南屯煤礦礦燈信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

李存鵬　仝濤　馮秋思　賀鵬　劉祥勇

摘要： 礦燈信息管理系統(tǒng)為適應(yīng)煤礦信息化建設(shè)的需要和實(shí)現(xiàn)燈房信息化管理這一目標(biāo)而開(kāi)發(fā)的。該系統(tǒng)不僅提高了礦燈架充電效率還實(shí)現(xiàn)了從放燈、充電、待用、取燈、使用到自動(dòng)統(tǒng)計(jì)、報(bào)告、考勤等全過(guò)程動(dòng)態(tài)管理。為管理者、決策者實(shí)時(shí)提供了快速、準(zhǔn)確、全面的信息依據(jù)，為礦燈和人員的管理和安全預(yù)防、決策打下了基礎(chǔ)，開(kāi)創(chuàng)了礦燈信息化管理的新紀(jì)元。

Abstract： The lamp information management system in mine is developed for adapting to the needs of coal mine information construction and achieving the goal of lamp house information management. The system improves the efficiency of lamp charging and achieves the dynamic management of whole process from lamp， charging， inactiving， reading， use to automatic statistics， reports， attendance， etc. It provides fast， accurate and comprehensive information basis for managers and decision makers in real time， lays the foundation for the management and the security prevention， decision-making of mine lamp and people and usheres a new era of information management system of mine lamp.

關(guān)鍵詞： 礦燈；信息化建設(shè)；信息管理系統(tǒng)

Key words： mine lamp；informatization construction；information management system

中圖分類號(hào)：TN948.61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）06-0097-02

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的

南屯煤礦礦燈房多年來(lái)都是靠人工進(jìn)行礦燈的發(fā)放、管理、統(tǒng)計(jì)及實(shí)時(shí)監(jiān)視工作。通過(guò)南屯煤礦礦燈信息管理系統(tǒng)的建設(shè)，可以實(shí)現(xiàn)后臺(tái)監(jiān)測(cè)礦燈充電狀態(tài)管理、上下架管理、使用管理、輔助井下人員考勤管理、燈史管理、故障監(jiān)測(cè)管理等功能，不僅大大節(jié)省了人力，提高了勞動(dòng)效率，還能為南屯煤礦礦燈綜合信息化提供一個(gè)高質(zhì)量的平臺(tái)，充分體現(xiàn)南屯煤礦的企業(yè)形象和整體實(shí)力。通過(guò)此次改造可以對(duì)礦燈充電架進(jìn)行升級(jí)改造，大大提高充電架使用壽命，提高充電效率。

2 礦燈充電架結(jié)構(gòu)特征與工作原理

2.1 結(jié)構(gòu)特征

整個(gè)充電架由架體、電氣部分、通訊部分和軟件組成。電氣部分由開(kāi)關(guān)電源、充電輸出板、計(jì)算機(jī)板、LED狀態(tài)指示、等部分組成。

結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

充電插頭為礦燈負(fù)極，充電插頭在架體內(nèi)部的連接線與充電板的充電插頭標(biāo)示的負(fù)極（即標(biāo)示為“-”的一端連接），充電接觸座為礦燈正極，充電接觸座在架體內(nèi)部的連接線與充電板的充電插頭標(biāo)示的正極（即標(biāo)示為“+”的一端連接）。

2.2 工作原理

接通主電源之后，主電源向充電輸出板和計(jì)算機(jī)板供電，單片機(jī)上電后進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，此時(shí)LED顯示全部紅綠燈均亮，幾秒后，單片機(jī)完全啟動(dòng)。然后充電輸出板利用單片機(jī)及其外圍電路檢測(cè)待充礦燈的電壓，并且和設(shè)定值進(jìn)行比較，利用單片機(jī)的PWM定時(shí)器調(diào)整脈沖寬度，進(jìn)行充電，進(jìn)入快充狀態(tài)，電壓達(dá)到礦燈所需值之后，不再快充，改為涓充，此時(shí)LED顯示為紅綠燈全部亮。在整個(gè)充電過(guò)程中，充電輸出板上的單片機(jī)一直跟蹤對(duì)應(yīng)礦燈的充電電壓，對(duì)礦燈的電壓進(jìn)行采樣，在達(dá)到程序設(shè)定的狀態(tài)之后判定礦燈為充電（智能），充滿（完成），故障（采樣故障或者礦燈故障）狀態(tài)。

2.3 主要技術(shù)參數(shù)

充電制式：充電限制電壓限制在4.18V左右，充電電流最大850mA左右，并且根據(jù)礦燈電池電壓升高，不斷降低電流，實(shí)現(xiàn)分階段充電的功能，有效保護(hù)礦燈電池壽命。

3 信息化系統(tǒng)的組成

該系統(tǒng)主要由主機(jī)、單片機(jī)、傳輸系統(tǒng)、傳輸接口、程序軟件、系統(tǒng)配置、數(shù)據(jù)庫(kù)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)機(jī)等主要部分組成，其功能實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)示意圖如圖2。

4 系統(tǒng)內(nèi)容及功能

4.1 系統(tǒng)內(nèi)容

基本工作內(nèi)容：可以實(shí)現(xiàn)后臺(tái)監(jiān)測(cè)礦燈充電狀態(tài)管理、上下架管理、使用管理、輔助井下人員考勤管理、燈史管理、故障監(jiān)測(cè)管理等功能等。

4.2 系統(tǒng)功能

①充電控制功能：系統(tǒng)軟件是建立在鎳氫電池礦燈、單片機(jī)0△V控制充電硬件基礎(chǔ)上的。在充電過(guò)程中，采用世界最先進(jìn)的0△V控制方式。當(dāng)顯示0△V時(shí)，礦燈電量充滿，自動(dòng)轉(zhuǎn)入涓沖，由紅、綠LED燈顯示。達(dá)到礦燈電量既能充滿，又不過(guò)沖，從而縮短充電時(shí)間、延長(zhǎng)礦燈壽命、降低充電和使用成本。同時(shí)也消除了倒班時(shí)因時(shí)間短，礦燈電量不滿而影響工作的后顧之憂。

②安全查詢功能：當(dāng)人員取燈下井后，通過(guò)該系統(tǒng)可以在后臺(tái)對(duì)下井人員的下井時(shí)間進(jìn)行存檔。當(dāng)人員上井放回礦燈后，后臺(tái)對(duì)上井時(shí)間進(jìn)行存檔。若出現(xiàn)超過(guò)規(guī)定最長(zhǎng)下井時(shí)間未交燈的情況時(shí)，系統(tǒng)會(huì)對(duì)未上井的人員數(shù)量統(tǒng)計(jì)并報(bào)警，對(duì)礦燈管理及下井人員管理來(lái)說(shuō)都可以起到很好的輔助作用。

③礦燈狀態(tài)顯示功能：可查看每一臺(tái)充電架上實(shí)際在帳的礦燈總數(shù)、正在充電的礦燈、已充滿電的礦燈、充電故障的礦燈和取走礦燈的數(shù)量，可查看燈房全部充電架目前的礦燈數(shù)量、充電和使用情況。

④數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能：

1）可統(tǒng)計(jì)任意時(shí)刻礦燈在架的數(shù)量、離架礦燈的數(shù)量以及輔助統(tǒng)計(jì)井下人數(shù)。

2）可對(duì)每盞礦燈任意時(shí)段的使用次數(shù)（按上架及下架次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)）進(jìn)行累計(jì)統(tǒng)計(jì)，和規(guī)定使用次數(shù)相比，以此判斷該礦燈的壽命狀況，從而幫助單位對(duì)即將到達(dá)使用壽命的礦燈進(jìn)行提前統(tǒng)計(jì)，確保了礦燈的正常使用及更換循環(huán)，確保了礦燈安全管理工作的科學(xué)性及可靠性。

⑤考勤和管理功能：

1）可通過(guò)后臺(tái)程序?qū)θ柯毠みM(jìn)行下井考核，從下井時(shí)間和下井?dāng)?shù)量上都能進(jìn)行準(zhǔn)確的記錄，以實(shí)現(xiàn)下井考勤功能。

2）根據(jù)礦燈的目前情況，可查看任一職工現(xiàn)在是否在井下，同時(shí)對(duì)長(zhǎng)期不取燈的人員進(jìn)行提示。通過(guò)該管理系統(tǒng)可以對(duì)長(zhǎng)期不按規(guī)定下井的人員進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，為礦井安全管理提供了有效可靠的依據(jù)。

⑥資源共享功能：

和本單位的局域網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)后，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)都可以通過(guò)該系統(tǒng)，及時(shí)了解目前井下人員數(shù)量情況，從而實(shí)現(xiàn)資源共享。

⑦修改打印功能：

1）可隨時(shí)增加、修改、刪除礦燈（即礦工）的信息，包括姓名、單位、職務(wù)、工種、自救器編號(hào)、職工編號(hào)、照片等。

2）可隨時(shí)增加、修改、刪除充電架、礦燈的數(shù)量及編號(hào)。

3）有強(qiáng)大的報(bào)表打印功能，根據(jù)查詢需要，可隨時(shí)對(duì)礦燈的信息情況進(jìn)行打印，包括：下井人員統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)期未取燈情況統(tǒng)計(jì)、超時(shí)未上井情況統(tǒng)計(jì)等。

5 系統(tǒng)的特點(diǎn)

①本系統(tǒng)軟件采用功能強(qiáng)大的組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)，應(yīng)用程序可在Windows2000 Server 操作系統(tǒng)中運(yùn)行，并提供了良好的人機(jī)界面，便于用戶學(xué)習(xí)和操作。

②界面友好，各種信息的錄入、刪除、修改、查看等操作簡(jiǎn)單，易學(xué)易用。

③數(shù)據(jù)安全性高，穩(wěn)定性好。提供了完善的錯(cuò)誤操作中斷提示，避免了出現(xiàn)死機(jī)或程序無(wú)故中斷而造成的數(shù)據(jù)丟失。

④設(shè)置了用戶權(quán)限管理。一般用戶只能查看普通信息，責(zé)任用戶只有將用戶名和密碼登錄后，才能進(jìn)行數(shù)據(jù)的增、刪、改，同時(shí)也避免了不同操作員之間修改彼此的錄入記錄。

燈架狀態(tài)顯示菜單圖如圖3所示。

6 結(jié)束語(yǔ)

礦燈信息化管理系統(tǒng)在我礦已正式投入使用，4000余臺(tái)礦燈通信數(shù)據(jù)已具備上傳功能，可在礦內(nèi)局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)共享，即可在任意一臺(tái)電腦實(shí)時(shí)查看每臺(tái)充電架上每盞礦燈當(dāng)前狀態(tài)，及時(shí)掌握入井人員的上、下井情況。同時(shí)該系統(tǒng)的投入使用，大大降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了礦燈房無(wú)人職守。

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