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1、第26卷第3期河南理工大学学报(自然科学版)Vol.26No.32007年6月JOURNALOFHENANPOLYTECHNICUNIVERSITY(NATURALSCIENCE)Jun.2007X基于网络技术的煤矿安全监控系统邓奇根,魏建平(河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作454003)摘要:介绍了一种基于网络技术的煤矿安全监控系统,给出了系统实现的原理和结构组成,提出了系统软、硬件的设计思想和工作原理,重点分析了数据采集器、分站、通信接口、监控终端的实现方法及其监控计算机系统软件设计原理,阐述了系统实现的
2、功能和工作过程,开发了灾变预警预报动态化、可视化、决策可靠性高的基于网络化的煤矿安全监控系统.实践表明:该系统性能稳定、可靠性高、易于操作、维护量小,具有广泛的应用前景.关键词:煤矿;监控系统;Web;预警中图分类号:TD76;TP393.02文献标识码:A文章编号:1673O9787(2007)03O0241O050引言煤矿安全监控系统是集世界三大技术于一体的高技术[1]产物,是具有现代先进水平的产品,它包括信息采集(电子传感技术)、信息传输(数字通讯技术)、信息处理(微型计算机技术).煤矿安全监控系统是增强煤矿安
3、全、提高生产率的有效工具.目前,我国大中型煤矿均装备了安全监测系统,但大量的应用实践表明,其信息处理手段落后,对灾害监测信息仅能作简单的统计报表、预测预报和动态图像显示功能较少,不能有效、及时、准确地预测预报事故;而且由于它们不具有网络共享和远程监控功能,使它们对存在的安全隐患和已经发生的事故不能做出及时地判断并进行有效的处理,从而造成决策失误和管理[2]不当.随着煤矿生产的信息化、数字化、网络化,研制具有灾变预测预报动态化、决策可靠性高的煤矿安全监测可视化信息处理系统必将提高我国煤矿安全生产信息化[3]水平,并为我
4、国煤矿的安全生产提供可靠的保证.1系统组成及其原理该系统主要由传感器、数据采集器、分站、通信接[4-8]口、监控终端、Web服务器、客户机等构成(图1).数据采集器和传感器安装在井下,数据采集器采集CH4体积分数、CO2体积分数、CO体积分数、炮孔CH4体积分数、温度等传感器信号,通过井下分站、通信电缆、地面通信接口和监控终端,把采集到的实时数据保存到Web服务器上,即可实现报表显示、查询、统计、打印及图形分析、预警提示等功能.X收稿日期:2007O04O01基金项目:国家/9730课题(2005CB221501)作
5、者简介:邓奇根(1979O),男,江西乐安人,讲师,从事安全监测与信息技术研究.EOmail:dengqigen@hpu.edu.cn242河南理工大学学报(自然科学版)2007年第26卷1.1数据采集器数据采集器的主要功能是通过几个不同的传感器,实时采集CH4体积分数、CO2体积分数、CO体积分数、炮孔CH4体积分数、温度等参数.数据采集器电路由数据采集电路、A/D转换电路、显[9]示电路和通信电路组成.1.2分站分站的主要功能是提高系统采集数据的速度和缩短系统的巡测周期,以及提高系统的整体性能.它一方面接受地面计
6、算机传来的命令,存储系统定义的参数;另一方面又接受数据采集器采集的数据,传递给地面计算机.该分站设计采用了双单片机结构,一个单片机用于计算机通信,一个单片机用于控制数据采集器,并有一块断电不丢失EEPROM保存该分站的初始化常数.它有如下特点:(1)分站提供标准的RS485接口,以满足与数字信号的连接.(2)分站能根据监测到的参数就地进行安全控制和发出声光报警信号.(3)分站的显示窗口由4个数码管组成,第1位显示通道号,后3位显示数据及状态.显示窗口可以动态地实时显示分站所连接的传感器的数据及状态.(4)分站具有自动
7、复位(复位电路)和手动复位(复位按钮)功能.当分站发生意外死机时,分站输出复位信号使单片机复位;分站具有自诊断功能,可以固定诊断并显示该路的值或状态.(5)分站中使用FLASH保存监控中心下发的初始化数据,即使分站与监控中心失去联系,分站仍能实现监测与监控功能,做到既能保存监测到的数据又能根据测定值和状态值实现安全控制.1.3通信接口通信接口的主要功能是完成通信信号的电路转换、隔离和放大.它主要由以下3部分电路组成:(1)信号转换电路.完成计算机的RS232信号电平与标准的TTL电平的相互转换.(2)光电隔离电路.把
8、计算机用电源与井下通信电缆用电源相互隔离.(3)滤波放大电路.对通信信号进行放大处理,保证信号的远距离传输及计算机的数据通信无误.1.4监控终端矿井监察终端安装在现场,与矿井安全生产监测监控系统的主站相连,它不但可以取得分站的实时监测数据,而且还可直接监察监控系统自身的运行状况.在获得上述2类信息后,即时通过网络发送至网络中心.2系统软件设计[
