(tài)圖形都可由礦上一般操作人員繪制，繪圖時(shí)不影響主機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，系統(tǒng)支持多種圖形格式（bmp、jpg、gif、avi等）。系統(tǒng)通過顯示器可同時(shí)顯示任選四個(gè)被測(cè)參數(shù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)曲線；開/停信息及累計(jì)量按小時(shí)累計(jì)、存儲(chǔ)，并可連續(xù)保持一年，如有特殊情況可保存更長的時(shí)間，這些數(shù)據(jù)可隨時(shí)用表格、曲線、矩形圖（二維、三維）、圓餅圖等形式顯示出來，也可打印保存。對(duì)重要設(shè)備用戶能夠調(diào)整模擬量或設(shè)備開停信息和存儲(chǔ)時(shí)間。

在各種顯示模式下均有主菜單顯示，主菜單應(yīng)包括參數(shù)設(shè)置、頁面編輯、控制（遠(yuǎn)程控制）列表顯示、曲線顯示、狀態(tài)圖、柱狀圖顯示、模擬圖顯示、打印、查詢、幫助、其他功能。根據(jù)輸入的查詢時(shí)間，將查詢期間內(nèi)報(bào)警信息、故障信息、異常狀態(tài)的全部模擬量和開關(guān)量列表顯示或打印。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)都可在監(jiān)測(cè)主機(jī)、大屏幕及工作站上顯示，也可編制統(tǒng)一的報(bào)表，打印輸出。

4 結(jié)語

本系統(tǒng)可以穩(wěn)定高效的運(yùn)行，經(jīng)過多家礦山企業(yè)的應(yīng)用，得到了一致的好評(píng)。該系統(tǒng)對(duì)礦山的安全生產(chǎn)起到了很大的作用，當(dāng)發(fā)生突發(fā)情況能夠及時(shí)的提醒調(diào)度室，便于預(yù)防一些可能發(fā)生的災(zāi)害，具有一定的使用價(jià)值。

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