礦燈智能管理系統(tǒng)的研究及實際應(yīng)用

作者/白賢順、劉勇，山東服裝職業(yè)學(xué)院

礦燈智能管理系統(tǒng)的研究及實際應(yīng)用

作者/白賢順、劉勇，山東服裝職業(yè)學(xué)院

煤礦行業(yè)是一個比較危險且工作量繁重的行業(yè)，而且井下作業(yè)礦燈是必須的工具，所以，礦燈智能管理系統(tǒng)就尤為的重要，智能化管理節(jié)省了崗位人員，經(jīng)濟效益得到提高，從而有效的保證了井下工作的安全，是一項很有意義且值得推廣的技術(shù)。礦燈智能化管理是科學(xué)發(fā)展的產(chǎn)物，是很有意義的管理，智能化管理優(yōu)點很多，是當(dāng)前十分主要的管理模式，筆者經(jīng)過深刻的分析，認(rèn)為礦燈智能化管理很有必要。

礦燈管理；智能化；礦燈智能化管理系統(tǒng)的應(yīng)用

1.礦燈管理

傳統(tǒng)礦燈管理方式存在問題。目前的礦燈管理采用集中的管理，自行取用的方法，礦上的工作人員拿著本人的鑰匙，自行去礦燈集中架上摘取相應(yīng)的礦燈以及自救器，這樣做雖然已經(jīng)減少了一部分的發(fā)放人員，但是，卻存在很多難以避免的問題，不能夠有效的統(tǒng)計礦燈的發(fā)放情況，不能夠有效的統(tǒng)計沒有按照規(guī)定時間上交礦燈的人員，因為不能夠?qū)ΦV燈的使用時間進(jìn)行統(tǒng)計，所以只能采取相對的工作時間對礦燈進(jìn)行更換，這樣做大多數(shù)的情況就是礦燈還沒有到達(dá)規(guī)定的時間就被淘汰了，造成了很嚴(yán)重的財產(chǎn)損失，而且還因為人員的變動比較頻繁，管理跟不上去，就會出現(xiàn)一些礦燈被長期的擱置的情況。與此同時，因為還不能對礦燈的充電效果進(jìn)行檢測，這就很容易造成礦燈充電時間過長或者是礦燈的充電時間過短，使井下工作人員的工作質(zhì)量受到嚴(yán)重的影響。

2.礦燈智能化管理系統(tǒng)的特點

應(yīng)用程序主要是WinXP、Win2000操作系統(tǒng)中進(jìn)行的，采用的工業(yè)控制計算機配備了專用的可視軟件，容易操作，界面直觀。操作系統(tǒng)十分強大，具備歷史記錄與數(shù)據(jù)統(tǒng)計延時故障燈報警以及實時監(jiān)測的功能，礦燈信息技術(shù)傳輸采用的是有線傳輸，信息數(shù)據(jù)的采集采用的是進(jìn)口采集模塊，這樣做就具備特別高的可靠性和穩(wěn)定性，礦燈充電系統(tǒng)采用的是先進(jìn)的方式，具備很多充電顯示方式，顯示的十分準(zhǔn)確且直觀，這樣的多功能系統(tǒng)可以滿足礦燈實現(xiàn)無人化管理的要求。

3.礦燈智能化管理系統(tǒng)

■3.1 管理的原理

在每一個充電架的側(cè)面上加裝一塊強大的數(shù)據(jù)采集功能的充電系統(tǒng)是礦燈智能化系統(tǒng)，他把所有采集的礦燈的狀態(tài)信息和充電電壓值以及電流值通過通訊系統(tǒng)傳輸?shù)搅私涌诘臄?shù)據(jù)庫服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)器在把這些數(shù)據(jù)給傳遞到管理系統(tǒng)，這就完成了現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)顯示和查詢與存儲以及打印和報警的功能。礦燈智能管理系統(tǒng)在現(xiàn)場上實時檢測的參數(shù)包括了礦燈的充電狀態(tài)，考勤信息采集、礦燈在架的數(shù)量以及每只礦燈充電次數(shù)的統(tǒng)計。

在這當(dāng)中礦燈的充電狀態(tài)主要是指正在充電和已經(jīng)充好電的礦燈分別用紅綠LED燈顯示，如果礦燈出現(xiàn)故障，計算機將顯示報警狀態(tài)。考勤信息采集主要是指能夠隨時顯示礦燈的充電時間和礦燈的上下架時間，還要根據(jù)礦燈的使用狀況對井下工作人員的數(shù)量進(jìn)行查詢，并且還能夠拓展下井人員的相關(guān)信息。至于礦燈在架數(shù)量則可以隨時增減在架的礦燈數(shù)量，這樣才能夠適應(yīng)人員變動的增減需要。對每只礦燈的充電次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計則是為了能夠給更換電池提供理論依據(jù)。

■3.2 智能化管理的體系結(jié)構(gòu)

在當(dāng)前礦燈智能化管理系統(tǒng)采用的是層次化的管理體系，如圖1所示。

根據(jù)圖中的內(nèi)容可以看出，礦燈的監(jiān)測系統(tǒng)主要是用實時監(jiān)控當(dāng)做基礎(chǔ)，然后通過數(shù)據(jù)共享以及數(shù)據(jù)分析，最終實現(xiàn)了整個燈房礦燈的實時監(jiān)測以及考察統(tǒng)計，而且依照圖中內(nèi)容，可以看出礦燈房內(nèi)部建立了數(shù)據(jù)中心，并且依靠WEB發(fā)布，最終能夠使整個燈房的礦燈狀態(tài)數(shù)據(jù)以及上下井信息快速及時共享，還可以為專業(yè)的部門以及公司的提供他們所需要的實時信息與分析的總數(shù)據(jù)，這就可以提高礦燈管理工作的可控度，建立本質(zhì)安全型煤礦。

圖1

■3.3 礦燈智能管理系統(tǒng)實現(xiàn)的功能

礦燈的實時監(jiān)控方式被充電監(jiān)控子系統(tǒng)利用，然后依據(jù)礦燈房實際的管理，通過計算整理加工出過程數(shù)據(jù)以及管理數(shù)據(jù)。然后在通過曲線或者是充電模擬圖的方式顯示出有用的數(shù)據(jù)，反映出來礦燈房礦燈的上下井實際出勤情況與實際的充電狀態(tài)。其中主要涵蓋了實時監(jiān)控和超時監(jiān)控與上下井監(jiān)控以及礦燈使用的幾個功能。

首先講實時監(jiān)控，礦燈在充電的過程當(dāng)中，主要采用先進(jìn)的單片機充電控制方法，在礦燈點亮是充滿的狀態(tài)時，會自動的切斷電源，有紅綠指示燈的顯示來判斷，礦燈的充電的主要用顏色來區(qū)分，不同的顏色代表著不同的狀態(tài)。紅色主要是表示正在充電的狀態(tài)，綠色的指示燈表示已經(jīng)充滿的狀態(tài)，至于白色的指示燈則是表示相關(guān)人員已經(jīng)下井了，紅色的禁止標(biāo)識主要是標(biāo)識已經(jīng)受到了損壞，黃色的禁止標(biāo)識出現(xiàn)表示的是礦燈下井的時間已經(jīng)超時了，如果出現(xiàn)了上紅下白的情況表示報警。對顯示系統(tǒng)之內(nèi)所有的礦燈在架數(shù)量和最近的礦燈上下井監(jiān)控記錄以及歷史充電曲線都做了監(jiān)控記錄。另外，超時監(jiān)控的主要內(nèi)容包括礦燈的編號，員工的名稱和充電板的編號，以及使用的壽命情況和開始使用的日期，使用的次數(shù)等一些數(shù)據(jù)的統(tǒng)計功能。出勤的管理主要包括出勤管理和出勤統(tǒng)計還有下井統(tǒng)計和月度統(tǒng)計與礦燈故障表，其中出勤查詢主要是指職工考勤開始的主要時間與考勤的結(jié)束時間還有員工的姓名與礦井和作業(yè)的查詢情況，其中最主要查詢的就是上下井時間。至于出勤統(tǒng)計和下井統(tǒng)計與查詢息息相關(guān)，內(nèi)容基本一致，月度查詢則是指能夠?qū)崿F(xiàn)按照部門展示每個月礦工每一天的考勤情況，而礦燈的故障表主要是指礦燈編號和異常類別和充電板編號與班次還有異常時間等內(nèi)容。最后來講組織結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)實現(xiàn)部門管理的分頁列表和新增與修改功能。

4.礦燈智能化管理的應(yīng)用

礦燈智能化管理系統(tǒng)包括很多方面，其中主要是礦燈智能化充電管理系統(tǒng)與礦燈井下監(jiān)控系統(tǒng)，筆者就簡單的介紹一下礦燈智能化充電管理系統(tǒng)的具體內(nèi)容，首先是礦燈充電柜，在當(dāng)前的礦燈充電系統(tǒng)的管理主機和礦燈充電柜間的通信大多情況是采用有線的方式，在現(xiàn)場布線比較繁瑣，故障排查比較困難，這個系統(tǒng)的管理主機與充電柜間應(yīng)該采用無線通信，信號強，傳輸?shù)木嚯x較遠(yuǎn)。然后，監(jiān)控主機應(yīng)該通過無線網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控，監(jiān)控礦燈和自救器的取放狀態(tài)，系統(tǒng)還應(yīng)該將識別卡的卡號當(dāng)作礦工的工號，監(jiān)控主機主要是負(fù)責(zé)充電柜的使用基礎(chǔ)信息與員工的基礎(chǔ)信息。最后，礦燈井下專用系統(tǒng)，礦燈井下專用系統(tǒng)主要是實現(xiàn)對煤礦礦燈井下監(jiān)控的專用系統(tǒng)，主要應(yīng)該采取的是最先進(jìn)的CAN總線結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)采集器應(yīng)該掛在總線之上，這樣結(jié)構(gòu)簡單而且安裝方便快捷，更方便維護(hù)人員的維護(hù)，這樣做礦燈井下監(jiān)控系統(tǒng)還可以實現(xiàn)實時監(jiān)控、檢測礦燈進(jìn)行報警、數(shù)據(jù)匯總，判斷礦燈使用的整體狀態(tài)等功能。而且礦燈井下監(jiān)控專用系統(tǒng)主要是由光電傳感器，采集器與主機所組成，監(jiān)控系統(tǒng)主要有16個礦燈燈架，每一個礦燈燈架都是由102盞礦燈所組成的，每一盞礦燈相對應(yīng)1路傳感器，一共是1632路，系統(tǒng)主要采用的是分布式框架結(jié)構(gòu)，這一整套系統(tǒng)一共分成許多獨立的小單元，采用的是14路傳感器相對應(yīng)一個分線盒的模式，這種方法相對的成本低，而且維修方便，并且實用的效率高。而且充電傳感器采用的是紅外線反射型光電傳感器，這樣具有使用的壽命長，成本相對較低，不容易出現(xiàn)損壞的情況，這樣就適合許多場合使用，可以有效的檢測礦燈在線情況以及離線情況。至于礦燈的自動化管理系統(tǒng)，每盞礦燈充電器可以彼此獨立，上百臺的礦燈充電器全部封裝在一臺燈架之上，燈架之間要相互獨立，能夠任意的組合，每個礦燈架設(shè)計出4塊信號采集板，然后將每臺礦燈的充電電流和電池電壓信息進(jìn)行集中的采集與檢測，分析和判斷，接著要用一塊無線模塊電路和采集板相連，在值班室上安裝上兩臺計算機，分別設(shè)置為主機和從機，都要連接到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的接口之上，接口應(yīng)該具備自動切換功能，如果主機出現(xiàn)狀況的時候，接口就會自動的轉(zhuǎn)到從機，這樣就可以保證電腦可以連續(xù)不斷的工作，保證數(shù)據(jù)可以完整，這樣才能夠有效的提高系統(tǒng)的可靠性。

綜上所述，筆者從幾個方面分析了礦燈智能化的管理，筆者認(rèn)為礦燈智能化管理十分有必要，一定要堅決的實行礦燈的智能化管理，這樣可以有效的提高工作效率，減少礦燈統(tǒng)計的錯誤，提高井下作業(yè)的安全性。

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