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全礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研制

2005/9/14 11:30:11       
摘要 研究了構(gòu)建某礦全礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方法及其使用的關(guān)鍵技術(shù)。
  主題詞 煤礦 監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 系統(tǒng)軟件 集中檢測(cè)

Development of Mine Wide Monitoring System for Safety and Production

Hua Gang Zuo Ming Hu Yanjun
College of Information and Electric Engineering, CUMT.(Xuzhou 221008)

  Abstract The author here studies mine wide safety and production monitoring system in a coal mine with its construction method and key technology employed.
  Key words coal mine monitoring system system software centralized monitoring

  隨著時(shí)代的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,越來越多的煤礦或多或少的都配置了各種監(jiān)測(cè)系統(tǒng),如環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng),束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng),核子秤計(jì)量系統(tǒng),電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等,這些系統(tǒng)的運(yùn)行,為保證礦山的正常生產(chǎn)起了重大作用。然而,由于歷史及技術(shù)的原因,這些系統(tǒng)都分散在各個(gè)相關(guān)職能部門,使礦領(lǐng)導(dǎo)和調(diào)度室無法及時(shí)全面地掌握全礦井實(shí)時(shí)的工作狀態(tài),迫切需要把這些系統(tǒng)集合起來,建立起全礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。而采用系統(tǒng)集成方法則是解決這一問題的關(guān)鍵。即是把已配備的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng),束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng),核子秤計(jì)量系統(tǒng),電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等作為全礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的各個(gè)部件有機(jī)地組合起來。使之組成全礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。集成后的系統(tǒng)應(yīng)具備:所有子系統(tǒng)的信息可以在所組成網(wǎng)絡(luò)的各工作站上共享;提供一套完整的軟件系統(tǒng),以適應(yīng)系統(tǒng)的變化;建立全礦安全生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)。

1 某全礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

  根據(jù)煤礦各種檢測(cè)系統(tǒng)分別配置的現(xiàn)狀,建立全礦井生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的唯一可行的方法,是在礦一級(jí)建立計(jì)算機(jī)局域網(wǎng),通過為各種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)相應(yīng)的接入設(shè)備,將各系統(tǒng)在礦計(jì)算機(jī)網(wǎng)的層次上統(tǒng)一起來,即構(gòu)成圖1所示的系統(tǒng)。

t22-1.gif (7391 bytes)

圖1 某礦全礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

2 全礦井監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一表示

  通過與各子系統(tǒng)開發(fā)廠商聯(lián)系,將各子系統(tǒng)連入我們構(gòu)建的局域網(wǎng),并在服務(wù)器上生成各自的數(shù)據(jù)和配置文件,接著為方便對(duì)數(shù)據(jù)的瀏覽和統(tǒng)計(jì)分析,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一編碼。通過分析各種檢測(cè)系統(tǒng)所檢測(cè)的參數(shù),可以得出如下結(jié)論:
  (1) 所檢測(cè)的參數(shù)不外以下3類(工業(yè)電視圖象除外):模擬量,開關(guān)量,記數(shù)量(開關(guān)量的開停次數(shù),核子秤的計(jì)量等)。
  (2) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
  我們用以下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示配置:
  struct cfg {
    int pointnum;     /*點(diǎn)號(hào)*/
    char varclass;    /*變量類型*/
    char location[40]; /*傳感器安裝地點(diǎn)*/
    char unit[10];   /*檢測(cè)參數(shù)的單位*/
    float k1;     /*比例系數(shù)*/
    float k2;     /*偏移量*/
        }
  也可以根據(jù)以上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)庫,用以下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示數(shù)據(jù):
  struct data{
    int pointnum;/*點(diǎn)號(hào)*/
    float da;  /*數(shù)據(jù)*/
      }
  不同的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有不同的點(diǎn)號(hào),如1~1000點(diǎn)為環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)專用,1001~1100點(diǎn)為核子秤系統(tǒng)專用等。

3 數(shù)據(jù)共享方法

  在網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)共享方法有兩種:
  (1) 文件共享 即在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上建立共享的數(shù)據(jù)文件和系統(tǒng)配置文件,供全網(wǎng)絡(luò)用戶共享數(shù)據(jù),這種方法編程簡(jiǎn)單,使用方便,但當(dāng)網(wǎng)上工作站較多時(shí),將使網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)加重,訪問速度明顯減慢。
  (2) 數(shù)據(jù)的網(wǎng)上廣播 即在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上建立數(shù)據(jù)文件和系統(tǒng)配置文件的同時(shí),利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的廣播技術(shù)將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送到各個(gè)工作站。使用廣播方式廣播一次數(shù)據(jù),網(wǎng)上所有工作站同時(shí)都將收到數(shù)據(jù),網(wǎng)上數(shù)據(jù)的傳輸量相對(duì)減少,實(shí)時(shí)性強(qiáng)。因此,廣播通信現(xiàn)在使用的越來越廣泛,對(duì)于每次數(shù)據(jù)量不大,且不斷重復(fù)的檢測(cè)系統(tǒng),廣播方式是很適合的。
  在系統(tǒng)研制中,為減少網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量,提高整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性,配置以數(shù)據(jù)庫方式存放在服務(wù)器上,而數(shù)據(jù)除以數(shù)據(jù)庫方式存放外,還以廣播方式向全網(wǎng)發(fā)布。

4 數(shù)據(jù)的顯示

  全礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來自各子系統(tǒng),不同用戶所感興趣的內(nèi)容也不盡相同,并且其感興趣的內(nèi)容也會(huì)不斷改變。要適應(yīng)用戶的這種需求,必須提供這樣一種軟件,它能夠根據(jù)用戶的要求生成各種用戶的顯示界面,即該軟件是一種工具,稱為組態(tài)軟件,組態(tài)的種類很多,本系統(tǒng)中只涉及其中的顯示組態(tài)。即把數(shù)據(jù)用動(dòng)態(tài)形象的方法展現(xiàn)出來。為此,我們專門開發(fā)了工程師組態(tài)編輯軟件和客戶組態(tài)瀏覽軟件。
  軟件系統(tǒng)的構(gòu)成如圖2所示。

t23-2.gif (7685 bytes)

圖2 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖

  服務(wù)器上運(yùn)行系統(tǒng)集成軟件,其主要功能是集成各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和配置文件,形成全礦井統(tǒng)一的配置庫和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫,并將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)從網(wǎng)上發(fā)送出去。
  網(wǎng)上的工作站點(diǎn)根據(jù)使用者不同分成兩類,即負(fù)責(zé)維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的工程師站和一般客戶站點(diǎn)。
  在工程師站上,我們運(yùn)行自主開發(fā)的工程師組態(tài)編輯軟件。通過該軟件,工程師可以為不同的用戶組織不同顯示畫面,以滿足不同用戶的需求。
  在一般客戶站點(diǎn),運(yùn)行組態(tài)瀏覽軟件,顯示工程師為其組織的不同畫面。
  該系統(tǒng)經(jīng)過一年的實(shí)際運(yùn)行,證明此方案可行,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

作者簡(jiǎn)介:華 鋼,男,1963年生。1991年畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué),碩士,現(xiàn)為該校的博士研究生,講師。長(zhǎng)期從事監(jiān)控系統(tǒng)、工控組態(tài)軟件及圖形圖象傳輸?shù)确矫娴难芯抗ぷ,曾發(fā)表論文10余篇。

作者單位:華鋼 左明 胡延軍。ㄖ袊(guó)礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院(徐州 221008))

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