導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)介紹，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)作為煤礦井下安全避險“六大系統(tǒng)”之一，主要完成對井下甲烷、一氧化碳、溫度和風(fēng)速等環(huán)境參數(shù)的動態(tài)監(jiān)控。對保障煤礦安全生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率和機電設(shè)備的利用率都具有十分重要的作用。目前，國家要求煤礦企業(yè)必須安裝煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)，而煤礦企業(yè)的安全監(jiān)控技術(shù)人員卻嚴(yán)重不足。煤炭院校作為煤礦企業(yè)技術(shù)人員的培養(yǎng)基地應(yīng)加強“煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)安裝與維護”課程建設(shè)，充分結(jié)合煤礦企業(yè)生產(chǎn)實際，培養(yǎng)具有高水平的煤礦安全監(jiān)控技能人才。

2存在問題

2.1師資力量不足

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的授課教師應(yīng)同時具備煤礦開采、通風(fēng)、計算機技術(shù)、電子技術(shù)等方面的理論基礎(chǔ)知識以及較強的設(shè)備安裝、調(diào)試以及維護能力。學(xué)校的專職授課教師往往具備較強的理論功底，但是動手實踐能力有所欠缺；而企業(yè)的外聘教師卻恰恰相反。因此迫切需要樹立新的人才培養(yǎng)機制來使用課程教學(xué)的需要。

2.2缺乏有針對性的教材

本課程的教學(xué)大綱要求學(xué)生掌握煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計選型，熟悉分站、傳感器、斷電儀的基本工作原理、技術(shù)參數(shù)及安裝調(diào)試方法，熟悉煤礦安全監(jiān)控軟件的設(shè)置以及使用方法，掌握監(jiān)控系統(tǒng)常見故障處理方法。了解煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的日常管理和維護制度。現(xiàn)有教材大部分是以理論為主，著重介紹礦井開采、通風(fēng)、計算機相關(guān)的理論知識，而涉及到具體實踐操作部分往往講解得不夠詳細(xì)。

2.3實踐教學(xué)條件不足

本門課程最終目的是讓學(xué)生掌握煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的安裝與維護方法，這就需要購買足夠數(shù)量的設(shè)備來供學(xué)生進行實訓(xùn)。而煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)動輒10～20萬一套，學(xué)校往往沒有這么多的資金來購買足夠的設(shè)備供學(xué)生實訓(xùn)，大部分煤炭類學(xué)校僅僅購買幾套設(shè)備供教師演示用，學(xué)生沒有設(shè)備來進行實踐就導(dǎo)致其動手能力嚴(yán)重不足。畢業(yè)到煤礦企業(yè)后也無法馬上上崗，這也給企業(yè)增加了一定的培訓(xùn)負(fù)擔(dān)。

3解決方法

3.1加強師資隊伍建設(shè)

授課教師應(yīng)加強業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，掌握《煤礦安全章程》、《AQ1029-2007》中的相關(guān)內(nèi)容，以及甲烷、一氧化碳、風(fēng)速等傳感器報警值、斷電值、浮點值的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)校應(yīng)派遣教師前往煤礦安全監(jiān)控設(shè)備生產(chǎn)廠家進行頂崗鍛煉，學(xué)習(xí)其新技術(shù)、新設(shè)備，了解設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)成便于現(xiàn)場教學(xué)；派遣教師前往煤礦企業(yè)，掌握設(shè)備在現(xiàn)場進行安裝、調(diào)試的步驟及方法。這樣教師頂崗鍛煉返校后就能充分結(jié)合企業(yè)實際進行教學(xué)。

3.2編寫理實一體的教材

現(xiàn)有的教材側(cè)重理論，在實踐操作教學(xué)上有所欠缺，因此需要編寫一本理實一體的教材。筆者曾參與了全國煤炭高職高專“十二五”規(guī)劃教材《礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)安裝與維護》（已出版）的編寫，該教材以國內(nèi)市面上主要的KJ90NA系統(tǒng)的煤礦安全監(jiān)控設(shè)備為基礎(chǔ)，基于項目教學(xué)的方式，在充分介紹系統(tǒng)設(shè)計、選型等理論知識的同時，詳細(xì)介紹了分站、傳感器、斷電儀等設(shè)備的安裝、維護以及調(diào)試過程。

3.3建立虛實一體的實驗教學(xué)系統(tǒng)

煤礦安全監(jiān)控實驗教學(xué)系統(tǒng)要求既能夠重現(xiàn)真實井下設(shè)備的實際工作情況，又能隨機生成井下各種數(shù)據(jù)（包含各種突發(fā)異常據(jù)），提供給每位學(xué)生上機實驗用。為了實現(xiàn)這個目的，可以建立虛實一體的實驗教學(xué)系統(tǒng)，布置幾套典型的的煤礦安全監(jiān)控設(shè)備讓學(xué)生對系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)有一個直觀的認(rèn)識，同時為了讓每位學(xué)生都能夠獨立動手完成系統(tǒng)的安裝、調(diào)試，可以結(jié)合真實的煤礦安全監(jiān)控軟件，利用模擬器隨機產(chǎn)生井下各項數(shù)據(jù)，開發(fā)一套虛擬實訓(xùn)系統(tǒng)（筆者曾參與該系統(tǒng)的研發(fā)，并已完成，現(xiàn)已用于教學(xué)）。

在原有的真實煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中井下監(jiān)控設(shè)備價格較高，大部分學(xué)校沒有足夠的資金為每位實驗的學(xué)生配置一套完整的設(shè)備。因此學(xué)校在購買幾種典型的設(shè)備用于展示系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的同時，可以開發(fā)一套模擬系統(tǒng)用于產(chǎn)生井下傳感器的各項數(shù)據(jù)，以及對應(yīng)設(shè)備的狀態(tài)。模擬煤礦監(jiān)控系統(tǒng)在一般的PC即可運行，該系統(tǒng)動態(tài)模擬煤礦井下各種復(fù)雜環(huán)境參數(shù)的變化，通過實驗系統(tǒng)教學(xué)，能夠使學(xué)生在模擬環(huán)境下了解實際生產(chǎn)的各種情況， 對整個煤礦井下監(jiān)控系統(tǒng)有一個完整、形象的認(rèn)識。同時，每位學(xué)生可以通過親自動手操作，應(yīng)用軟件修改各種參數(shù)，學(xué)會如何應(yīng)對實際生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的問題以及特殊極端情況。當(dāng)學(xué)生獨立在模擬系統(tǒng)上完成了系統(tǒng)組建及參數(shù)設(shè)置之后，再分批次在真實的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)上進行系統(tǒng)的組建與配置，這樣就大大節(jié)約了成本，同時也能保證每位學(xué)生都能夠上機完成實驗。

真實煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)硬件教學(xué)使學(xué)生更深入地了解系統(tǒng)構(gòu)造、通信控制及傳感器的工作原理；模擬煤礦安全監(jiān)控軟件學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握監(jiān)控系統(tǒng)的搭建及配置方法。兩者有機的結(jié)合就能更好的為煤礦安全生產(chǎn)的人才培養(yǎng)打下堅實的基礎(chǔ)。

3.4加強校外實訓(xùn)基地的建設(shè)

篇2

準(zhǔn)旗、伊旗地方政府及煤管部門按照《中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳關(guān)于做好2009年元旦、春節(jié)期間有關(guān)工作的通知》（簡稱《“兩辦”通知》）和《國務(wù)院安委辦關(guān)于切實做好元旦、春節(jié)期間安全生產(chǎn)工作的通知》，對煤礦安全生產(chǎn)工作做了精心部署和安排，煤炭管理部門繼續(xù)實行工作人員春節(jié)不放假和領(lǐng)導(dǎo)干部值班制度，加強安全巡回檢查，確保煤礦節(jié)日安全。各煤炭企業(yè)按照上級的指示，認(rèn)真進行了安全部署和隱患排查工作并落實了企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)跟班值班制度。

篇3

中圖分類號：TD64 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）12-0000-00

我國是一個煤礦產(chǎn)量大國也是一個煤礦能源使用大國，煤礦生產(chǎn)由傳統(tǒng)的生產(chǎn)監(jiān)控方式逐步走向現(xiàn)代的生產(chǎn)監(jiān)控方式。煤礦企業(yè)在生產(chǎn)發(fā)展轉(zhuǎn)型中經(jīng)歷了很長一段的陣痛期，因為煤礦企業(yè)在生產(chǎn)過程中事故頻發(fā)。近年來，我國煤礦企業(yè)傷亡的職工人員數(shù)量急劇增加，死亡人數(shù)數(shù)量達(dá)到三萬多。根據(jù)國家數(shù)據(jù)不完全統(tǒng)計，每年我國煤礦企業(yè)因為各種死亡事故造成的經(jīng)濟損失高達(dá)20億人民幣以上。正是在這樣的嚴(yán)峻社會形勢下，加強煤礦生產(chǎn)的安全監(jiān)控問題亟待解決。

1 國內(nèi)外煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展原由、現(xiàn)狀以及前景

1.1國內(nèi)外煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展原由

煤礦安全生產(chǎn)問題是一個國際化的問題，因為煤礦是傳統(tǒng)的主要能源，而且在現(xiàn)今依舊保持重要的能源地位，煤礦安全生產(chǎn)問題也是一個不可回避的問題。礦難事故的頻發(fā)，安全隱患的長期存在，生產(chǎn)狀況的嚴(yán)峻環(huán)境，以及社會和國家的壓力，都不斷促使煤礦企業(yè)不斷反思和改進煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)，進一步提升監(jiān)控技術(shù)，保障生產(chǎn)安全[1]。

1.2國內(nèi)外煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展

很多的發(fā)達(dá)國家技術(shù)發(fā)展較快，比如：美國、英國、德國、日本、法國等國家自從二十世紀(jì)六十年代開始就開始發(fā)展催化型的儀器來檢測瓦斯方向了。很快，隨著計算機技術(shù)的成熟與應(yīng)用，以及后來的通訊技術(shù)的快速發(fā)展，技術(shù)的結(jié)合與應(yīng)用使得現(xiàn)階段很多發(fā)達(dá)國家在煤礦企業(yè)生產(chǎn)中采用的安全監(jiān)控系統(tǒng)是集成了環(huán)境安全、調(diào)度與運輸、過程監(jiān)控等功能于一體的綜合的復(fù)合系統(tǒng)。

相較于國外，我國的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展更新較為緩慢，基礎(chǔ)也相對比較薄弱，但發(fā)展的速度較快。面對我國較為嚴(yán)峻的安全生產(chǎn)環(huán)境，我們國家的煤礦企業(yè)不斷引進國外的先進技術(shù)和經(jīng)驗，再結(jié)合我國的實際情況，不斷改進、消化、吸收適應(yīng)本國的需要，不斷完善和推廣煤礦安全監(jiān)控技術(shù)，不斷系統(tǒng)優(yōu)化，走向綜合監(jiān)控應(yīng)用的先進方向。

1.3國內(nèi)外煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展前景

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展方向主要是：數(shù)字化、系統(tǒng)化、綜合化、網(wǎng)絡(luò)智能化。未來煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)主要體現(xiàn)的極大優(yōu)勢是數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。計算機遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的數(shù)字化將會把系統(tǒng)中的音頻、視頻和控制等多媒體的信息從模擬狀態(tài)轉(zhuǎn)化為數(shù)字狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)的智能化主要體現(xiàn)在計算機的監(jiān)控綜合系統(tǒng)在應(yīng)用中將會由集總式向集散式系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。21世紀(jì)是一個信息化全球化的社會，以信息技術(shù)為核心的發(fā)展時代，計算機的遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦中的應(yīng)用也成為了時代的要求。

2 計算機遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦中的應(yīng)用

2.1監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類型

現(xiàn)階段的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有：星型結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)、總線型結(jié)構(gòu)。星型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)是一種集中控制型網(wǎng)絡(luò)。其主要優(yōu)點是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和管理簡單，介質(zhì)訪問和協(xié)議訪問簡單，服務(wù)方便。主要的缺點在于電纜數(shù)量龐大，安裝以及維護相對復(fù)雜。環(huán)形的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的信息數(shù)據(jù)在封閉的回路中沿著單一方向傳輸。其主要的優(yōu)點是網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)簡單，投資最小。操作簡單，控制軟件也簡單。其主要的缺點是環(huán)形的網(wǎng)絡(luò)是直接串聯(lián)的，每一個節(jié)點的故障都可能會引起全網(wǎng)的故障，進而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)故障甚至癱瘓。總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是將所有的設(shè)備直接與總線連接，所有工作站和服務(wù)器都連接在一條總線上，沒有中央控制節(jié)點。其主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，不需要另外的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，組網(wǎng)的費用也低，設(shè)備少而簡單，電纜少，安裝容易，可靠性高[2]。其主要的缺點是節(jié)點的容量有限，所有節(jié)點是共享寬帶，訪問時影響速度。

2.2計算機遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)

煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)復(fù)雜繁多，功能性強也復(fù)雜，有人機界面操作模塊、綜合組態(tài)模塊、并行網(wǎng)絡(luò)通訊、數(shù)據(jù)庫訪問、查詢打印模塊、WEB服務(wù)模塊、實時性處理和控制等多樣功能。綜合系統(tǒng)如圖1所示：

圖1.綜合監(jiān)控軟件示意圖

2.3平臺集成各監(jiān)控子系統(tǒng)的方式

煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要包括監(jiān)控子系統(tǒng)主機服務(wù)器、監(jiān)控子系統(tǒng)分站、控制器以及嵌入式監(jiān)控設(shè)備。綜合監(jiān)控系統(tǒng)與子系統(tǒng)監(jiān)控分站以及PLC控制器的連接方式如圖2所示：

圖2.綜合監(jiān)控系統(tǒng)與子系統(tǒng)監(jiān)控分站以及PLC控制器的連接方式

2.3計算機遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦應(yīng)用中的功能

計算機遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦應(yīng)用中可以實現(xiàn)以下主要功能：（1）考勤功能：計算機遠(yuǎn)程掌握控制每天曠工入井時間、升井時間，且可以自動按相應(yīng)照班次生成日、周、月和年考勤等各類考情報表，數(shù)據(jù)詳盡且準(zhǔn)確。（2）人員的準(zhǔn)確跟蹤定位功能：實現(xiàn)精確到分秒對井下的分布情況以及現(xiàn)場狀況進行實時監(jiān)控，例如人員的分布情況，人員的區(qū)域分布情況，實現(xiàn)對井下人員準(zhǔn)確跟蹤定位。

2.4計算機遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻系統(tǒng)應(yīng)用

視頻系統(tǒng)由投影單元，控制系統(tǒng)和相關(guān)的設(shè)備三部分，整個系統(tǒng)分為三部分：投影顯示，信號處理，控制管理。視頻監(jiān)控信號和 VGA 信號通過視頻/RGB 矩陣選擇輸入，可以直接輸入到 DLP 投影單元的視頻或 RGB 輸入端口合成顯示在大屏幕上。系統(tǒng)在技術(shù)上先進，使用上實用，經(jīng)濟上合理。

2.5計算機遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)的語音報警系統(tǒng)

對于計算機的遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦應(yīng)用中而言，語音報警系統(tǒng)在整個的綜合監(jiān)控系統(tǒng)中具有很重要的地位。實時報警，對于快速解決生產(chǎn)事故和加強安全管理起著重要的作用[3]。

語音系統(tǒng)可以實時快速地對故障的類型進行語音播報，這是因為語音系統(tǒng)將先進的流媒體和嵌入式技術(shù)結(jié)合起來了，實時傳輸，這樣極大節(jié)省了存儲空間。

何為流媒體技術(shù)，筆者通過查看相應(yīng)的資料，了解到所謂的流媒體技術(shù)，是指在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上按照時間的先后順序傳輸和播放的連續(xù)音頻或視頻數(shù)據(jù)流，是一種新的傳輸方式。

2.6計算機遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)的安全管理

煤礦生產(chǎn)的安全絕對不可忽視，同樣現(xiàn)代的先進的計算機遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)安全保護與管理問題同樣不可忽視。不同類型的用戶的應(yīng)用，首先必須解決好授權(quán)與安全的問題，依據(jù)相應(yīng)權(quán)限操作。管理人員具有操作員的所有權(quán)限，而且可以對參數(shù)進行更改。為了保證系統(tǒng)的安全運行，管理員登陸時必須要輸入管理員密碼，操作員直接進入系統(tǒng)，不需要授權(quán)密碼。

2.7計算機遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦應(yīng)用中的故障排查方法

計算機遠(yuǎn)程對于井下作業(yè)以及煤礦生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)進行監(jiān)控，實現(xiàn)了數(shù)字化智能化，但同時需要明確的一個問題是，遠(yuǎn)程計算機遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)如何排除故障，保證系統(tǒng)的正常運行，真正全面實現(xiàn)智能化操作。

計算機遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)有一個普遍的潛在的故障就是通訊不能正常工作，雖然計算機的遠(yuǎn)程控制軟件會發(fā)出相應(yīng)的信號，但是卻無法提供及時的科學(xué)的應(yīng)急處理方法，仍然需要人工的幫助，如需要人工使用螺絲刀來尋找故障。如果網(wǎng)絡(luò)安全正常運行，通訊暢通無故障，軟件即可以為故障的檢測以及查詢方面提供幫助。這就需要煤礦企業(yè)充分保證網(wǎng)絡(luò)通訊的順暢，以及對于系統(tǒng)設(shè)備不間斷地進行監(jiān)視。

系統(tǒng)出現(xiàn)異常，一般通過以下幾種常用方法排除：

（1）看組態(tài)參數(shù)是否被修改，在實際操作中主要是查看主站是否改變了組態(tài)。

（2）查看現(xiàn)場設(shè)備，排除現(xiàn)場設(shè)備障礙。一般來說，是主傳感器、輔助傳感器、傳感器電路等可能出現(xiàn)障礙。

（3）查看設(shè)備電壓是否出現(xiàn)異常，查看設(shè)備是否被拆除或者需要另外再組態(tài)。

（4）主變量超限。

（5）非主變量超限。

（6）模擬輸出固定，需要對儀表進行檢查。

3結(jié)語

筆者在文中主要是介紹了計算機遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦中的應(yīng)用，以及為何遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)得以發(fā)展和應(yīng)用的原由以及發(fā)展前景。較為詳盡地展現(xiàn)了綜合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式以及如何實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控方法。同時也說明了計算機遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控在煤礦中應(yīng)用的可行性以及信息化生產(chǎn)發(fā)展要求數(shù)字化遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控的必然性。

通過本文，筆者梳理了國內(nèi)外煤礦生產(chǎn)安全的現(xiàn)狀，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)在與未來的發(fā)展前景，計算機遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦應(yīng)用中存在的問題，遠(yuǎn)程監(jiān)控如何在礦井以及煤礦企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，而且是實現(xiàn)綜合監(jiān)控。改變傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息的獨立，綜合監(jiān)控實現(xiàn)信息的共享，利于煤礦企業(yè)在生產(chǎn)作業(yè)時對于信息可以及時處理，對于突發(fā)狀況可以有效處理，特別是在計算機遠(yuǎn)程監(jiān)控狀況下如何實現(xiàn)有效地監(jiān)控和狀況處理，確定本課題的研究方向和研究意義?，F(xiàn)今我國的煤礦安全生產(chǎn)隱患依舊存在需要得以高度重視，大量的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)較為落后，監(jiān)控系統(tǒng)存在硬件不通用、軟件不兼容，監(jiān)控功能尤其在遠(yuǎn)程監(jiān)控功能上監(jiān)控功能不強的問題亟待于解決。

4不足與展望

由于時間的關(guān)系，以及計算機遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)復(fù)雜性多樣性，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)研究以及問題的發(fā)現(xiàn)仍需要筆者繼續(xù)研究探索。例如需要進一步研究故障排除的方法，需要進一步提高煤礦的信息化，需要進一步研究深化了解監(jiān)控系統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和通訊技術(shù)。不可否認(rèn)，計算機遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦中的運用前景一片光明，我們需要做的就是技術(shù)的不斷完善更新融合。

參考文獻

篇4

中圖分類號： TD76

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-2374（2012）18

近年來，隨著我國國民經(jīng)濟的迅猛增長，工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各方面對煤炭的需求量不斷加大。長期以來，由于目前煤炭生產(chǎn)加工過程的各種客觀因素的制約作用，我國煤礦安全形勢相當(dāng)嚴(yán)峻，重大事故頻發(fā)，瓦斯事故時有發(fā)生，給國家和人民生命財產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重威脅。如何能夠在煤炭生產(chǎn)加工過程中解決安全隱患，保持煤炭工業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展，已經(jīng)成為煤礦采掘業(yè)的重中之重。

1　網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在煤礦安全監(jiān)控中的重要作用

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是防治瓦斯煤塵爆炸事故最有效的技術(shù)手段，而通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)⒚旱V的檢測系統(tǒng)全部聯(lián)網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)將井下瓦斯含量等相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)即時地發(fā)送到指定監(jiān)察機構(gòu)。它通過井下的探頭，可以精確地監(jiān)測到瓦斯的密度和濃度，以及各風(fēng)門的風(fēng)量，安全監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠?qū)ΡO(jiān)測數(shù)據(jù)自動采集、傳輸、監(jiān)測并顯示結(jié)果，一旦超限，便自動報警，從而有效防范瓦斯事故的發(fā)生；它以礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，可直接在計算機屏幕地圖上進行遠(yuǎn)程瓦斯監(jiān)測分析和安全調(diào)度管理等。煤礦安全信息網(wǎng)站提供了信息共享機制，使得管理人員可以及時了解煤礦安全狀況，促進了管理部門之間的積極溝通，為科學(xué)管理決策提供了信息支持，解決了安全管理人員不足的矛盾。因此，引入安全監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠顯著提高煤礦安全監(jiān)控能力，降低災(zāi)害事故的發(fā)生，還能提高煤礦企業(yè)管理人員的管理水平，從而更好地促進煤炭生產(chǎn)。

2　網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在煤礦安全監(jiān)控中的具體應(yīng)用

2.1　安全監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成

煤礦安全監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要由工作站（個人終端）、網(wǎng)絡(luò)中心（包括系統(tǒng)服務(wù)器、web服務(wù)器、防火墻、交換機等）、監(jiān)控終端、井下分站、數(shù)據(jù)采集器等構(gòu)成（圖1）。

數(shù)據(jù)采集器和傳感器置于井下，主要對瓦斯氣體等各種參數(shù)進行采集，通過井下分站、通信傳輸介質(zhì)和監(jiān)控終端，把采集到的數(shù)據(jù)傳入服務(wù)器，從而實現(xiàn)實時監(jiān)控和處理、預(yù)警等功能。

2.1.1　服務(wù)器

煤礦安全監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器主要包括數(shù)據(jù)服務(wù)器、通訊服務(wù)器和Web服務(wù)器。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器提供查詢、統(tǒng)計等功能和具體數(shù)據(jù)來源，主要存儲設(shè)備數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)等實時信息和非地圖數(shù)據(jù)。通信服務(wù)器是整個煤礦監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋Ｍㄓ嵎?wù)器主要負(fù)責(zé)接收具體某個煤礦實時上傳各種數(shù)據(jù)，如甲烷濃度、CO濃度等，然后對這些數(shù)據(jù)進行有效處理,對外提供實時數(shù)據(jù)的訪問接口，保證其他服務(wù)器的實時數(shù)據(jù)查詢服務(wù)。Web服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)管理人員的授權(quán)，在外的監(jiān)管人員可以通過訪問系統(tǒng)了解監(jiān)控情況。

2.1.2　監(jiān)控終端

煤礦的監(jiān)控終端連接安全監(jiān)控系統(tǒng)的主服務(wù)器，安裝在煤礦地面現(xiàn)場，它通過取得主站的實時監(jiān)控數(shù)據(jù)和各個探頭的工作狀態(tài)，從而直接監(jiān)控系統(tǒng)自身的運行情況，然后通過網(wǎng)絡(luò)將所獲取信息發(fā)送至服務(wù)器進行數(shù)據(jù)甄別；監(jiān)控終端能夠自我診斷，自動檢測相關(guān)數(shù)據(jù)并進行分析，對異常數(shù)據(jù)則通過預(yù)先指定的方案發(fā)出警告，從而督促管理人員進行及時檢查排除隱患。

2.1.3　分站

分站設(shè)于煤礦井下，一般采用雙單片機結(jié)構(gòu)，同時進行計算機通信和控制數(shù)據(jù)采集。它的主要任務(wù)是接受服務(wù)器的指令，儲存系統(tǒng)自定義參數(shù)；接收數(shù)據(jù)采集器采集的各種數(shù)據(jù)傳達(dá)給服務(wù)器進行分析處理，能夠提高系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的速度，縮短巡測周期，從而提高監(jiān)控系統(tǒng)的整體性能。分站能夠根據(jù)其監(jiān)測到的異常數(shù)據(jù)直接進行安全控制并且發(fā)出聲光報警信號；分站能夠自動復(fù)位，當(dāng)其發(fā)生意外而死機時，能夠輸出復(fù)位信號使單片機自動復(fù)位；分站能保存服務(wù)器下發(fā)的各種初始化數(shù)據(jù)，在因意外而與服務(wù)器中斷后仍可進行監(jiān)控，從而達(dá)到安全控制的要求。

2.1.4　數(shù)據(jù)采集器和傳感器

傳感器能夠?qū)崟r采集CH4體積分?jǐn)?shù)、CO2體積分?jǐn)?shù)、CO體積分?jǐn)?shù)、炮孔CH4體積分?jǐn)?shù)、溫度等參數(shù)，然后數(shù)據(jù)采集器將采集到的瓦斯、風(fēng)速、開停等各種物理量轉(zhuǎn)換成電信號，再將信號傳到分站；分站對傳感器的數(shù)據(jù)進行再次采集，將數(shù)據(jù)通過傳輸介質(zhì)傳給服務(wù)器；同時具有雙向驅(qū)動功能，根據(jù)地面服務(wù)器的指令進行開出控制。

2.2　安全監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的功能

煤礦安全監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠性高、易于操作、維護量小，能夠?qū)崟r采集井下的瓦斯量、風(fēng)速等各種數(shù)據(jù)，進行一定的轉(zhuǎn)換后，通過傳輸介質(zhì)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器上，服務(wù)器接受各種監(jiān)測數(shù)據(jù)后進行處理，正常數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫以便日后查詢和比對；對超限的瓦斯數(shù)據(jù)則將監(jiān)測點信息自動傳輸給相關(guān)單位進行處理。監(jiān)控終端對各個井下工作單位的工作轉(zhuǎn)臺進行異地實時監(jiān)控進行實時數(shù)據(jù)跟蹤分析；對歷史數(shù)據(jù)進行分析比較從而預(yù)測其變化趨勢，對可能存在的危險預(yù)先進行判斷，從而早期發(fā)現(xiàn)各種危險因素，防患于未然。

3　煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的注意問題

我們在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中推行網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的同時，不能忽略由此而引發(fā)的問題。（1）在傳感器到分站間的模擬型號的傳遞和采集過程中，模擬量傳輸?shù)目垢蓴_防衛(wèi)度較差，存在冒大數(shù)、誤報警、誤斷電等數(shù)據(jù)異常而導(dǎo)致的問題，對監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成影響；（2）在整個監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，各種計算機器件在煤礦井下低照度、高粉塵、高爆炸性氣體環(huán)境中使用時可能會減少使用壽命，一旦出現(xiàn)故障，在狹小黑暗且存在爆炸危險的環(huán)境中，現(xiàn)場維修時可能存在檢修儀器無防爆措施等問題；（3）網(wǎng)絡(luò)在煤礦中的運用，必須有專人維護方可正常運行，若需對全部煤礦進行監(jiān)控，就要求監(jiān)控設(shè)備遍布各個礦井，這就增加了工作人員的工作量和維修時的危險程度，增加的產(chǎn)業(yè)成本不一定適合所有的煤炭生產(chǎn)單位。（4）在各種先進的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和其他技術(shù)應(yīng)用于煤炭安全監(jiān)控的同時，對于簡單的瓦斯檢測方法如“火燈（帶防爆銅網(wǎng)的煤油燈）”等傳統(tǒng)方法，尚不能完全丟棄。

4　結(jié)論

煤礦安全監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的投入使用能實時記錄瓦斯變化全過程及井下工作人員現(xiàn)場工作情況，以便及時發(fā)現(xiàn)隱患，快速監(jiān)督處理，有效避免井下瓦斯超限等現(xiàn)象的發(fā)生。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在煤炭生產(chǎn)安全監(jiān)控中的應(yīng)用，是實行煤炭生產(chǎn)安全監(jiān)督管理的重要舉措，具有劃時代的意義。煤炭生產(chǎn)安全信息化任重道遠(yuǎn)，我們要對煤礦安全監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與改造進行更加深入的分析和研究，加快發(fā)展適于煤礦安全生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，為進一步提升煤礦安全生產(chǎn)水平做好技術(shù)支撐。

參考文獻

篇5

Abstract: with the improvement of science and technology, the content of science and technology of coal mine safety supervision and coal mine safety equipment level is then ascension. Form the whole mine safety production monitoring network, and for safety production provides reliable information technology security. Development and construction of an open, with a unified standard in the mine safety monitoring platform is the trend of The Times.

Keywords: coal; Monitoring system; Intelligent; network

中圖分類號： X924.3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

一、通用技術(shù)要求及規(guī)范

按照國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局年頒發(fā)的《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求AQ6201-2006》和《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范AQ1029-2007》，對煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的具體技術(shù)指標(biāo)及相關(guān)傳感器的配置標(biāo)準(zhǔn)進行了詳細(xì)明確。解決以前煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)沒有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，造成傳輸協(xié)議和接口標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，各分(子)系統(tǒng)之間不能互通和兼容，信息資源難于共享，監(jiān)測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和管理系統(tǒng)不能實現(xiàn)聯(lián)動的問題，從而促進煤礦行業(yè)安全生產(chǎn)軟硬件研發(fā)和服務(wù)保障系統(tǒng)能力的提升。其內(nèi)容主要體現(xiàn)以下幾方面：

1、規(guī)定要求全面。

新標(biāo)準(zhǔn)對煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、裝備要求、設(shè)計和安裝、甲烷傳感器的設(shè)置、其它傳感器的設(shè)置、使用與維護、煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及聯(lián)網(wǎng)信息處理、管理制度與技術(shù)資料等方面進行了詳細(xì)要求，并介紹了低濃度甲烷傳感器調(diào)校方法和礦用開關(guān)瓦斯電閉鎖接線原理。

2、加大了監(jiān)控密度與要求

一是明確低瓦斯礦井要裝備監(jiān)控系統(tǒng)，對《煤礦安全規(guī)程》第158條進行了修改，明確低瓦斯礦井必須裝備安全監(jiān)控系統(tǒng)。

二是增加了傳感器的設(shè)置數(shù)量。通過增加傳感器的數(shù)量，加大監(jiān)控密度，形成固定地點監(jiān)控和流動人員巡檢相結(jié)合的測控網(wǎng)絡(luò)。因此，新標(biāo)準(zhǔn)對《煤礦安全規(guī)程》169、170條、175條及表3進行了修改，增加了甲烷傳感器的安設(shè)數(shù)量。

3、提高系統(tǒng)及傳感器穩(wěn)定性要求

《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求》規(guī)定接入系統(tǒng)的傳感器的穩(wěn)定性指標(biāo)大于15天。

4、重視系統(tǒng)維護工作

對使用維護工作進行了細(xì)化，增加了對檢修機構(gòu)、配備儀器、調(diào)校方法、維護方法、報廢、圖紙資料和信息保存等內(nèi)容。對監(jiān)控系統(tǒng)中心站及聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中心的管理提出了要求。

二、對煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的主要要求

1、在增加設(shè)備配置的情況下，安全監(jiān)控系統(tǒng)巡檢周期要控制到30s以內(nèi)要求，這是系統(tǒng)最基礎(chǔ)的技術(shù)指標(biāo)。

2、部分傳感器的穩(wěn)定性不能滿足15d要求，不同種類傳感器之間有差別，同類傳感器不同個體之間也存在差別。主要體現(xiàn)在采用催化元件的瓦斯和一氧化碳傳感器。

3、系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析、處理和聯(lián)動方面功能需要補充，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)變化和刷新頻率較慢、控制點比較分散、距離比較長，要求系統(tǒng)在模擬量、開關(guān)量以及導(dǎo)出量的斷電設(shè)置上，手段要更豐富些，采用統(tǒng)一格式的數(shù)據(jù)顯示，并對數(shù)據(jù)備份、網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)安全方面進行完善。

三、技術(shù)改造原則及應(yīng)達(dá)到的效果

1、總體規(guī)劃，分步實施的原則。安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)改造可分為兩個部分：一是系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的改造，確保系統(tǒng)指標(biāo)滿足標(biāo)準(zhǔn)和使用要求；二是傳感器配置的增加，使監(jiān)測點的配置符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

2、整體布局,重點突出的原則。系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)改造涉及系統(tǒng)主站層、傳輸層和設(shè)備層的全部設(shè)備，首先保障系統(tǒng)主體結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性滿足使用和維護要求，而設(shè)備配置的大量增加,系統(tǒng)負(fù)載的不斷加大對系統(tǒng)布局設(shè)計的合理性及穩(wěn)定性,是一種沖擊和檢驗。

3、穩(wěn)定性與經(jīng)濟性原則。在具體技術(shù)選擇中，以確保系統(tǒng)運行穩(wěn)定和利于日常維護為前題。對于新技術(shù)的采用，以煤礦現(xiàn)場情況與實際需要為選擇標(biāo)準(zhǔn)。提高方案的性價比，避免設(shè)備更換的“一刀切”，對于允許使用和滿足要求的設(shè)備不立即更換。

4、開放性與安全性。以系統(tǒng)主體的數(shù)據(jù)安全為重點，確保系統(tǒng)主機與服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)安全性，同時最大限度實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，開發(fā)數(shù)據(jù)綜合分析價值。

5、后繼開發(fā)與可維護性。在設(shè)備及軟件的選擇上，充分考慮其通用性，擴大可選擇范圍，減少后繼開發(fā)及維護投入。

應(yīng)達(dá)到的效果：

首先系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)及系統(tǒng)容量滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，即在達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)及監(jiān)測要求的最大分站級設(shè)備數(shù)量時，系統(tǒng)巡檢時間和控制執(zhí)行時間等指標(biāo)均滿足要求。

其次，系統(tǒng)分析、邏輯處理及斷電功能滿足要求；統(tǒng)一數(shù)據(jù)顯示和輸出格式；數(shù)據(jù)保存、監(jiān)測聯(lián)網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)安全方面進一步提高；提高設(shè)備檢定水平。

最終系統(tǒng)傳感器配置數(shù)量及穩(wěn)定性指標(biāo)滿足新標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定要求。重點保障海域區(qū)域的安全監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測設(shè)備配置要求。

四、主要技術(shù)研究及應(yīng)用

我們認(rèn)為，對系統(tǒng)整體的技術(shù)要求中，最重要的一點是對“系統(tǒng)最大巡檢周期不大于30S”的要求。由于煤礦安全生產(chǎn)環(huán)境、作業(yè)狀況的特殊性，煤礦安全監(jiān)控具有電氣防爆要求、工作環(huán)境惡劣、電磁干擾嚴(yán)重、監(jiān)測對象變化緩慢、控制功能單一和傳輸距離遠(yuǎn)等特點，普遍采用單片機和485總線的方式，其傳輸內(nèi)容為數(shù)據(jù)幀格式，在該方式下，系統(tǒng)巡檢時間就成為煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)指標(biāo)，其決定著系統(tǒng)容量、傳輸距離、數(shù)據(jù)采集時間、控制執(zhí)行時間等系統(tǒng)指標(biāo)，決定系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)格式等系統(tǒng)處理方式。目前的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)多分為設(shè)備層、傳輸層和數(shù)據(jù)處理層，但只要采用一主多從、時分制點名巡檢進行數(shù)據(jù)通訊的傳統(tǒng)方式，不可避免的矛盾是系統(tǒng)測點容量與巡檢時間的限制。設(shè)備層傳感器數(shù)量的增加，帶來的是傳輸屋設(shè)備數(shù)量的同步增加，主站必須逐個對所有分站進行巡檢，導(dǎo)致巡檢周期長、傳輸速度慢、時效性差和聯(lián)動反應(yīng)弱。

目前對提高系統(tǒng)巡檢周期的主要方法：

1、提高系統(tǒng)通訊速率。煤礦監(jiān)控系統(tǒng)通訊速率多為1200、2400和4800bps。但提高系統(tǒng)通訊速率對縮短系統(tǒng)巡檢時間的作用有限，因為提高系統(tǒng)通訊速率帶來的是系統(tǒng)傳輸距離的縮短和抗干擾能力下降，犧牲的是系統(tǒng)的穩(wěn)定性。并且系統(tǒng)傳輸距離的縮短，需要增加通訊中繼設(shè)備，而中繼設(shè)備的運行情況將決定整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不宜采中通訊中繼設(shè)備。所以系統(tǒng)通訊速率的提高，需要根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模及現(xiàn)場安裝情況確定。

2、虛擬主機串口，增加傳輸通道。目前煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)主機多采用一主多從和時分制，通過1到2個傳輸接口與下級設(shè)備進行通訊。增加傳輸通道即將一路通訊擴展到多路通訊，將系統(tǒng)通訊層設(shè)備劃分成多個區(qū)域，每個區(qū)域通過各自獨立的傳輸線路和傳輸接口與系統(tǒng)主機進行通訊。目前該方法的優(yōu)點是對系統(tǒng)設(shè)備改動少、不增加通訊中繼設(shè)備，并且可將系統(tǒng)劃分成多個地理上分離的區(qū)域進行同時巡檢，可以有效地縮短巡檢周期和進行了故障隔離。是目前控制系統(tǒng)巡檢周期的有效手段。

3、采用以太網(wǎng)與RS485轉(zhuǎn)換,增加數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)WEB。

針對目前北皂煤礦成功應(yīng)用井下防爆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，將安全監(jiān)控系統(tǒng)接入工業(yè)以太網(wǎng)，可以實現(xiàn)系統(tǒng)通訊速度質(zhì)的飛躍?；诎踩煽浚⑶揖哂幸欢ㄩ_放性的數(shù)據(jù)庫，對各種監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行有選擇地集成，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式和接口，采用標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議。從而可以通過一個窗口，對整個礦井監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行查看和瀏覽。統(tǒng)一數(shù)據(jù)倉庫，在集成化的數(shù)據(jù)管理中，所有的數(shù)據(jù)是在一個數(shù)據(jù)庫中進行管理，數(shù)據(jù)一旦被輸入，在整個系統(tǒng)中都可以使用。各種圖形、圖像、報表信息都通過統(tǒng)一方式在任何一臺終端統(tǒng)一瀏覽，統(tǒng)一界面。

五、礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展方向

通過對煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用與維護，目前需要改進與提高的方面主要是傳感器的更新與維護，主要體現(xiàn)在傳感技術(shù)的應(yīng)用落后于現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測的需要，傳感器的檢驗滯后于傳感技術(shù)的應(yīng)用。

1、智能傳感器

傳感器具有模塊化的設(shè)計，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和電源等電路的通用，可配接各種不同的傳感組件。當(dāng)用于不同被測物理量時，只需更換傳感組件。同一傳感器還可同時接入多個傳感組件構(gòu)成多參數(shù)傳感器。

具有多種輸出信號制式的智能傳感器可以很方便地接入各種不同結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中，兼容性強。采用電壓或電流輸出時，可接入現(xiàn)場控制器中；采用雙極性不歸零的頻率輸出時，可接入標(biāo)準(zhǔn)分站；采用RS485等總線輸出時，可接入系統(tǒng)通訊線路中，提高傳輸速度。

篇6

2基于CAN總線技術(shù)的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

基于CAN總線技術(shù)的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)共包括三大部分，即煤礦安全監(jiān)控智能決策與管理系統(tǒng)、礦井網(wǎng)關(guān)及多礦井分布式監(jiān)控子網(wǎng)絡(luò)，下文分別進行介紹：

2.1煤礦安全監(jiān)控智能決策與管理系統(tǒng)

煤礦安全監(jiān)控智能決策與管理系統(tǒng)采用實時在線智能管理控制系統(tǒng)—因特摩系統(tǒng)來實現(xiàn)，其將包含了專家系統(tǒng)、智能搜尋器、自動機器翻譯及計算機視覺等技術(shù)的智能系統(tǒng)與因特網(wǎng)、通信技術(shù)、自動化技術(shù)、實時數(shù)據(jù)處理技術(shù)及數(shù)據(jù)庫技術(shù)等結(jié)合在一起，實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的智能監(jiān)控。在煤礦安全生產(chǎn)中應(yīng)用因特摩技術(shù)，可獲取更多事故預(yù)報的私有知識，以起到預(yù)報事故的作用，為安全生產(chǎn)管理者提供更多的參考信息，提高決策管理的針對性，將事故控制在萌芽狀態(tài)。該模塊包括分站監(jiān)控機、主監(jiān)控機及分布式系統(tǒng)，井下數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)采集工作現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)，經(jīng)網(wǎng)關(guān)提交至各分站監(jiān)控機智能決策及管理系統(tǒng)，分站監(jiān)控機分析后，將處理過的信息提交至主監(jiān)控機與服務(wù)器，最終得出相關(guān)決策及措施，對應(yīng)設(shè)備接收到相關(guān)控制信息后做出反應(yīng)，實現(xiàn)礦井安全的智能決策與管理。

2.2礦井網(wǎng)關(guān)

礦井網(wǎng)關(guān)的主要作用是連接以太網(wǎng)及CAN總線。此處采用AT75C220芯片，該芯片具有兩個以太網(wǎng)接口，并具備語音處理功能；該芯片嵌入網(wǎng)關(guān)，CAN總線通過網(wǎng)關(guān)連接以太網(wǎng)，由此可見，該模塊中AT75C220處理器是關(guān)鍵部分。該芯片具有雙MAC以太網(wǎng)端口及橋接器，用于連接以太網(wǎng)，其DSP語音處理功能可在以太局域網(wǎng)中接入電話。CAN控制器選擇菲利浦公司生產(chǎn)的SJA1000、PCA82C250，其支持CAN2.0B通信協(xié)議，可實現(xiàn)對總線的差動發(fā)送及對CAN控制器的差動接收。以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議與CAN協(xié)議的轉(zhuǎn)換是通過AT75C220芯片在網(wǎng)絡(luò)層完成的，并通實現(xiàn)以太網(wǎng)與CAN總線網(wǎng)絡(luò)的通信及互聯(lián)。以太網(wǎng)接收IP包，拆包后取出數(shù)據(jù)，再按照CAN通信協(xié)議重新組成幀，發(fā)送至接入設(shè)備。通過該網(wǎng)關(guān)即可實現(xiàn)CAN總線設(shè)備與以太網(wǎng)的通信。

2.3井下分布式控制子網(wǎng)

井下分布式控制子網(wǎng)是整個煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，其包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、各類控制設(shè)備及報警設(shè)備及分站監(jiān)控機通信系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要作用是對井下生產(chǎn)及工作環(huán)境進行監(jiān)測，獲得原始的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，分站監(jiān)控機通信系統(tǒng)的主要作用是將井下現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)與設(shè)備的運行狀態(tài)信息傳輸至井上。通過單片機、獨立CAN控制器所組成的接口模塊，井下數(shù)據(jù)采集設(shè)備、各類生產(chǎn)設(shè)備、安全設(shè)備、控制設(shè)備及報警設(shè)備等才可實現(xiàn)與CAN總線的通信。井下數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集各安全指標(biāo)模擬量及各個開關(guān)狀態(tài)量后，再通過CAN通信及接口模塊將這些數(shù)據(jù)發(fā)送至CAN總線；此外，通過CAN通信及接口模塊，井下生產(chǎn)設(shè)備及安全保障設(shè)備實現(xiàn)了與CAN總線與現(xiàn)場控制及報警器的連接，以便實時監(jiān)控設(shè)備的運行狀態(tài)。

篇7

將視頻監(jiān)控技術(shù)運用在煤礦安全生產(chǎn)中，可以有效保證生產(chǎn)的安全，視頻監(jiān)控技術(shù)是指利用信息交換、集中及共享等操作，實現(xiàn)將多個功能完善且獨立的系統(tǒng)綜合為有機的整體，實現(xiàn)系統(tǒng)維護以及管理的自動化、軟件界面合成、多種信息集成。信息技術(shù)與計算機生產(chǎn)技術(shù)成為了煤礦智能化生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)。由于當(dāng)前煤礦對安全生產(chǎn)的要求在不斷提升，視頻監(jiān)控技術(shù)也逐漸被廣泛運用在煤礦生產(chǎn)中，當(dāng)前自動化控制系統(tǒng)已逐漸成為煤礦生產(chǎn)設(shè)備運行監(jiān)測、設(shè)備調(diào)控檢測和設(shè)備運行狀態(tài)校正切實有效開展的重要保障。依據(jù)事前設(shè)置的規(guī)則開展網(wǎng)絡(luò)視頻安全控制、危機處理、節(jié)能減排及生產(chǎn)告警等各項工作。

1視頻監(jiān)控技術(shù)

目前煤礦企業(yè)對生產(chǎn)安全有著較高的要求，因此，借助視頻監(jiān)控系統(tǒng)的全新技術(shù)，這樣可以良好控制煤礦的安全生產(chǎn)，實現(xiàn)生產(chǎn)的高效、穩(wěn)定、可靠[1]。視頻監(jiān)控系統(tǒng)有著十分完善的運行日志，可以按類型、時間、設(shè)備、報警等開展有效的統(tǒng)計。設(shè)備時間日志中，用戶能夠監(jiān)控某個設(shè)備的某一時間段內(nèi)的運行狀況，查看該設(shè)備在選定時間段內(nèi)的報警記錄。在事件日志內(nèi)，用戶可以借助日志記錄，詳細(xì)查看該設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)的各種事件，開展綜合分析，如設(shè)備的開啟和關(guān)閉功能是否良好。視頻監(jiān)控測點由于具備信息管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)中用戶只用選擇某設(shè)備或測點，自行設(shè)置上下限、比例變換、語音文件、報警級別、專家意見等多種信息。

2視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

當(dāng)前視頻監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品主要包含兩種類型，分別為數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)及模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)。其中模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)也包含兩種：一是以PC機為主的監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠切換和控制矩陣主機，借助計算機軟件，能針對煤礦的安全生產(chǎn)實行報警及控制，如在煤礦生產(chǎn)中，借助瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)能有效監(jiān)控礦井的瓦斯含量，一旦瓦斯超過了安全定值，系統(tǒng)將自動報警，有關(guān)人員可以及時疏散并處理相應(yīng)的事故；借助以單片機為基礎(chǔ)的監(jiān)控系統(tǒng)，能夠很好地開展監(jiān)控。煤礦電子監(jiān)控系統(tǒng)能夠分成井上光纖部分、井下光纖部分、電視系統(tǒng)及調(diào)度室控制等。在使用中，各種系統(tǒng)能夠?qū)⒕弦约熬碌膶崟r信息傳輸至調(diào)度室，從而管理人員能直接分析礦井的實際狀況[2]。借助電子監(jiān)控系統(tǒng)，能夠全面、及時和準(zhǔn)確管理礦井的安全生產(chǎn)。

3視頻監(jiān)控在煤礦安全生產(chǎn)中的運用

煤礦生產(chǎn)安全包含了很多內(nèi)容，因此，在設(shè)計煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中必須要確保系統(tǒng)具有較強通用性和實用性，在安全生產(chǎn)過程中必須要對整個業(yè)務(wù)開展系統(tǒng)有效的分析，業(yè)務(wù)處理往往十分繁瑣，對此必須要結(jié)合具體的情況及業(yè)務(wù)過程明確具體的算法、參數(shù)等，并且還要規(guī)范相應(yīng)的業(yè)務(wù)流程。及時發(fā)現(xiàn)并及時處理安全生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題。煤礦生產(chǎn)中使用的視頻監(jiān)控涉及的主要操作為：分離正常監(jiān)控視頻信息的監(jiān)控數(shù)據(jù)，保存系統(tǒng)監(jiān)控中必須要監(jiān)控的數(shù)據(jù)和近期數(shù)據(jù)。剝離歷史監(jiān)控數(shù)據(jù)，同時將數(shù)據(jù)導(dǎo)入備份數(shù)據(jù)庫中，隨后在備份監(jiān)控數(shù)據(jù)庫中再重新構(gòu)建監(jiān)控安全系統(tǒng)。實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控生產(chǎn)流程化，具體有效地針對各種種類的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置操作要求及規(guī)范，實時分析所有網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控數(shù)據(jù)和保證網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控資料完善、準(zhǔn)確[3]。不同崗位的視頻檢測熱點可以有效掌握不同網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控流程、信息和進度，班組長要按照監(jiān)控中心的網(wǎng)絡(luò)合理開展監(jiān)控，借助監(jiān)控達(dá)到實時監(jiān)控的目的，顯著提升監(jiān)控工作效率及水平，實現(xiàn)精細(xì)化及人性化監(jiān)控。伴隨視頻監(jiān)控的不斷開展和工作內(nèi)容的不斷增加，監(jiān)測數(shù)據(jù)相應(yīng)的也會不斷發(fā)生各種問題。目前我國的煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)的運行速度并不高，因此，往往會發(fā)生監(jiān)控數(shù)據(jù)查詢超時這一問題。要想切實有效地解決這一問題，必須要在正常視頻監(jiān)控的過程中實現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)和監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)相分離，同時還要將歷史監(jiān)控數(shù)據(jù)分離出來，定期導(dǎo)入設(shè)備監(jiān)控數(shù)據(jù)庫，以此來提升監(jiān)控系統(tǒng)的運行速度。關(guān)于視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)的分離工作，主要是指轉(zhuǎn)換并遷移監(jiān)控數(shù)據(jù)、分析生產(chǎn)監(jiān)控數(shù)據(jù)表、查詢變更信息、查詢生產(chǎn)監(jiān)控、統(tǒng)計相關(guān)信息、核對并查詢?nèi)罩?、確保移動生產(chǎn)安全和查詢報警電話等，進而確保生產(chǎn)安全監(jiān)控有著更好的安全監(jiān)控系統(tǒng)查詢和分析統(tǒng)計功能，而且無需利用眾多監(jiān)控數(shù)據(jù)就能進一步分析煤礦安全生產(chǎn)中的異常數(shù)據(jù)[4]。

4監(jiān)控和通信技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)中的運用

4.1礦用無線通信技術(shù)

為了防止假冒機電設(shè)備運用在煤礦安全生產(chǎn)中，保證煤礦井下生產(chǎn)安全，可以采用基于物聯(lián)網(wǎng)的礦用無線通信技術(shù)。眾所周知，無線傳輸在煤礦井下衰減程度較大，在地面上可以有效運用的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)難以有效運用于煤礦井下，因此，必須要根據(jù)煤礦井下的特點，有效運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。針對礦用物聯(lián)網(wǎng)信息數(shù)據(jù)進行編碼、輸送及整理操作；設(shè)計與研究煤礦用車、人員等多種動靜態(tài)目標(biāo)管理系統(tǒng)；對多數(shù)工作及操作人員設(shè)計人機環(huán)閉鎖系統(tǒng)；針對礦用產(chǎn)品和重大設(shè)備設(shè)計跟蹤系統(tǒng)。隨著科學(xué)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的持續(xù)進步，煤礦井下多種礦用產(chǎn)品及重要設(shè)備都需要利用物聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)實現(xiàn)，并且利用這一技術(shù)來提升生產(chǎn)效率、保障生產(chǎn)質(zhì)量。

4.2礦下人員精準(zhǔn)定位技術(shù)

煤礦是事故多發(fā)的場所，一旦出現(xiàn)煤礦事故必須要及時準(zhǔn)確地對礦下工作人員進行定位，從而對被困人員有一個全面的了解，協(xié)助救助人員開展高效救援[5]。但是全球GPS定位難以全面覆蓋煤礦井下的各巷道，當(dāng)下我國多數(shù)煤礦的井下人員定位技術(shù)使用的是無線射頻識別技術(shù)，該技術(shù)雖然也能對礦下人員展開定位，但是其定位并不十分精準(zhǔn)，難以有效協(xié)助救援工作的開展。因此，必須要有效結(jié)合礦下的具體環(huán)境特點，深入和細(xì)致研究礦井下的網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)及算法，研究與開發(fā)更加精準(zhǔn)的煤礦井下人員定位系統(tǒng)，為礦下工作人員提供更強大的生命安全保障。

4.3全方位傳感技術(shù)

為了能夠?qū)崟r檢測井下瓦斯?jié)舛?，防止瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定值而產(chǎn)生重大煤礦安全事故，要在礦下的各個重要位置布置傳感器。傳感器的大量分布并不會造成安全投入成本的增加，反之還會有效分擔(dān)系統(tǒng)工作。實際系統(tǒng)運行和使用中，可結(jié)合礦井下煤礦采掘具置、巷道風(fēng)速、瓦斯分布的波動等情況來設(shè)計和安置傳感器（如圖2所示），對各種設(shè)備是否吊掛、斷電濃度、報警臨界值等進行監(jiān)測，實現(xiàn)傳感器的大范圍分布，保障煤礦井下工作人員的安全，確保煤礦井下各項工作的順利開展[6]。

4.4礦下生命探測技術(shù)

一旦煤礦井下出現(xiàn)了惡劣的安全事故，借助生命探測設(shè)備可以快速開展搶救，加快搜救速度，盡可能減少人員的傷亡。通常煤礦下的環(huán)境及條件都十分惡劣和復(fù)雜，有些技術(shù)無法被有效運用于礦井下，對此為了更好應(yīng)對出現(xiàn)安全事故后的井下環(huán)境，必須要研發(fā)高效的定位礦井下生命的技術(shù)。這一技術(shù)可以穿透煤礦巖石層，及時掌握并了解礦井下人員的生命情況，借助生命探測技術(shù)，可以最大程度降低事故中的人員傷亡率，切實為礦井下工作人員的安全提供保障。

5結(jié)語

在煤礦視頻監(jiān)控系統(tǒng)和通信技術(shù)不斷發(fā)展的今天，煤礦企業(yè)的工作人員能夠合理運用視頻監(jiān)控系統(tǒng)，加大對煤礦安全生產(chǎn)的監(jiān)管力度，并且借助視頻監(jiān)控系統(tǒng)來杜絕各種不安全行為和因素，極大提升煤礦生產(chǎn)的安全性。

作者:陳麗 單位:六盤水宏通通訊信息有限公司

參考文獻

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篇8

1.前言

隨著煤礦綜合自動化程度的提高，井下網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越廣泛，通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不僅能在井下現(xiàn)場操作各種設(shè)備，同時能在地面實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，而且能在地面實時監(jiān)測各種設(shè)備的運行參數(shù)等，真正實現(xiàn)遠(yuǎn)程綜合自動化系統(tǒng)。

目前國內(nèi)現(xiàn)場的遠(yuǎn)程控制開關(guān)種類比較繁雜，造成系統(tǒng)接人控制總線種類大，給現(xiàn)場應(yīng)用造成困難，我單位目前研制的KDG15A型遠(yuǎn)程控制開關(guān)是KJ95N型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)的配套產(chǎn)品，通過現(xiàn)場總線RS485，用于遠(yuǎn)距離控制設(shè)備的開關(guān)，同時帶有饋電狀態(tài)檢測功能，可反映被控設(shè)備的狀態(tài)。

2.需求及技術(shù)分析

隨著井下自動化程度的提高，井下各種設(shè)備的控制及監(jiān)控系統(tǒng)，可以挪移到地面控制中心，實現(xiàn)集中控制，減少了人工系統(tǒng)，例如井下中央水泵房排水系統(tǒng)，當(dāng)水倉達(dá)到井下警戒水位后，必須及時開啟井下水泵向地面排水，這時就要逐一開啟相應(yīng)的設(shè)備，例如首先把相應(yīng)管路的閥門開啟到位，并需監(jiān)測閥門是否開啟到位；然后開啟真空泵向主排水泵抽真空，確保真空后，再開啟主排水泵，這樣的一系列操作必須在現(xiàn)場安裝遠(yuǎn)程控制開關(guān)。

又例如井下的皮帶機控制系統(tǒng)，由于井下皮帶系統(tǒng)可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離運輸，皮帶機路線長，但皮帶機系統(tǒng)根據(jù)煤礦安全規(guī)程要求必須安設(shè)溫度保護、速度保護、煙霧保護、跑偏保護、滿煤保護、沿線緊急停車、縱撕保護等8大保護系統(tǒng)，這幾大保護如何在遠(yuǎn)距離實現(xiàn)，必須在現(xiàn)場安裝遠(yuǎn)程控制開關(guān)。

因此遠(yuǎn)程控制開關(guān)的應(yīng)用在煤礦現(xiàn)場中非常廣泛，我單位根據(jù)目前煤礦的具體現(xiàn)狀，結(jié)合煤礦必須具備的六大系統(tǒng)中的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，綜合分析后決定研發(fā)KDG15A型遠(yuǎn)程控制開關(guān)，并選擇RS485現(xiàn)場總線，方便接入目前常用的KJ95N型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)，給用戶提供了方便可靠的遠(yuǎn)程控制開關(guān)。

3.KDG15A型遠(yuǎn)程控制開關(guān)硬件設(shè)計

3.1 CPU控制器的選型

3.2 系統(tǒng)電源的設(shè)計

KDG15A型遠(yuǎn)程控制開關(guān)考慮到要搭接KJ95N型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)，由于KJ95N型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)中具有9-18直流電源電壓，只需在內(nèi)部簡單增加電源濾波以及相應(yīng)5V、3.3V LM1117-3.3和1.8VLM1117-1.8型電源轉(zhuǎn)換就可以了，在此不在啰嗦。

3.3 抗干擾電路的設(shè)計

3.4 RS485電路的設(shè)計

數(shù)據(jù)處理及控制程序，任務(wù)啟動后，首先判斷是否有上位機發(fā)送的控制命令，如果有控制命令，根據(jù)上位機控制命令分別對端口進行控制，如無控制命令對所有端口進行監(jiān)測，監(jiān)測完成后將監(jiān)測結(jié)果存儲到相應(yīng)位置。

5.結(jié)論

本文根據(jù)井下現(xiàn)場綜合自動化的需求簡單介紹了KDG15A型遠(yuǎn)程控制開關(guān)設(shè)計，該控制開關(guān)系統(tǒng)設(shè)計簡潔，方便搭接KJ95N型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)，為井下煤礦綜合自動化提供了很好的搭建平臺。該KDG15A型遠(yuǎn)程控制開關(guān)已在我公司投入生產(chǎn)并依法取得防爆合格證和MA煤礦安全許可證，已投入到各個礦物局使用，并取得了很好的口碑。

參考文獻

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篇9

中圖分類號：TP：文獻標(biāo)識碼：A：文章編號：1673-9671-(2012)022-0106-01

1煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀及分析

1.1當(dāng)前煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中存在的問題

監(jiān)控系統(tǒng)在我國煤礦開采中的應(yīng)用較晚，從20世紀(jì)80年代初期開始，我國逐步引進了煤礦的安全監(jiān)控系統(tǒng)，并實現(xiàn)了在實際中的應(yīng)用。在引進過程中，有關(guān)科技人員結(jié)合我國的具體情況，對引進的監(jiān)控系統(tǒng)做了科學(xué)的改良，在實現(xiàn)煤礦的安全生產(chǎn)方面發(fā)揮了積極地作用。監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦的使用雖然在一定程度上改善了煤礦安全技術(shù)裝備落后狀況，有效防止了各種安全事故的發(fā)生，但是該系統(tǒng)在使用中依舊存在一些問題。

1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理與通信方式不規(guī)范。

2）信息交換以及通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。當(dāng)前煤礦的安全監(jiān)控系統(tǒng)所使用的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議以及數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)都由廠商自行規(guī)定，由于生產(chǎn)者的技術(shù)性保護，導(dǎo)致不同的監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)都不一致，相互之間不兼容，各種應(yīng)用軟件無法共享。

3）兼容性差。系統(tǒng)在設(shè)計中，沒有充分未考慮不同煤礦電氣設(shè)備的兼容和不同傳感器的兼容。

4）資源的浪費。系統(tǒng)在設(shè)計過程中投入了大量的人力、物力、財力，若是相應(yīng)的分站不具備可擴展性，就會造成對資料的浪費。

1.2安裝煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的必要性分析

在井下的采煤作業(yè)過程中，有很多災(zāi)害性事故的發(fā)生是難以預(yù)料的，形成這些事故的原因主要有以下幾點。

l）煤礦開采的自然條件差，容易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

2） 預(yù)防災(zāi)害的措施不完善，災(zāi)害的防御系統(tǒng)不夠健全。

3）安全生產(chǎn)管理的科學(xué)性不強，現(xiàn)有的管理機制難以滿足煤礦發(fā)展的需要。

4）科學(xué)基礎(chǔ)薄弱，以粗放的經(jīng)濟增長方式為主。

5）安全技術(shù)基礎(chǔ)較差，煤礦開采缺乏先進技術(shù)支持。

6）經(jīng)濟投入不足，經(jīng)費支出困難。

7）職工素質(zhì)參差不齊，臨時工、輪換工較多，職工安全意識差。

由此可見，對煤礦的生產(chǎn)作業(yè)進行監(jiān)控是十分必要的。

2目前先進的煤礦檢測技術(shù)的優(yōu)點

由于計算機技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)的廣泛使用，使得先進的監(jiān)控技術(shù)在煤礦的生產(chǎn)中也得到了大力的應(yīng)用，這些技術(shù)的優(yōu)點包括以下幾

方面。

1）傳感器就地斷電功能。傳感器的就地斷電中使用的是智能型傳感器，并且通過中心分站控制，實現(xiàn)了雙重斷電方式，瓦斯斷電報警時，智能傳感器將斷電的報警信號傳輸?shù)皆O(shè)備，從而提高了斷電系統(tǒng)的反應(yīng)靈敏度，提高了報警系統(tǒng)的可靠性。特別是高瓦斯礦井和有瓦斯突出危險的掘進開采過程中，使用智能型瓦斯傳感器進行就地斷電，可有效的防止瓦斯爆炸事故的發(fā)生。

2）在線瓦斯?jié)舛刃Ｕb置。設(shè)備成本低、人工成本高是人工氣樣校正的優(yōu)點。在線氣樣校正法中的自動校正裝置的應(yīng)用，具有定期的通氣校驗，并不需要專職人員進行監(jiān)控系統(tǒng)的操作，雖然成本相對較高，但實用性更強。

3）現(xiàn)場總線的應(yīng)用?，F(xiàn)場總線在煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用具有十分明顯的優(yōu)勢。現(xiàn)場總線通過數(shù)字通訊方式，以多種介質(zhì)開展雙向的多點通信模式，由此可根據(jù)不同的地點不同的特征選擇不同的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。此外，現(xiàn)場總線是開放式的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使用的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，具有良好的擴展性和兼容性，對使用的用戶透明，從而使不同的監(jiān)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家能接入統(tǒng)一通信網(wǎng)絡(luò)。

4）數(shù)字通訊方式。使用國際標(biāo)準(zhǔn)的IP尋址方式―TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議和傳輸層的TCP協(xié)議構(gòu)成，同時實現(xiàn)了管理信息網(wǎng)絡(luò)建立無縫連接。實現(xiàn)多個子系統(tǒng)的互連，可在不同的通信需求選擇不同的通信協(xié)議，在需要互動、互為約束的系統(tǒng)中采用對等的通信協(xié)議；而在集中控制、無關(guān)聯(lián)子系統(tǒng)時，可考慮采用主從通信

協(xié)議。

5）與生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的互動和網(wǎng)絡(luò)整合。

3煤礦監(jiān)控系統(tǒng)軟件的應(yīng)用

隨著計算機軟硬件技術(shù)、電子技術(shù)的迅猛發(fā)展和企業(yè)對監(jiān)控系統(tǒng)要求的持續(xù)變化和發(fā)展的需要，國內(nèi)各主要科研單位和生產(chǎn)廠家又相繼推出了一系列監(jiān)控系統(tǒng)，包括基于CAN，DCS，F(xiàn)B，PLC的監(jiān)控系統(tǒng)，以及MSNM、WEBGIS等，具有綜合化和數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測管理系統(tǒng)。本論文主要討論的是基于CAN總線的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)軟件。

CAN能夠有效地支持具有很高安全等級的分布式實時控制。CAN的應(yīng)用范圍廣，從高速的網(wǎng)絡(luò)到低價位的多路接線都適用。

現(xiàn)場總線CAN的特點：

l）工業(yè)級現(xiàn)場總線達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)，可靠傳輸，實時傳輸效率高。

2）單條總線最多可接110個節(jié)點，并能實現(xiàn)便捷的節(jié)點擴充。

3）具有較遠(yuǎn)的傳輸距離和傳輸速率。

4）總線上各節(jié)點具有同等的低位，不分主從，可傳輸突發(fā)數(shù)據(jù)。

5）出現(xiàn)錯誤的N節(jié)點將自動關(guān)閉同時自動切斷與總線的聯(lián)系，不對整體的通訊造成影響。

6）報文為短幀結(jié)構(gòu)同時通過硬件CRC校驗，受干擾的概率較小，數(shù)據(jù)出錯率極低。

7）未成功發(fā)送的報文，硬件可實現(xiàn)自動送，具有很高的輸出可靠性。

8）CAN一bus總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，性價比極高。

9）通訊介質(zhì)可用普通的雙鉸線、同軸電纜或光纖等。

10）具有硬件地址濾波功能，可簡化軟件的協(xié)議編制。

煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中的CAN總線的應(yīng)用，提高了監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。同時也在一定程度上延長了系統(tǒng)的有效距離。實現(xiàn)了系統(tǒng)節(jié)電數(shù)的擴充，提高通訊系統(tǒng)的實時效果，使煤礦的管理人員以及主要控制設(shè)備人員及時了解煤礦開采中的顯示狀況，有效發(fā)現(xiàn)安全隱患，從而有效防止安全事故的發(fā)生。與RS-485通訊方式相比較而言， CAN總線能夠完全取代RS網(wǎng)絡(luò)，從而構(gòu)建一個具有高可靠性、遠(yuǎn)距離、多節(jié)點、多主方式的設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)。現(xiàn)場總線CAN-bus可以直接采用與RS-485相同的傳輸線纜、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。煤礦井的生產(chǎn)和開采環(huán)境較為復(fù)雜，同時還具有多種電磁干擾，因此在煤礦監(jiān)測分站的CAN總線接口還應(yīng)進行防雷保護。

4煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

煤礦監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)測煤礦井下的安全參數(shù)，實時分析與處理監(jiān)測參數(shù)，在煤礦地面調(diào)度中心顯示監(jiān)測結(jié)果，實現(xiàn)了分散監(jiān)測，集中顯示與處理檢測到參數(shù)，便于實時了解井下的環(huán)境的狀況，實現(xiàn)對煤礦井下工作環(huán)境，以及煤礦生產(chǎn)設(shè)備的實時監(jiān)控，為煤礦安全保駕護航。本文分別從監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)、監(jiān)控單元微控制器、監(jiān)控單元與遠(yuǎn)程計算機通信方式、監(jiān)控單元與現(xiàn)場設(shè)備間通信網(wǎng)絡(luò)等方面重點介紹了煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計方案。

煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)是由通信鏈路、中央集中控制室和監(jiān)控單元三個部分構(gòu)成。在煤礦的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，起到重要作用的是監(jiān)控單元，通過監(jiān)控單位可以監(jiān)控整個系統(tǒng)。一方面，監(jiān)控單元對煤礦生產(chǎn)設(shè)備設(shè)備實時采集和整理；另一方面，對監(jiān)控點收集到的數(shù)據(jù)進行管理，并將系統(tǒng)中的實時數(shù)據(jù)傳輸給遠(yuǎn)程計算機。同時，監(jiān)控單元也接收遠(yuǎn)程計算機發(fā)送過來的指令，對監(jiān)控內(nèi)容進行調(diào)整。

監(jiān)控單元微控制器的設(shè)計：監(jiān)控單元微控制器采用 SAMSUNG 公司的 S3C44B0X處理器，由于SAMSUNG公司的S3C44B0X 在現(xiàn)場總線上使用并行機制和存儲器等特點，在一定程度上降低了指令周期，提升了系統(tǒng)的運行速度，具有很強的數(shù)據(jù)運算處理能力和控制能力，實現(xiàn)了對煤礦監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實時采集和處理，并且SAMSUNG公司的S3C44B0X 微控制器具有較高的集成程度， 具備異步串行通信接口，可實現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程通信，同時也使系統(tǒng)整體性能和集成性得到了提高，使系統(tǒng)更為適應(yīng)于煤礦生產(chǎn)的使用需求，也更為安全可靠。

點對點通信是監(jiān)控單元和遠(yuǎn)程計算機的通信方式，期間的傳輸通道可為電纜、電話線、光纖通道、互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等。

5結(jié)束語

在煤礦生產(chǎn)作業(yè)過程中，監(jiān)控系統(tǒng)有著舉足輕重的地位，它不僅是煤礦礦井安全生產(chǎn)的重要保障，也是保護煤礦工人生命安全的重要措施。隨著自動化的飛速發(fā)展，相信有關(guān)人員在今后能夠研究出更好的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)軟件，為我國煤礦行業(yè)的發(fā)展保駕護航。

參考文獻

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篇10

多管齊下，以職業(yè)教育的方式做好學(xué)員的培訓(xùn)工作要做好培訓(xùn)，必須從培訓(xùn)制度、培訓(xùn)方法、培訓(xùn)過程和培訓(xùn)考核等多方面加強思考和組織，針對不同培訓(xùn)群體、根據(jù)不同培訓(xùn)條件、采用不同培訓(xùn)方案，以期取得更好培訓(xùn)效果。

嚴(yán)格制度，從機制上促進企業(yè)和學(xué)員重視培訓(xùn)工作

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)作為集電子、計算機與網(wǎng)絡(luò)、煤礦技術(shù)與安全技術(shù)于一體的新興技術(shù)，本身就具有較強的技術(shù)性，其維護與應(yīng)用應(yīng)該有專門的、具備該項技術(shù)能力的工程師擔(dān)任。為此，煤礦安全主管部門應(yīng)對煤礦企業(yè)在煤礦安全監(jiān)控技術(shù)方面的人才有強制性要求，促進企業(yè)派送員工參培的積極性。承擔(dān)培訓(xùn)任務(wù)的學(xué)校應(yīng)建立完善的培訓(xùn)制度，包括學(xué)員的考核制度、考勤制度、培訓(xùn)教師任職及評價制度等，并嚴(yán)格執(zhí)行，從學(xué)校的角度保證培訓(xùn)的質(zhì)量。

淡化理論，基礎(chǔ)技術(shù)知識以應(yīng)用為準(zhǔn)，以夠用為度

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)從技術(shù)實質(zhì)上看龐大而復(fù)雜，本身掌握不容易，同時由于學(xué)員普遍文化水平低，培訓(xùn)中過多地加入技術(shù)細(xì)節(jié)反而容易引起學(xué)員反感，影響培訓(xùn)效果。所以，在理論知識培訓(xùn)方面，主要講清楚要實現(xiàn)的目的，以及為實現(xiàn)此目的采用的技術(shù)手段即可，為其后內(nèi)容分塊培訓(xùn)打下基礎(chǔ)。據(jù)此，從《煤礦安全規(guī)程》關(guān)于安全監(jiān)控部份入手，從《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求》、《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范》等法規(guī)的初步了解，著重講清楚法律法規(guī)規(guī)定要做什么，規(guī)定了什么內(nèi)容等，為設(shè)備的安裝設(shè)置奠定理論依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求，大致講解煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的基本構(gòu)成、基本設(shè)備特性、計算機及網(wǎng)絡(luò)基本知識等，使學(xué)員建立煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的整體框架。

采用工作教練法，通過理論實踐一體化培訓(xùn)模式促進學(xué)員掌握煤礦安全監(jiān)控技術(shù)運用能力

工作教練法用于技能培訓(xùn)是行之的效的方法。煤礦技術(shù)人員普遍存在文化水平低、基礎(chǔ)理論知識差等現(xiàn)象。常規(guī)的培訓(xùn)模式過多注重系統(tǒng)性，理論過多，學(xué)員的學(xué)習(xí)環(huán)境主要在課堂，學(xué)員容易失去興趣，使培訓(xùn)效果大打折扣。而對于煤礦監(jiān)控系統(tǒng)來講培訓(xùn)的目的更在于讓學(xué)員掌握實際的技能，掌握安全監(jiān)控系統(tǒng)的部署、安裝、調(diào)試、維護等內(nèi)容，所以從成人學(xué)習(xí)的心理、學(xué)習(xí)目的和效果上，必須采用工作教練法以加強實際工作能力的訓(xùn)練。為適宜應(yīng)用工作教練法，必須對培訓(xùn)內(nèi)容進行分解，使之覆蓋所有的培訓(xùn)內(nèi)容、適合部份課堂學(xué)習(xí)和完成、保證各部份相對獨立而又能保證前后之間的有機聯(lián)系。針對煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的實際應(yīng)用情況，建議整個系統(tǒng)劃分成以下九個部份教學(xué)。培訓(xùn)課程從宏觀上以“總-->分-->總”的模式設(shè)計。在學(xué)員了解國家和行業(yè)有關(guān)要求的基礎(chǔ)上，以圖示方式介紹煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)，初步認(rèn)識煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的整個構(gòu)成。然后根據(jù)功能和日常應(yīng)用劃分教學(xué)塊，并以實踐方式邊學(xué)邊做。在掌握以上內(nèi)容的基礎(chǔ)上，最后連接整個應(yīng)用系統(tǒng)。

基于過程和結(jié)果的實踐考核模式，有力提升學(xué)員實際工作能力考核方式直接影響學(xué)員的學(xué)習(xí)投入和認(rèn)真程度。為達(dá)到學(xué)員掌握煤礦安全監(jiān)控高校集中培訓(xùn)，到科研和生產(chǎn)單位現(xiàn)場鍛煉，到新技術(shù)裝備生產(chǎn)廠家現(xiàn)場學(xué)習(xí)等途徑，從而提高師資隊伍的專業(yè)水平。

完善師資結(jié)構(gòu)，組建兼職師資隊伍

我國鐵路由普通和提速鐵路向高速鐵路快速發(fā)展，由傳統(tǒng)設(shè)備向先進設(shè)備快速轉(zhuǎn)變，這就要求廣大干部職工必須下功夫?qū)W習(xí)新技術(shù)新知識，對新技術(shù)新設(shè)備必須盡快熟悉掌握。為了適應(yīng)大規(guī)模新技術(shù)培訓(xùn)需要，在專職師資嚴(yán)重不足的新形勢下，完善師資結(jié)構(gòu)組建兼職師資隊伍已是大勢所趨，兼職師資成為完成培訓(xùn)任務(wù)不可或缺的力量。從生產(chǎn)一線引進，嚴(yán)把兼職教師挑選關(guān)。挑選具有熟練技術(shù)、高超的技藝、較為精深的專業(yè)知識、擁有良好心理素質(zhì)和職業(yè)道德的工程技術(shù)人員、管理人員和能工巧匠做為兼職教師。他們善于結(jié)合自己的工作實踐在培訓(xùn)中合理選擇教材內(nèi)容活學(xué)活用，結(jié)合自己有效地工作方法和成功經(jīng)驗創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，介紹專業(yè)知識和實踐經(jīng)驗供學(xué)員分享和思考。加強專兼師資間交流。專兼職師資之間取長補短，相互交流。專職師資課堂教學(xué)經(jīng)驗豐富，但對一些新知識缺乏更新；兼職師資大多來自一線，掌握著新技術(shù)新設(shè)備的更新，但缺乏課堂教學(xué)經(jīng)驗。根據(jù)這種情況，基地采取讓專職教師堅持跟蹤聽課學(xué)習(xí)的措施，及時對兼職教師的授課情況進行評教分析，交換意見，增進交流。此外，每周五召開專兼職教師交流會，對本周教學(xué)情況和一些相關(guān)學(xué)科的要點難點進行分析探討。兼職教師的授課水平很快得到提高，專職教師也對一些新的專業(yè)領(lǐng)域有了認(rèn)識，一舉兩得。總而言之，積極構(gòu)建培訓(xùn)項目體系，滿足特定培訓(xùn)需求、提高培訓(xùn)對象的技能水平和應(yīng)急處置能力，積極開發(fā)培訓(xùn)項目，滿足各種專業(yè)培訓(xùn)的需求；完善實訓(xùn)設(shè)施設(shè)備，按照“注重功能、適度超前、設(shè)備配套、資源共享”的原則，完善實訓(xùn)設(shè)施設(shè)備配置規(guī)劃；提高師資隊伍素質(zhì)，有計劃地組織教師到生產(chǎn)一線跟班學(xué)習(xí)、掛職鍛煉，選派骨干教師參與新課題研究、新項目開發(fā)，加強師資隊伍建設(shè)，為提高教育培訓(xùn)質(zhì)量提供保證。

創(chuàng)建良好的教學(xué)環(huán)境