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中图分类号:TD76 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)03-0100-03
我国是世界煤炭生产大国,占世界煤炭总产量的31%,但在煤矿生产过程中,我国煤矿死亡的人数却占世界煤矿死亡人数的60%以上。可见,解决煤矿生产中的安全问题,已是煤矿生产中所要研究的重要课题。
在煤矿生产中运用安全生产监控系统可以确保煤矿生产过程中的安全,因此安全监控系统有“煤炭安全卫士”的称号。安全监控系统以“安全第一,预防为主”为生产方针,通过对井下生产情况的实时监控来保证煤矿生产在安全的状态下进行。它在保证人员安全的情况下,还能够提高煤矿企业的效益。
1 安全生产监控系统
安全生产监控系统采用的是信号采集、计算机监控和数据通信的系统,以模板化设计思想来对硬件电路和软件程序的各个子系统进行设计。针对监控系统硬件部分,本文主要从硬件系统的组成和主要模板的电路来对其进行介绍。
为了实现快速的远距离数据的传输,安全生产监控系统采用MSP430F135的微控制芯片和MAX1480B数据通信接口电路;CH451专用芯片能够通过串行接口的键盘显示使得安全生产监控系统具有实时数据、历史数据和显示各种状态图以及状态表的功能。对于硬件部分的介绍,以实时电路图对各个电路进行了详尽的分析,主要包括数据的显示电路,电源的转换电路、采集信号的输入电路以及输出电路。
由于简便线路连接的硬件系统,使安全监控系统在恶劣的环境下依然能够工作,并以良好的通用性,广泛地应用在煤矿生产的过程中。
对于安全监控系统的软件部分,我们从以下几个方面进行概述:
(1)通过数据编码和数据通信技术对数据进行计算、判定以及声光的报警,并在非本质安全电路的情况下进行断电控制,从而保证煤矿生产在安全的状态下进行。
(2)在实时监控的同时,还能够对模拟量和数字量进行记录,通过查看“模拟量实时数据监测表”和“数字量实时数据监测表”的报警记录以及断电记录,得到第一手的安全资料。
(3)通过“工作现场”界面实时观测,能够看到动态的工作现场,以更加直观的角度来对报警位置和断电位置进行全方位的了解。
(4)安全生产监控系统以远程控制、异步控制和就地控制的方式入手,来对断复电进行控制,使得事故发生的几率降到最低。
本安全生产监控系统集模块化设计思想、研发周期短、可拓展性强、移植安装方便、维护简便等优点于一身,使得今后在对系统进一步修改和添加的时候更为简便。
2 安全生产监控技术应用的现状
针对我国煤矿计算机监测系统发展时间较短的现状,以传感器、断电仪、载波机、传输线路、计算机和模拟调度盘组成了初期的煤矿安全生产监控系统。
为了能够推进我国煤炭工业发展的现代化脚步,我国不少煤矿井通过引进外国的煤矿安全监控系统来确保煤矿的安全。但是该系统在为煤矿安全发挥巨大作用的同时,还是存在着很多的问题。
在引进外国先进的煤矿安全生产监控系统的同时,我国也在借鉴外国先进技术的基础上,来自行研制开发属于我国自己的KJ4、KJ22、KJ95、KJ66等先进的安全生产监控系统。KJ66安全生产监控系统诠释我国现在监控系统在煤矿领域的发展水平。
地面中心站、井下工作站、各种种类的传感器、各种种类的执行器和断电的设备是安全生产监控系统的组成部分。
安全生产监控系统的地面中心站是通过KJ66主机、KCT3调制解调器、网络XD510图形终端、多媒体工作站、模拟盘、网络服务器、集线器和KJ66等部分,来对井下现场环境参数和生产所使用的设备进行监测;对数据的核子秤计量进行采集和处理;对井下瓦斯的含量进行监测。
安全生产监控系统井下工作站是以安型分站、隔爆兼本安型电源和传感器等部分来对矿井中的瓦斯、一氧化碳、温度、风速和皮带开停进行监测。一方面,向地面中心站传送所检测的各种参数、状态。另一方面,接受地面中心站对矿井的各种指令。工作站还能够在井下发生危险的第一时间发出警报和断电信号。
安全生产监控系统的传感器能配接频率型、智能型、电流型、电压型和触点型等类型的信号。
安全生产监控系统的断电仪主要是对断电控制和断电开关的各项状态进行实时的监控,进而向地面中心站反馈。
安全生产监控系统的工业电视部分由前端摄像部件、网络、中央控制机柜、多媒体工作站、调度显示屏和多媒体工作站组成。其主要用于完成对主、副并绞车房,采区工作面,变电所,皮带机头等重要的监控部分进行监视,以同轴电缆传输、同轴电缆与光缆混合传输、光缆传输三种形式通过摄像机输出。
3 安全生产监控技术应用的目的
煤矿安全生产问题一直是煤矿生产中的最为重要的问题。为了能够让煤矿生产有一个快速、廉价、标准和高效的安全方案,通过使用煤矿安全生产监控系统可有效对井下的甲烷、一氧化碳进行实时的监控,当它们的浓度超标时进行报警;在地上的工作站就能了解到井下的电压电流、设备开停等的具体情况;把井下发生的状况实时进行数据的传输,通过对这些数据的分析,能够及时地进行问题的处理,从而达到保护井下工人安全的目的,同时还能够降低煤矿主的损失。
4 安全生产监控技术应用的发展方向
随着信息技术的飞速发展,人们在各个领域都开始通过引入宽带网和多媒体的相关技术来提高工作效率。
4.1 监控系统的监控主机
随着监控主机的不断发展,速度也更加快捷了,再结合完善的网络功能,电视监控图像的处理也有了进一步的提高。在声、像相结合的监控中,运用了多媒体的监控系统。
4.2 监控系统的井下分站
在电子技术不断发展的今天,必然能够在技术不断发展中来降低价格,减少体积和重量。
4.3 监控系统的传感器
在新元件层出不穷的今天,传感器的寿命也会越来越长,智能化程度也会越来越高,功能和便捷性也会进一步地提高,也会缩小其体积和降低耗电量。现阶段的传感器已经能够进行联网了。计算机通信技术的不断发展,为在矿井安全生产监控系统中应用数字宽带网提供了条件。现在国内正在为去除井下分站,使地面控制中心能够直接接受井下传感器的数据进行研究。
4.4 监控系统的信号传输技术
通过将光纤技术引入到矿井安全生产监控系统的方法,来对机电设备电磁的干扰和系统遭雷击的现象进行根除,使系统更加的稳定。
4.5 监控系统的网络化管理
虽然计算机网络系统在本矿井进行了应用,实现了本矿井信息的共享,但是外界的信息还是没有联系起来。若网络化的管理系统把各个生产矿井、矿物局联系在一起,就能够形成一个完整的煤炭系统,使得煤炭的资源得到共享。
4.6 监控系统的灾害预测预报
对瓦斯和一氧化碳等有危害性的气体含量骤然升高的前期能够进行预报,使得系统更具智慧性,提高了矿井的安全性。
在科学技术不断发展的今天,我们在发展煤矿安全生产监控系统的时候要加强先进的科学技术,来提高煤矿生产过程中的安全性,在确保工人生命安全的同时,还能够降低煤矿主一些不必要的损失,在“早发现,早处理”的原则,煤矿安全。通过不断的完善和进步,对煤炭安全生产监测系统进行研究。
参考文献
[1] 牛世卫.煤矿安全生产监控系统的现状与发展[J].机械管理开发,2003,(2).
[2] 杨世兴.煤矿监测监控系统的现状与发展[J].安防科技,2004,(5).
【关键词】监测监控;煤矿安全;系统;选型
煤矿安全监测监控系统是以通信技术和计算机网络技术为基础,并与煤矿安全生产的实际情况相结合建立的一套集信息采集、传输、管理、控制于一体的综合信息管理系统。煤矿安全监测监控系统可接入各种类型的开关状态传感器和模拟量传感器,能够对各种机电设备、局部的生产环节和生产过程进行实时监控以及接收工业摄像机的图像并对摄像头进行遥控。监测系统具有很强的数据处理和分析能力,可对监测数据进行汇总并生成统计报表以及进行趋势分析,最后以动态图形、曲线或表格的方式输出显示。
1、系统功能
1.1在线监控
煤矿安全监测监控系统以图像方式对传感器的工作状态以及井下生产设备的工作情况进行实时监控。图像中可以观测到每个传感器实时的瓦斯浓度以及设备的开关状态,并可在瓦斯浓度超限时发出报警,通讯中断时则会有相应的提示。
1.2瓦斯超限报警及断电
瓦斯浓度直接关系到煤矿生产的安全性,系统具有对实时的瓦斯浓度以及变化趋势等相关数据的分析处理能力,并可根据数据自动生成相应图形并发出超限警报并切断所监测工作面的电源。
1.3曲线分析
可对煤矿的瓦斯状态进行数据查询,并能生成针对单个瓦斯传感器数据的图形曲线。
煤矿监测中心站可对系统终端进行控制,并在监测内容发生变化时对终端做相应修改。数据处理和转发:监测中心站可集中处理和分析采集来的数据,并将处理过的数据传送给数据请求者。
2、系统的组成
2.1矿井调度通讯系统
考虑到监测系统的的扩展性以及矿井生产调度的实际需要,一般应在调度台配置大约500部的数字程控调度交换机,调度室应设置一台装有15英寸大小调度操作用液晶触摸屏的调度台。
2.2矿井生产监测监控系统
矿井生产监控系统主要由以下几个子系统构成:矿井提升监控子系统、矿井生产设备监测子系统、井下机车调运监控子系统、变电所监控子系统、选煤厂及储装运输监测子系统、地面煤仓煤位及地面煤流量监控子系统、矿井人员定位系统、煤泥矸石电厂监控子系统,每个子系统都可作为以太网的节点与以太网的网络交换机连接,并向调度系统传输各生产环节的实时数据。
2.3矿井安全监控系统
矿井安全监测系统不仅能对甲烷、风速、温度、负压、一氧化碳等参数进行监测,还能对通风设备、压风、采掘工作面等各生产环节的工作情况进行监控,采集的数据可在井上或井下使用计算机进行处理和分析,实现对设备、环境、局部各生产环节的全方位监测,该系统也和其他子系统一样与以太网网络交换机相连接。
2.4火警自动报警系统
系统采用区域式报警系统,在煤矿的各个工作场所安装火灾显示盘或者区域火灾报警控制器。消防控制中心与火灾显示盘或区域火灾报警器采用通信线连接,一般应设在办公楼的一楼,使用以太网与调度指挥中心的主交换机通讯。
2.5调度中心站
调度中心站是整个综合调度监测系统的核心,主要配备工业电视系统的电视墙以及大屏幕显示系统;调度通讯系统的调度操作触摸屏以及数字程控交换机;网络交换机和网络服务器;调度系统的显示终端和显示触摸屏以及LED电子显示屏、生产监控系统相关的子系统终端设备。安全生产监控系统的各子系统经由交换机与服务器相连接,交换实时数据,并将图表和相关数据显示在电视系统的大屏幕上,并可用操作触摸屏进行调度。
2.6人员定位系统
人员定位系统在井下所有人员可能通过的通道中配置若干个信号收发器,并且将它们通过通信线与调度中心站的服务器相连接,具置和数量根据现场实际情况和要实现的功能而定。同时,在下井人员携带的矿灯上安装一个信号感应器,只要井下人员接近安放在坑道内的信号收发器时,信号收发器就会马上感应到信号并上传至调度中心,这样服务器就可判断出具体信息,并将其显示在调度中心的大屏幕上并做好备份。系统不仅可以整理出下井人员的出勤报表,一旦出现还可根据电脑中人员的分布信息,快速识别出遇险人员的位置和人数,提高抢险效率。
3、系统选型原则
3.1地面中心站和井下分站的选择
地面中心站一般应选用最新型的工控机。
系统在瓦斯浓度超限断电时,井下分站应能在现场正常进行作业,这时隔爆型电气设备必须断电。本安型分站相对隔爆型分站更安全,适用范围更广,能够真正满足在断电情况下系统正常工作的要求。因此,高瓦斯矿井一般应选用本安型分站,而隔爆型分站可用于低瓦斯矿井以节约投资。
3.2通信方式选择
煤矿通信方式应首选现场总线,以实现最大限度的自动化。现场总线采用双向多点的通信方式,还可根据使用地点的不同选用不同的传输介质和拓扑结构。此外,现场总线为开放式的互联网络,采用统一的协议标准,方便不同的厂家设备接入同一网络。
3.3瓦斯传感器的选择
(1)类型选择
国内煤矿一般使用红外线和催化燃烧型(黑白元件)两类传感器。
红外传感器安全可靠、全量程、耐冲击、使用寿命长,可在规程允许的时限内进行校正,所以红外传感器适宜使用于高瓦斯矿井。红外传感器探头应安置在灰尘较少处,并要对探头过滤器进行定期更换。
催化燃烧型传感器价格便宜,但量程有限,每1~2周需校正一次,且使用寿命短。在遭受高浓度瓦斯冲击时,硫化氢还可使传感器中毒,使传感器损坏。因其可靠性不高,所以其使用范围受到了限制。
(2)校正方法选择
在线气样校正法无需专职人员负责,采用自动校正设备,可以定期进行通气校验。但要求设备成本较高,适于在高瓦斯矿井中使用。而人工气样校正法需专职人员携带工具和气样进行定期校正,设备成本较低。但人工成本高,适于在低瓦斯矿井中使用。
3.4断电方式选择
采用中心分站控制断电和智能型传感器就地断电相结合的方式,智能传感器可在瓦斯超限时,向断电设备发送断电信号,大大提高了断电系统的可靠性及其反应速度。对于高瓦斯矿井或者有瓦斯泄露危险的掘进面,应配置与断电的控制单元相结合的智能型瓦斯传感器,实行就地断电。
4、结语
综上分析,监测监控系统能够收集各种与生产经营有关的数据,并建立了有助于调度、管理、安全和生产的网络系统,对煤矿的各生产环节进行实时监控,为调度中心和煤矿领导提供准确及时的信息来指挥生产和进行决策,并能有效预防瓦斯爆炸等矿井灾害事故的发生,为煤矿的安全生产起到了保驾护航的作用。
参考文献
[1]奚伟民,蒋善义.煤矿安全生产的监测监控系统[J].中国设备工程,2003(4).
【关键词】煤矿;瓦斯;监控系统
0.引言
瓦斯灾害是煤矿生产中的主要灾害之一,瓦斯防治对煤矿安全生产具有十分重要的意义,近年来,为了满足国民经济快速发展对煤炭能源的强劲需求,国内煤矿开采强度普遍增大;随着开采深度向深部延深,多数矿井由原来的低瓦斯矿井转变为高瓦斯或瓦斯突出矿井,这是近年来我国煤矿瓦斯事故多发的客观原因之一;另一方面,国内几起重大瓦斯事故的原因分析表明,瓦斯防治管理方面存在的缺陷也是导致瓦斯事故频繁发生的重要原因。
煤矿安全监控系统:是指利用信息管理、计算机网络等技术对矿井甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、风速、风压、温度、馈电状态、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、主要通风机开停等实施远程动态监控管理,并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等功能的系统。该文就煤矿瓦斯监控系统进行阐述,同时介绍了其存在的问题及其解决措施,具有一定借鉴意义。
1.煤矿瓦斯监控系统的结构组成
1.1中心站
1.1.1中心站系统组成
中心站由监控主机工控服务器、系统监控软件、网络附件系统、电源系统、网络打印机、中心监控大屏系统、大屏幕控制软件、大屏幕控制开关电源等组成。
1.1.2中心站软件功能
监控主机服务器可以进行数据存储、报警、显示、打印,同时可以在监控中心设置“各矿瓦斯数据监视大屏”,对井下各分站进行监测监控。主要功能有:(1)简单配置功能。地面可对井下分站、传感器的数量、类型、参数、安装地点等进行设置。(2)丰富的图形功能。各种瓦斯监测数据动态图形、柱状图、实时曲线、历史曲线显示。(3)用户根据实际情况自行设计实用的报表功能。软件可自动生成报表,报表内容、起止时间可由用户设定。(4)可靠的存储功能。软件可根据具体要求定时存储一组数据。(5)进行实时数据、实时曲线、实时报警数据、实时断电数据查看,历史数据显示,历史曲线、历史报警数据、历史断电查看,其它历史故障、传感器标定、传感器设置、数据传输设置。
1.2井下分站
尽管各厂的监控系统井下分站形式多样,但基本上具备以下功能:(1)开机自检和本机初始化;(2)通信测试;(3)分站设程控(实现断点仪、风电瓦斯闭锁、瓦斯管道监测和一般的环境监测);(4)死机自复位且通知中心站;(5)接收地面中心站初始化本分站参数设置(如传感器配接通道号、量程、断电点、报警上限和报警下限等);(6)分站自动识别配接传感器类型(电压型、电流型或频率型等);(7)分站本身具备超限报警;(8)分站接收中心站对本分站指定通道输出控制继电器实施手控操作和异地断电。
监控系统的软件设计主要解决煤矿井下采区现场监控设备的注册,具有数据的接收、转发、管理、和远程控制等功能。监控软件的结构和功能分以下几个模块:注册模块、数据接收模块、数据转发模块、数据存储处理模块、数据管理模块、数据模块、远程控制模块。
1.3通信接口
井下瓦斯等信息采用分时多路复用技术传输,信息的传输是井下监控分站的信息交换过程。信息传输的主要表现为:信息下发是由地面主机产生的,传输到井下的监控仪处理后,执行各种反馈任务。井上、井下信息传输设备接口通常采用RS485通信协议和CAN总线通信。RS485采用差分平衡式无地线传输方式,数据传输质量高,抗干扰能力强,符合欧洲工业标准。随着CAN总线技术的发展,分站通过CAN总线中心站计算机进行数据通讯,能够满足矿井监控系统对监控分站的要求。
1.4瓦斯传感器
传感器的稳定性和可靠性,是煤矿监测监控系统能否正确反映被测环境和设备参数的关键。催化的燃烧型瓦斯传感器是当前煤矿使用最广泛、最普通的瓦斯传感器,是煤矿用来监控矿井瓦斯动态的有效工具。随着其技术的发展与完善,该类型仪器近年来发展迅猛,产品种类繁多,从报警矿灯、便携式瓦斯报警仪到安全监控系统中的低瓦斯传感器,现已占据了煤矿瓦斯检测的主导地位。
2.煤矿瓦斯监控系统存在的问题及其解决措施
在安全监控系统方面,计算机硬件采购投入大,软件投入少;信息平台已建立,但没有有效利用各类信息。目前,在我国煤矿安全监测行业,煤矿安全监控系统并没有统一的通信协议,系统各自处于封闭状态,系统间无法实现信息资源共享,很难实现更高级别联网及实行监控和管理。
因此,煤矿瓦斯监控系统不应仅仅限于能实现监测监控,还应研发出能根据被监测环境地点的参数进行有效危险性判别、分析并提出专家决策方案的新软件。同时系统应用软件应向网络发展,按统一格式提供监测数据,针对通信协议不规范和传输设备物理协议不规范的情况,应尽快寻找一种解决系统兼容性的途径,或制定相应的专业技术标准。这对促进矿井监控技术发展和系统推广应用均具有重要意义,同时研制高可靠性瓦斯传感器、强化技术培训等等、提高现场管理和对监测系统的维护水平等等,都能很好的确保系统的正常运转。
3.结束语
随着国家经济的快速发展,煤炭工业出现了历史以来最好的情况,煤炭持续出现买方市场,煤矿效益大大提高,用在生产和安全方面的投入明显增加了,特别是最近几年通过国家安全治理整顿,加大安全监察和资金投入力度,落实国家提出的“先抽后采、以风定产、监测监控”瓦斯治理十二字方针后,全国各国有煤矿矿井基本上都购置安装了安全(通风)监测监控系统,实现了对井下瓦斯、一氧化碳、风速、风压、温度、风机开停、风门开关的自动、连续、集中监测和瓦斯超限、报警断电,曾多次避免了瓦斯和火灾事故。大部分矿区还实现了全局、全省监测数据联网,对煤矿安全生产起到了重要的促进作用。
【参考文献】
关键词:GAP;远程监控;实时监测;GIS查询;多业务联动
中图分类号:X924.3文献标识码: A 文章编号:
1 前言
近年来,随着国家对煤矿安全生产的要求不断提高和企业自身现代化建设的需要,我国各大、中、小型矿井都陆续安装了煤矿监测监控系统。监测监控系统为各级生产指挥者和业务部门提供了环境安全参数动态信息,通过对被测参数的比较和分析,为预防灾害事故提供技术数据,便于提前采取防范措施;通过对被测参数实时有效的控制,及时实现自动报警、断电和闭锁,便于防止事故的发生或扩大;在发生事故的情况下,能及时指示最佳救灾和避灾路线,为抢救和疏散人员、器材等提供决策信息。
本文采用安全隔离网闸(GAP)机制,并将地理信息系统(GIS)、短信(SMS)、视频等多业务嵌入到煤矿传统远程监控系统中,为现代化煤矿的综合自动化提供安全可靠的信息平台,旨在保障煤矿井下工业控制网络安全的同时,增强煤矿企业综合自动化与信息化管理水平。
2 GAP 技术的原理
安全隔离网闸(GAP)技术是在物理隔离技术基础上发展的新型网络安全技术,它由带有多种控制功能专用硬件在电路上切断网络之间的链路层连接,并能够在网络间进行安全适度的应用数据交换和数据共享。安全隔离网闸采用特殊的硬件设备,主要由外部处理单元、内部处理单元、隔离硬件组成。
安全隔离网闸的工作原理是通过特殊隔离硬件将两个网络在链路层断开,又通过其硬件上存储芯片的读写完成数据交换,以实现两个网络安全适度的切换。也就是说在内网和外网之间建立“安全隔离网闸”,在保证内网连通时,断开与外网的连接;而外网连通时,断开与内网的连接,分时使用内外网中的数据通路进行数据交换,以达到隔离与交换的目的。安全隔离网闸主要包括安全隔离、内核防护、协议转换、病毒查杀、访问控制、安全审计、身份认证等基本功能。
3 基于GAP 的远程多业务监测系统的设计
3.1 安全隔离系统
基于对煤矿网际互连的现状以及安全风险分析,本文提出以下安全解决方案:淤在本地局域网建立数据库服务器,数据库服务器的作用是保存来自监控主机的实时数据,当用户访问实时数据时直接读取数据库服务器,不用再到监控主机读取。于将井下工业控制系统网络与企业局域网进行网络隔离,即在监控主机与以太网络数据库服务器之间布署网间互连单向安全隔离系统,其只允许数据从监控主机单向传输到数据库服务器。
3.2 远程多业务监测系统
基于GAP 的煤矿远程多业务监测系统设计主要分为网间互连单向安全隔离系统、数据采集系统和数据传输系统三大部分,如图1 所示。现场监测系统采集的数据通过上位机送往监测监控中心数据库服务器集中保存和管理,数据库服务器同时对外提供数据访问服务。监测监控应用服务器,与现场监测系统集成,主要完成与工业计算机的socket 通信请求实时数据,以及从监测监控数据库服务器读取历史数据。从监测网络上获取实时数据并完成远程监测以及历史数据的各种查询和分析。各级远程监测中心以监测监控中心应用服务器为依托,所有的历史数据的请求和实时数据的请求通过监测监控应用服务器完成,其自身保留一定时限的历史数据。监测监控应用服务器以B/S 架构向远程监测中心提供各种数据服务。
图1 基于GAP 的煤矿远程多业务监测系统架构
数据采集系统采用C/S 架构,监测业务分为监测数据、视频、GIS 数据三类,并构建基于TCP/UDP 的自定义通信协议和传输机制。瓦斯监测数据的采集通过一定条件的增量采集和传输机制完成;GIS 信息是处理的增加信息点的特征向量;视频信号采用MPEG4 压缩处理传输。数据传输系统根据区域不同划分为:①工业控制网络(Contralnet)到企业局域网(Intranet)数据传输。在这个两个网络之间的数据转换,采用传统的DDE/OPC/FTP(瓦斯监测数据首选)、SOCKET 数据包四种技术作为通信接口,采用TCP 的方式传输到数据采集服务器中处理。②煤矿企业局域网(Intranet)到远程数据中心(Internet)数据传输。这一段采用基于TCP/UDP 的自定义通信协议和传输机制,将瓦斯监测数据和GIS 数据送到远程数据中心(集团数据中心),针对这部分数据提供了三种可选通信模式:电话拨号,GPRS(CDMA)无线网络和企业Intranet,并在本地提供视频监测服务供远程访问。
4 远程多业务综合监测系统的实现
远程多业务综合监测系统采用Delphi7.0 为开发工具,结合SQL SERVER2000 数据库,采用Indy 组件作为数据传输机制。系统主要分为实时监测模块、GIS 查询模块以及多业务联动模块等。
4.1 实时监测模块
实时监测模块负责提取数据采集系统中监测到的井下瓦斯、风速、一氧化碳、温度、负压等模拟量安全参数和机电设备的开停、风门的开关、设备的供电状态等开关量数据,通过自定义协议和安全隔离系统传输到远程数据中心并进行存储和显示。同时提供数据查询、曲线分析、历史数据查询、传感器异常实时数据统计等多种功能。
4.2 GIS 查询模块
GIS 查询模块实现多煤矿监测,可对井下巷道地图进行放大、缩小、漫游、测量图层控制等操作,还可根据传感器,巷道、工作面定位查找;煤矿地图自动更新等功能。
5 结束语
积极推广监测监控系统的应用,实现煤矿安全生产是现代化煤矿企业应用新时期科技实现现代化安全管理的高效途径。伴随着软件系统技术的不断创新升级,监测监控系统将逐渐渗透至各相关管理领域。在煤矿安全生产管理中,要全面贯彻实施监测监控系统,利用体系化、自动化技术有机协调煤矿安全生产管理,提高煤矿安全生产效率。为了使煤矿安全生产管理与时俱进的发展,应该加大推广监测监控系统的应用,同时加强系统的创新研发,不断延伸开拓监测监控系统的效用,为煤矿安全生产提供技术保障。
参考文献:
[1]浦天银.安全隔离网闸技术发展探讨.计算机时代.2006.6:18-19.
【关键词】ZedGraph控件;图表;煤矿安全监控系统
Abstract:According to the need of chart showing in the safety monitoring system of Coal Mine,the article presents the way of developing chart drawing module using the ZedGraph component.In this paper,the strong points of ZedGraph component were introduced,the main process design of chart showing has been provided.In the last,some graph examples drawn by ZedGraph are given in the safety monitoring system of coal mine.
Key words:ZedGraph component;chart;safety monitoring system of coal mine
1.引言
煤矿安全监控系统用来监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、风速、风压、温度、烟雾、馈电状态、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、主要通风机开停等参数,并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等[1]。煤矿安全监控系统是煤矿进行安全生产的重要保障,它利用信息化手段对影响矿井安全生产的各种环境参数进行实时监测,使用户能随时了解矿井的运行状况,并根据矿井的实际情况制定适宜的生产决策。煤矿安全监控系统运行中产生的大量监测数据往往以文本、报表、图表等方式展现;图表方式比单纯的文本或报表更能直观的反应环境参数的变化历程和发展趋势,具备更高的可读性。MSChart、TeeChart、水晶报表等商业控件能够实现数据信息的图表显示,但这些控件操作相对复杂、占用系统资源较多,需购买认证因而开发成本也高。与商业图表控件相比,开源控件以其小巧、开发简便、无成本等优势正在得到越来越多的应用,ZedGraph控件是众多开源图表控件中比较优秀的一个[2]。
ZedGraph控件是基于C#的.Net开源图表类库,同时支持Windows应用程序和Asp网页开发,能够实现各种二维图表如:Line、Bar、Pie、Area等。ZedGraph控件是面向对象的,因而在使用中具备较高的灵活性。基于ZedGraph开源的特性,可以免费获得其信息、文件、更新支持和所有版本[3],在煤矿安全监控系统中采用ZedGraph控件开发监测数据的图表展现模块。
2.绘制流程
煤矿安全监控系统所收集的实时监测数据、历史监测数据均要求能以图表的形式展现出来。
图1 实时图表的绘制流程
(1)实时图表绘制流程
实时图表主要用于观察测点在近一段时内的监测值变化趋势和当前监测值的具体情况,以方便用户掌握矿井当前的安全状况。实时图表的绘制流程如图1所示。
图2 开关量测点历史图表的绘制流程
图3 模拟量测点历史图表的绘制流程
(2)历史图表绘制流程
历史图表主要用于真实再现任意历史时段的开关量测点状态变化和模拟量测点监测值分布情况。历史数据真实记录了各个测点随着时间推移监测值的变化情况,它为用户分析问题查找原因提供了依据,蕴含在历史数据中的事物发展规律也为用户制定生产决策提供了指导。特定测点之间会存在一定的关联关系,如风速、瓦斯、通风机开停、开停反馈等,用户往往需要查看特定时间段内这些关联测点的具体监测值用已排查事故原因找出问题所在,历史图表允许用户选择不同类型的多个测点进行组合查询显示,方便用户分析问题。历史图表的绘制流程如图2、3所示。
3.绘制图表
(1)同坐标图表
同坐标图表是将同一时间段内不同类型(如:模拟量和开关量)测点的数据在同一个图表中进行绘制,这种方式便于用户直观地掌握所关心的关联测点在该时间段内的整体变化趋势;随着鼠标在图表上的移动会显示出某一时刻各测点的具体信息,有利于用户快速分析问题。将查询时间段内的测点数据以(时间点,数值)这种成对的方式放入到PointPairList中,再通过GraphPane(继承自PaneBase)的AddCurve方法绘制图表,多Y轴绘制第二个Y轴对应的图表时需要设置曲线对象LineItem的IsY2Axis属性为true。GraphPane的XAxis(或者YAxis)还支持对X轴(或Y轴)坐标值的显示形式进行自定义设置,实现方法是为ScaleFormatEvent定义具体的事件内容。
图4 测点数据同坐标图表
(2)同屏图表
同屏图表是将同一时间段内不同类型(如:模拟量和开关量)测点的数据在同一界面中的不同图表对象中进行绘制,便于用户仔细观察每个测点在该时间段内的各自变化情况,有利于用户针对重要测点做详细分析。同屏图表主要是通过MasterPane(继承自PaneBase,可控制多个GraphPane对象),为PaneList(GraphPane对象的集合)中的每个对象使用AddCurve方法一一绘制图表。
图5 测点数据同屏图表
4.结论
ZedGraph控件简单、易用、功能全面,并提供丰富的属性供开发者设置简化开发过程;其开源性使开发者可以根据具体情况修改源码以满足特定需求。在煤矿安全监控系统中使用ZedGraph控件进行图表模块的开发,将大量的数据信息快速、直观地展示出来,有利于用户及时掌握井下情况以及分析蕴含在历史数据中的规律并依此制定正确的生产决策。
参考文献
[1]孙继平.煤矿监控系统手册[K].北京:煤炭工业出版社,2007.
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