煤礦現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)的研究與應(yīng)用

1、. . . . 煤礦現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)的研究與應(yīng)用自2000年以來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)要求的不斷提高和企業(yè)自身發(fā)展的需要，我國(guó)各地的大、中、小煤礦陸續(xù)裝備了礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的裝備大大提高了礦井安全生產(chǎn)水平和安全生產(chǎn)管理效率，同時(shí)也對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的正確選擇、使用、維護(hù)和企業(yè)的安全生產(chǎn)信息化管理提出了更高的要求。目前，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)具有模擬量、開(kāi)關(guān)量、累計(jì)量采集、傳輸、存儲(chǔ)、處理、顯示、打印、聲光報(bào)警、控制等多項(xiàng)功能，用來(lái)監(jiān)測(cè)井下的甲烷濃度、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、風(fēng)速、負(fù)壓、溫度、煙霧、饋電狀態(tài)、風(fēng)門狀態(tài)、風(fēng)窗狀態(tài)、風(fēng)筒狀態(tài)、局部通風(fēng)機(jī)開(kāi)停、主要通風(fēng)機(jī)開(kāi)停、工作電壓

2、、工作電流等，并且實(shí)現(xiàn)了甲烷超限聲光報(bào)警、斷電和甲烷風(fēng)電閉鎖控制等。近幾年來(lái)，兗州礦業(yè)（集團(tuán)）XX公司與其下屬各個(gè)煤礦針對(duì)以前在礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控方面存在的一些問(wèn)題進(jìn)行了認(rèn)真分析和歸納，并且與有關(guān)單位共同開(kāi)展了科技攻關(guān)，取得了一批卓有成效的研究成果，同時(shí)他們還積極應(yīng)用當(dāng)前已有的礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控適用新技術(shù)，提出解決方案并且在礦井上、下進(jìn)行了實(shí)施，有效地保障了礦井的安全，取得了良好的效果。 1 大型設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦的應(yīng)用 兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司興隆莊煤礦東風(fēng)井實(shí)現(xiàn)了大型設(shè)備的集中監(jiān)控，設(shè)備采集參數(shù)量足、用戶程序設(shè)計(jì)有利于擴(kuò)展，為將來(lái)機(jī)房的無(wú)人值守創(chuàng)造了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。 該礦東風(fēng)井發(fā)大型設(shè)備集中監(jiān)控設(shè)有主監(jiān)控

3、系統(tǒng)、6kV級(jí)變電微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)和工業(yè)電視視頻系統(tǒng)。主監(jiān)控系統(tǒng)下連扇風(fēng)機(jī)監(jiān)控子系統(tǒng)、水泵監(jiān)控子系統(tǒng)和空氣壓縮機(jī)監(jiān)控子系統(tǒng)。其監(jiān)控上位機(jī)采用研華IPC610系列工控機(jī)，依靠與各個(gè)子系統(tǒng)的通信，集中監(jiān)控所有設(shè)備的運(yùn)行，監(jiān)測(cè)空氣壓縮機(jī)子系統(tǒng)、扇風(fēng)機(jī)子系統(tǒng)和水泵子系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)、工作狀態(tài)和故障報(bào)警信息等，能夠?qū)崟r(shí)直觀的模擬顯示空氣壓縮機(jī)、水泵和扇風(fēng)機(jī)等大型設(shè)備的系統(tǒng)模擬圖。 該控制系統(tǒng)的明顯特點(diǎn)是各個(gè)子系統(tǒng)均能夠保持控制上的相對(duì)獨(dú)立性，既可以集中聯(lián)網(wǎng)實(shí)行遠(yuǎn)程控制又能夠獨(dú)立就地控制運(yùn)行，各個(gè)子系統(tǒng)互相之間不干擾。使用工業(yè)IPC做“高層面監(jiān)控”，而又用高質(zhì)量的西門子S7系列PLC做“物理層面”的采樣與控制，

4、兩者的控制與數(shù)據(jù)處理配合使用可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，用來(lái)完成大型機(jī)電設(shè)備的監(jiān)控可以說(shuō)是各顯其能、相得益彰。后臺(tái)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、前置的PLC控制器以與扇風(fēng)機(jī)的數(shù)據(jù)采集卡，其CPU都設(shè)有看門狗定時(shí)器功能，可以實(shí)現(xiàn)主機(jī)因?yàn)檐浖收隙罊C(jī)時(shí)系統(tǒng)在無(wú)人干預(yù)下的自動(dòng)復(fù)位。 主監(jiān)控系統(tǒng)的操作系統(tǒng)軟件為Windows2000NT系統(tǒng)，工控軟件為國(guó)應(yīng)用最為廣泛的“組態(tài)王”6.02版，特別便于軟件的開(kāi)發(fā)。視頻系統(tǒng)的數(shù)碼錄像部分采用獨(dú)特的模塊化設(shè)計(jì)，使用先進(jìn)的多媒體軟硬件技術(shù)，解決了原先監(jiān)控系統(tǒng)因?yàn)榉磸?fù)使用錄像帶而容易產(chǎn)生的畫面不清晰、管理復(fù)雜以與費(fèi)用高昂等問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)手工錄像、定時(shí)錄像、視頻移動(dòng)錄像和布防報(bào)警聯(lián)動(dòng)錄

5、像，具有錄滿自動(dòng)刪除功能、攝像鏡頭和云臺(tái)控制的功能、軟件防死機(jī)和斷電以后來(lái)電自動(dòng)恢復(fù)啟動(dòng)的功能。其先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)性能，可以在數(shù)據(jù)專線、線和寬帶網(wǎng)上傳輸圖像。 2 KJ56型煤礦調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng) 為了滿足中小型煤礦的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要，科技大學(xué)和兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司唐村煤礦開(kāi)發(fā)出了一套成本低廉、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于維護(hù)的KJ56型煤礦調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)，具有比較好的推廣(推廣的形式有很多，廣義上說(shuō)我們的企業(yè)所做的任何一個(gè)媒體廣告，如在電視、廣播、報(bào)紙、雜志等媒體刊登廣告都屬于推廣的一種方式。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)推廣形式越來(lái)越被企業(yè)認(rèn)同和接受，網(wǎng)絡(luò)推廣投入少，見(jiàn)效快，產(chǎn)出多。網(wǎng)絡(luò)推廣的形式有百度推廣、百度競(jìng)價(jià)排名

6、、優(yōu)化、google競(jìng)價(jià)、google排名等。如果您想做百度競(jìng)價(jià)排名，您可以在百度總代理處開(kāi)戶新建百度。)應(yīng)用前景。 整個(gè)系統(tǒng)是由7個(gè)分站和40只傳感器組成的，測(cè)點(diǎn)參數(shù)包括風(fēng)速、瓦斯、電流電壓、設(shè)備開(kāi)停、風(fēng)門開(kāi)閉、蒸汽壓、風(fēng)壓、絞車開(kāi)停以與其運(yùn)行位置等。該系統(tǒng)的控制中心為地面計(jì)算機(jī)，即系統(tǒng)雙線主機(jī)，通過(guò)通信接口與各個(gè)分站進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。分站均通過(guò)2芯通信線掛接在一起，相互之間不進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。系統(tǒng)的主機(jī)首先根據(jù)分站與傳感器的連接端口對(duì)分站的測(cè)點(diǎn)進(jìn)行定義，定義容包括分站的測(cè)點(diǎn)數(shù)、測(cè)點(diǎn)的端子號(hào)、順序號(hào)、模擬量還是開(kāi)關(guān)量等。定義完成之后便選擇“初始化”菜單對(duì)每一個(gè)分站接著初始化。初始化成功以后，分站就把雙線

7、主機(jī)發(fā)來(lái)的定義參數(shù)存入到掉電不丟失數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中。當(dāng)分站因?yàn)楣收蠑嚯娫偎碗姷臅r(shí)候，單片機(jī)能夠自動(dòng)取出原有的系統(tǒng)定義參數(shù)進(jìn)行循環(huán)監(jiān)測(cè)而不需要系統(tǒng)主機(jī)再對(duì)其進(jìn)行初始化。 KJJ12型通信接口是由雙線主機(jī)相連接的一個(gè)通信信號(hào)轉(zhuǎn)換器，它與主機(jī)的通信采用普通的RS232標(biāo)準(zhǔn)接口，與分站的通信采用本安型、二線制基帶信號(hào)；有光耦隔離電路，具有主、從機(jī)自動(dòng)切換的功能和通信指示的功能，通信誤碼率比較低。在監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)中，分站的單片機(jī)是不允許出現(xiàn)死機(jī)故障的，所以他們?cè)O(shè)計(jì)一套可靠的單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位電路。其中，振蕩器正常工作的時(shí)候會(huì)間隔一定時(shí)間（可以進(jìn)行調(diào)整）輸出一個(gè)正脈沖給復(fù)位電路，讓單片機(jī)復(fù)位。單片機(jī)在正常工作的時(shí)候

8、卻不斷地輸出一個(gè)清零脈沖給振蕩器，使得振蕩器輸出的全部均為低電平，只有在單片機(jī)死機(jī)的時(shí)候振蕩器才能夠正常工作。 3 水泵自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用 在礦山井下的水泵房，水泵的電動(dòng)機(jī)需要根據(jù)水位的變化頻繁地啟動(dòng)，其操作步驟比較繁瑣、環(huán)境條件惡劣、噪聲偏大、氣溫比較高、人員容易疲勞，特別是在井下發(fā)生水災(zāi)的情況下留人值守泵房也是很危險(xiǎn)的。兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司三號(hào)煤礦研究的水泵自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)減輕了工人的負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守，也為全礦聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控和數(shù)字化建設(shè)奠定了基礎(chǔ)，在實(shí)際的應(yīng)用中也有著廣泛的前景。 整個(gè)系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集與檢測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控指揮等組成，具有自動(dòng)和就地兩種操作方式。由工業(yè)計(jì)算機(jī)根據(jù)水位的

9、情況來(lái)自動(dòng)啟、停水泵，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)水泵的輪換工作，做出合理調(diào)度。該系統(tǒng)具有過(guò)載、欠壓、泄漏和超溫等保護(hù)功能，當(dāng)出現(xiàn)以上狀況或者電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障的時(shí)候能夠自動(dòng)停止該水泵的運(yùn)行，同時(shí)啟動(dòng)備用水泵。現(xiàn)場(chǎng)控制中心將采集到的數(shù)據(jù)和調(diào)度策略傳至地面指揮中心，并且可以同步顯示出水泵的運(yùn)行狀況。系統(tǒng)保留了設(shè)備原先的手動(dòng)控制方式，以便在必要的時(shí)候可以在手動(dòng)控制下實(shí)現(xiàn)水泵的正常運(yùn)行。系統(tǒng)軟件和客戶端軟件的操作界面全部為中文可視化界面，用戶可以根據(jù)清晰的中文功能顯示實(shí)現(xiàn)全部監(jiān)控操作。 水泵房自動(dòng)化監(jiān)控涉與到電動(dòng)機(jī)、水泵、射流泵、電動(dòng)閘閥、電磁閥、儀表顯示和水位檢測(cè)等具體設(shè)備，按照水位實(shí)時(shí)檢測(cè)、抽真空和自動(dòng)注水、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)

10、與閘閥操縱、參數(shù)通信與屏幕顯示、故障預(yù)防檢測(cè)五個(gè)環(huán)節(jié)順序操作,Wholesale Party Supplies。將omron plc技術(shù)應(yīng)用到礦山井下的水泵房中，可以按照“避峰填谷”的原則，合理地調(diào)度各臺(tái)水泵的輪流工作與“適時(shí)啟動(dòng)”，既避免了人工判斷水位的不準(zhǔn)確、杜絕了水泵人為的頻繁啟動(dòng)，也實(shí)現(xiàn)了在用電低峰期啟動(dòng)水泵的功能，提高了水泵房的可靠性、用電效率、經(jīng)濟(jì)效益和現(xiàn)代化管理水平。 4 智能監(jiān)控終端在通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用 礦井通風(fēng)機(jī)是對(duì)礦山井下送風(fēng)的重要設(shè)備，通風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)關(guān)系到對(duì)礦井送風(fēng)的質(zhì)量。兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司機(jī)械制修廠研制出一種由ST-JK06系列智能監(jiān)控終端組成的礦井通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

11、，可以對(duì)通風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，并且根據(jù)氣壓、危險(xiǎn)氣體含量、溫度與濕度等現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境實(shí)際情況有效地控制通風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量，既能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)對(duì)空氣的要求，又可以避免過(guò)量送風(fēng)，降低了能源的消耗，同時(shí)也為安全生產(chǎn)提供了可靠的保證。 ST-JK06系列智能監(jiān)控終端不但能夠?qū)ぷ鳜F(xiàn)場(chǎng)的危險(xiǎn)氣體以與風(fēng)速、風(fēng)壓、溫度與濕度等物理參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，而且能夠?qū)?dòng)力（通風(fēng)機(jī)）的供電電壓、電流、頻率和功率等電參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并且由該終端向監(jiān)控中心發(fā)送信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在監(jiān)控中心對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)視的目的；由監(jiān)控中心向智能監(jiān)控終端發(fā)送控制指令，就可以對(duì)通風(fēng)機(jī)進(jìn)行有效控制。該終端以采樣原理作為理論依據(jù)，采用高性能嵌入式系統(tǒng)ARM，綜合

12、運(yùn)用DSP技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)和貼片安裝工藝等一系列先進(jìn)的技術(shù)與工藝，實(shí)現(xiàn)了各種交、直流電量參數(shù)的實(shí)時(shí)采集、線性交換、計(jì)算和分析；同時(shí)，該終端具有模擬量輸入/輸出、開(kāi)關(guān)量輸入/輸出、鍵盤輸入/液晶顯示等功能。 鑒于電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控已經(jīng)成為多數(shù)用戶對(duì)設(shè)備的技術(shù)要求，ST-JK06系列智能監(jiān)控終端可以完成對(duì)電動(dòng)機(jī)工作電流、電壓、功率和電度等參量的檢測(cè)，能夠與時(shí)地發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的故障，防止電動(dòng)機(jī)燒毀。此外，該系統(tǒng)不僅可以對(duì)單臺(tái)通風(fēng)機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，還可以利用ST-JK06系列智能監(jiān)控終端構(gòu)成大的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)有線通信和GPRS/CDMA無(wú)線通信的方式對(duì)多臺(tái)通風(fēng)機(jī)實(shí)

13、現(xiàn)監(jiān)控。 5 煤礦風(fēng)井通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)研制成功 兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司興隆莊煤礦東風(fēng)井通風(fēng)機(jī)房安裝G4-73-1125D礦井主通風(fēng)機(jī)2臺(tái)，擔(dān)負(fù)著礦井東翼的井下通風(fēng)，原先的設(shè)備控制都是上個(gè)世紀(jì)70年代隨機(jī)帶來(lái)的簡(jiǎn)易控制柜，早就已經(jīng)不能夠適應(yīng)安全和高效生產(chǎn)的需要。為此，他們和省煤炭科學(xué)研究所共同研制成功東風(fēng)井通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，滿足了對(duì)通風(fēng)機(jī)各種主要參數(shù)的監(jiān)測(cè)與控制要求?，F(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行實(shí)踐表明：其性能優(yōu)良、穩(wěn)定可靠。 該礦東風(fēng)井通風(fēng)機(jī)房的監(jiān)控系統(tǒng)由1臺(tái)研華IPC共控機(jī)作為監(jiān)控機(jī)，安裝在主控制室；下設(shè)3臺(tái)檢測(cè)下位機(jī)，均安裝在通風(fēng)機(jī)房，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集與處理工作。下位機(jī)的控制核心采用ATMEL公司的89系列單片

14、機(jī)，擴(kuò)展有不掉電RAM、看門狗電路、開(kāi)關(guān)量輸出、開(kāi)關(guān)量輸入、模擬量輸入、串行通信和電量采集等多個(gè)單元，主機(jī)在線監(jiān)測(cè)電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率、無(wú)功功率、前軸承溫度、后軸承溫度、風(fēng)道靜壓、風(fēng)道全壓、風(fēng)道動(dòng)壓、設(shè)備轉(zhuǎn)速和通風(fēng)機(jī)通風(fēng)量等相關(guān)參數(shù)。通過(guò)對(duì)上述參數(shù)的監(jiān)測(cè)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)礦井的通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行狀況，同時(shí)在線監(jiān)測(cè)運(yùn)行通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率，并且可以隨時(shí)對(duì)備用通風(fēng)機(jī)進(jìn)行全量程的技術(shù)測(cè)定。其風(fēng)壓與風(fēng)量的測(cè)量，采用本質(zhì)安全隔爆型傳感器，配接輸入式安全柵，既滿足了煤礦安全規(guī)程中關(guān)于煤礦出風(fēng)井對(duì)電器的要求，又保證了微機(jī)系統(tǒng)的安全。 此外，在配套的工業(yè)電視視頻方面采用工控機(jī)，利用視頻采集卡和MPEG4數(shù)碼硬盤錄像系

15、統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)視通風(fēng)機(jī)房現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的狀況，可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)錄象、定時(shí)錄像和報(bào)警聯(lián)動(dòng)錄像功能，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸和遠(yuǎn)程控制，具有攝像機(jī)鏡頭和云臺(tái)的全方位控制功能，以便與時(shí)發(fā)現(xiàn)并且處理現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的不正常工作狀況，盡快地消除故障隱患。 6 礦用攝象機(jī)工作臺(tái)控制器 工程學(xué)院和兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司南屯煤礦研究出一種基于單片機(jī)的礦用攝象機(jī)工作臺(tái)控制器，主要應(yīng)用于監(jiān)控輸?shù)V高溫膠帶，并且可以實(shí)現(xiàn)在集控室控制攝象機(jī)的上下、左右移動(dòng)，以改變監(jiān)控的圍。 在現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控工作中，要求操作人員在集控室可以通過(guò)電腦上的界面按鈕調(diào)節(jié)攝象機(jī)的工作臺(tái)移動(dòng)，而集控室一般距離監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)均比較遠(yuǎn)，因此必須考慮控制信號(hào)的傳輸問(wèn)題，而且由于監(jiān)控的地點(diǎn)

16、比較多（少則十多個(gè)多則幾十個(gè)），所以集控室對(duì)這些工作臺(tái)的控制就需要一個(gè)連接總線和相應(yīng)的通信協(xié)議支撐。此機(jī)使用的是RS232轉(zhuǎn)RS485總線的接口再進(jìn)入通信網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)楣ぷ髋_(tái)的負(fù)載僅僅是1臺(tái)攝象機(jī)和相應(yīng)的防護(hù)罩，所以使用小功率的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)即可以滿足要求。鑒于對(duì)工作臺(tái)的控制精度要求不高，主要是可靠性要好，在傳動(dòng)方面可以使用塑料塑料齒輪，以降低設(shè)備的造價(jià)?？刂破鲗?shí)現(xiàn)的核心任務(wù)就是接收、判斷集控室發(fā)來(lái)的控制命令，然后根據(jù)命令做出相應(yīng)的控制動(dòng)作。 在本機(jī)的設(shè)計(jì)中只有6個(gè)有效命令，即上仰、下俯、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、變倍和調(diào)焦，所以相應(yīng)的單片機(jī)程序編寫比較簡(jiǎn)單。困難在于確保RS485通信的準(zhǔn)確無(wú)誤。因?yàn)镽S485通信

17、方式的發(fā)送和接收都是共用同一個(gè)物理通道，所以是一種半雙工的通信方式，也就是說(shuō)在任何時(shí)刻只允許1臺(tái)處理器保持在發(fā)送狀態(tài)，否則就會(huì)產(chǎn)生混亂。由于單片機(jī)的串口是全雙工的，所以在控制器上電復(fù)位的期間，規(guī)定控制器全部處于接收狀態(tài)，同時(shí)還要求嚴(yán)格地控制發(fā)送和接收的時(shí)序，控制器只有在檢測(cè)到主機(jī)發(fā)送命令完畢的時(shí)候才能夠做出應(yīng)答。試驗(yàn)表明，該控制器調(diào)節(jié)方便、運(yùn)行比較穩(wěn)定、在1000m通信可靠，適合在礦井輸?shù)V現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控使用。 7 基于iFIX的煤礦綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng) 針對(duì)目前我國(guó)煤礦的整體自動(dòng)化水平和科學(xué)管理水平相對(duì)比較落后以與各個(gè)部門之間的信息難以共享的普遍狀況，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)和兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司三號(hào)煤礦研究出了

18、一種基于iFIX的煤礦綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，成功地實(shí)現(xiàn)了與下層PLC設(shè)備的通訊，極具廣泛推廣的價(jià)值。 三號(hào)煤礦綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要分為2層：信息層和控制層。信息層采用了C/S結(jié)構(gòu)，工作站作為iFIX Client，提供了操作員發(fā)送控制命令的接口，服務(wù)器作為iFIX Server，主要通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，是操作員發(fā)送命令的轉(zhuǎn)接口，并利用SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)生產(chǎn)中的重要數(shù)據(jù)進(jìn)行存檔等。控制層采用了Control-Net環(huán)網(wǎng)，通過(guò)位于環(huán)網(wǎng)上的Control Logix分站完成對(duì)實(shí)際設(shè)備的控制并且返回控制狀態(tài)和信息等。此外，生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息還可以通過(guò)WEB服務(wù)器進(jìn)行瀏覽

19、。同時(shí)為了提高系統(tǒng)控制的可靠性，采用了2臺(tái)服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)雙機(jī)互備。當(dāng)一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障的時(shí)候，另一臺(tái)服務(wù)器能夠立即接替它所有的工作。 iFIX不能夠直接與井下Control Logix進(jìn)行通訊，而必須要通過(guò)相應(yīng)的I/O驅(qū)動(dòng)器，三號(hào)煤礦利用了Intellution Gateway for Server驅(qū)動(dòng)程序，簡(jiǎn)寫為IGS驅(qū)動(dòng)。這是專門針對(duì)AB公司的PLC硬件而開(kāi)發(fā)的驅(qū)動(dòng)，讀取速度非?？?。在IGS配置中，先要為數(shù)據(jù)建立一條通道，選取設(shè)備型號(hào)；然后建立設(shè)備名，輸入正確的Device ID；最后建立標(biāo)簽，標(biāo)簽代表的地址就是過(guò)程硬件的地址。當(dāng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)過(guò)多的時(shí)候，可以采用建立多條通道的方法來(lái)避免數(shù)據(jù)刷新速

20、度緩慢甚至不能刷新的嚴(yán)重后果。 8 村煤礦遠(yuǎn)程生產(chǎn)視頻監(jiān)控系統(tǒng) 兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司村煤礦堅(jiān)持“安全第一、預(yù)防為主”的方針，力求安全生產(chǎn)工作從被動(dòng)防向源頭管理轉(zhuǎn)變。該礦建立了加大視頻監(jiān)控系統(tǒng)與安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，利用安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)備與攝像機(jī)等實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)控，地面調(diào)度指揮中心可直接對(duì)井下情況實(shí)時(shí)監(jiān)控。兩套系統(tǒng)的結(jié)合使用，不僅能直觀監(jiān)視和記錄井下現(xiàn)場(chǎng)的安全生產(chǎn)情況，通過(guò)KJ95安全監(jiān)視系統(tǒng)在井下安裝瓦斯傳感器、溫度傳感器等設(shè)備反饋的信息，還可與時(shí)發(fā)現(xiàn)事故苗子，防患于未然，也能為事后分析事故提供有效的資料，為今后安全生產(chǎn)提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。 (1)遠(yuǎn)程生產(chǎn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要特點(diǎn)。 網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控

21、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上的圖像傳輸和共享。 可擴(kuò)展性?？刂撇考捎眉惺浇Y(jié)構(gòu)與嵌入式等技術(shù)可方便靈活地進(jìn)行擴(kuò)充，充分保證系統(tǒng)在將來(lái)的適應(yīng)性，盡可能不再重復(fù)投資。 可用性和可靠性。采用當(dāng)今先進(jìn)的視頻壓縮方式，低帶寬、低延時(shí)，全雙工，回放查看清晰度高。 互冗余備份。無(wú)論是管理服務(wù)器還是錄像服務(wù)器都支持相互冗余備份，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠有充分的技術(shù)保障。 (2)建設(shè)完善的遠(yuǎn)程生產(chǎn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。 視頻采集設(shè)備安裝在礦井主要運(yùn)輸、行人大巷和主要的采區(qū)工作面。 建立各相關(guān)部門的應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng)。在事故發(fā)生后，該系統(tǒng)可第一時(shí)間自動(dòng)以短信通知模式召集領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)部門的應(yīng)急會(huì)議，并將監(jiān)控圖像導(dǎo)入會(huì)議室，供快速?zèng)Q策啟動(dòng)應(yīng)急程

22、序，以防止和減少人員傷亡。 建立生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)視頻會(huì)議系統(tǒng)。以利于礦領(lǐng)導(dǎo)和行業(yè)相關(guān)部門對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)井下安全生產(chǎn)的教育和培訓(xùn)，提升工作人員的安全意識(shí)和工作能力。 建立專業(yè)技術(shù)管理隊(duì)伍。利于正確操作監(jiān)控系統(tǒng)，與時(shí)維修(村田電子是華東地區(qū)最大的變頻器維修中心與歐陸直流調(diào)速維修中心,每年維修上萬(wàn)件變頻器)各種故障，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。 建立嚴(yán)格的考核制度。針對(duì)以上幾個(gè)方面容進(jìn)行獎(jiǎng)罰，以保障監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量。 建立有效的聯(lián)防互促組織。單一方面的視頻監(jiān)控只能做到視頻圖像上傳管理，還需與礦上其它單位監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，調(diào)度指揮系統(tǒng)才能將礦井各方面信息進(jìn)行掌握。 9 選煤廠多媒體網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的研究 兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公

23、司興隆莊煤礦選煤廠先后完成了“選煤廠微機(jī)監(jiān)控管理、控制系統(tǒng)”、“光纖工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)”、“煤質(zhì)分析電腦信息反饋網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”、“設(shè)備故障診斷系統(tǒng)”等項(xiàng)成果，只是這些系統(tǒng)是相互獨(dú)立的，不能實(shí)現(xiàn)信息資源的交互共享。為此，他們開(kāi)展了“興隆莊煤礦選煤廠多媒體網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的可行性研究”，認(rèn)為該廠建立多媒體網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)具備了條件。興隆莊礦選煤廠多媒體網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)是集該廠微機(jī)監(jiān)控管理信息系統(tǒng)、生產(chǎn)信息反饋系統(tǒng)、設(shè)備故障診斷系統(tǒng)、生產(chǎn)工藝動(dòng)態(tài)圖形監(jiān)視光纖工業(yè)電視圖像與音頻信息于一體的新型處理模式，可以將圖像、數(shù)據(jù)的管理信息傳送至有關(guān)的廠領(lǐng)導(dǎo)與車間，為正確迅速地指揮生產(chǎn)和與時(shí)準(zhǔn)確地調(diào)整、分析生產(chǎn)結(jié)構(gòu)提供了方

24、便、快捷的手段。 興隆莊礦選煤廠多媒體網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則是：充分結(jié)合現(xiàn)有的微機(jī)監(jiān)控管理與各種計(jì)算機(jī)信息的應(yīng)用現(xiàn)狀，兼容和包含現(xiàn)有設(shè)備的投資，保護(hù)原有硬件和軟件資源；充分發(fā)揮和應(yīng)用現(xiàn)有的先進(jìn)的多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并考慮今后的業(yè)務(wù)需求和技術(shù)發(fā)展，便于系統(tǒng)擴(kuò)展，保持技術(shù)的連續(xù)性；采用先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，盡量降低系統(tǒng)造價(jià)，提高系統(tǒng)的性能價(jià)格比。該系統(tǒng)的配置與功能如下：首先建立多媒體信息處理中心，配置多媒體節(jié)目揚(yáng)子晚報(bào)編輯、創(chuàng)作和播放制作設(shè)備；在廠領(lǐng)導(dǎo)與車間辦公室設(shè)置多媒體工作站，通過(guò)多媒體網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)可以在各個(gè)辦公室共享廠生產(chǎn)動(dòng)態(tài)模擬圖、工業(yè)電視圖像、CDROM播放資源與閉路電視節(jié)目；通過(guò)光纖與上級(jí)單位如

25、礦調(diào)度與局調(diào)度聯(lián)網(wǎng)，共享資源；通過(guò)與Internet網(wǎng)的有機(jī)結(jié)合，為實(shí)現(xiàn)選煤廠CIMS打下基礎(chǔ)。 10 地面排矸多媒體機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng) 兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司東灘煤礦選用的地面排矸多媒體機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)，不僅保證機(jī)車速度而且保障運(yùn)輸安全，較好地解決了機(jī)車在運(yùn)輸車場(chǎng)的通過(guò)能力問(wèn)題，創(chuàng)造了顯著的效益。 該系統(tǒng)由室集控設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)設(shè)備組成。其中，控制機(jī)車運(yùn)行的信號(hào)設(shè)備均設(shè)在現(xiàn)場(chǎng)，有電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)、信號(hào)機(jī)、傳感器和攝像儀，轉(zhuǎn)轍機(jī)可以改變機(jī)車的行車方向，信號(hào)機(jī)指示機(jī)車的開(kāi)停，傳感器跟蹤監(jiān)測(cè)機(jī)車位置，攝像儀監(jiān)視車場(chǎng)列車占道情況；室設(shè)備由操作控制臺(tái)、omron繼電器柜、山特ups電源柜、防雷柜以與大屏幕顯示器等組成。系

26、統(tǒng)雙線主機(jī)984-385控制軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，整個(gè)程序分為兩個(gè)程序段。在第一個(gè)程序段中，系統(tǒng)清零、傳感器短路狀態(tài)檢測(cè)程序、進(jìn)路狀態(tài)控制程序都是整個(gè)軟件核心部分。該程序控制進(jìn)路查詢、占用、解鎖間的轉(zhuǎn)換、信號(hào)機(jī)開(kāi)放和一些提示信號(hào)以與轉(zhuǎn)轍機(jī)的自動(dòng)控制信號(hào)。第二程序段含送進(jìn)路和解鎖進(jìn)路程序、電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)控制與報(bào)警程序以與數(shù)據(jù)傳送程序。 該系統(tǒng)有著以下功能特點(diǎn)：采用美國(guó)具有國(guó)際先進(jìn)水平的可編程控制器作為系統(tǒng)控制主機(jī)，可實(shí)現(xiàn)程控方式、集中控制、手動(dòng)操作三種控制方式；圖象監(jiān)視洗矸倉(cāng)、選矸倉(cāng)、道口與翻籠工作情況，顯示機(jī)車車號(hào)、列車位置、進(jìn)路占用、信號(hào)顯示、轉(zhuǎn)轍機(jī)岔尖位置等信息；信號(hào)機(jī)燈泡斷絲、轉(zhuǎn)轍機(jī)岔尖不到位、傳感器電氣故障實(shí)現(xiàn)