煤矿远程综合监控系统的实现利用计算机技术浅谈

详细内容

1 煤矿远程监控系统的现状及发展趋势我国在80 年代中期从欧美国家引进了多套不同型号的煤矿安全监控系统，通过消化吸收，国内先后也研制出 K 系列等不同型号的监控系统，但存在着一系列的问题，主要表现在以下方面：首先，针对如环境安全、提升运输、设备运转等对象进行煤矿安全监控系统开发时，各设备生产厂家没有统一标准，从而造成设备间兼容性差。开发目标的针对性太强，用户难以通过简单的操作实现多方而监控，无监管功能，大多还只局限于参数的监控，缺少监控能力。其次，其通信协议和传输设备物理层协议标准不统一，监控系统以主从结构为传输方式，不能构建多主冗余系统，系统可靠性低、实用性差，实时监控的要求很难满足。再就是远程故障诊断和远程维护功能差，不具备煤矿事故决策支持系统的功能。系统可以对被监控对象在出现监测参数超标或异常时进行控制，但是对被监控对象所产生的故障不能进行实时的诊断，这种维护滞后造成监控系统不能正常工作，监控系统也无法向用户提供避免事故的对策和方案，进行及时预警。基于现有的情况，煤矿监测监控系统将向以下几个方面发展：（1）多参数、多功能的发展方向。即系统能实现多参数监测监控，如监测甲烷浓度、CO 浓度、矿尘浓度、风速、温度、馈电状态等，解决了机械化采掘的急需。通过监测监控对矿井危险源进行实时监测和预警，并在生产管理等环节上也提供了更多的应用。（2）网络化、智能化的发展方向。为了满足系统软硬件需求、网络化与多媒体发展的要求，在软件中实现根据监测地点的参数进行危险性分析、预测和提出解决方案。煤矿安全监控系统发展成为网络化监测监控，通过环型以态网络和现场总线技术实现矿井各类环境参数及生产参数的网络实时监控。（3）制定统一的行业安全标准，实现智能自检。规范好统一的监控体系通信协议，使各煤炭企业在进行数字化管理时有章可循，有法可依。同时让维护人员处理故障时间缩短，从技术上更好地保障煤矿生产的安全。随着煤矿行业生产量的加大以及经济发展的需（江苏城市职业学院 武进校区，安全生产摆到了更加重要的位置，利用先进的计算机技术，建立综合性的远程监控系统，能规范煤矿安全生产管理过程，提高行业监管力度，减少矿难事故的发生。

2 煤矿远程综合监控系统实现的功能及设计原则远程综合监控系统是计算机网络技术、微电子技术及数字通信技术的集成。它与煤矿安全生产有关的信息与指挥管理相结合，以应用服务器为核心向管理层提供决策依据和相关信息，实现了信息的分级处理，保证了信息传送的实时性、可靠性，减少了网络的信息流量。 2.1 系统实现的功能（1）信息采集及显示。系统提供的功能要完整、明确地显示在用户界面上，监测系统能够把所需的信息存入数据库，并在需要时根据系统要求从数据库中取得处理，并将处理结果以人性化的界面实时显示给用户，用户根据这些信息准确、快速地找到所需信息。（2）视频多媒体。不但能传输数据，还能传输语音、图形图像及对重要生产和安全场所进行视频监测。（3）数据查询及配置管理。通过对数据库的数据查询及汇总做到对安全工作的预防措施。配置管理用于监测系统配置资料的录入及其自身的增加、修改和删除管理。（4）安全报警。主要用来保护系统中的信息安全，只有授权的用户才能进入系统及进行相关操作，重要的操作只有特权级用户才能进行。并采取一定安全措施来阻止恶意攻击。另外，当监测到某种危险信号或者发现系统运行不稳定时，系统会发出报警信号。 2.2 系统设计遵循的原则根据煤矿远程监测系统的技术需求及目标，系统设计应遵循以下原则: （1）讲求实用性。首先要考虑系统性能价格比，即能最大限度满足煤矿管理机构的实际需要。其次是能够提供友好的用户操作界面，即界面形象直观并且操作简洁。（2）注重可靠性和安全性。要使系统安全可靠性高和良好的安全管理功能，有足够的抗干扰能力，适用于复杂的电磁环境，就必须使监控系统可靠性要高于被监控系统的可靠性，系统设备要采用性能好的计算机及网络通信设备、数据采集终端。要在系统中建立防火墙，采用入侵检测技术，防病毒技术、身份验证等手段保证系统的安全。（3）保证实时性及开放性。采用实时多任务操作系统、多线程编程技术及一系列相关计算机技术来保证监控系统实时运行。要想使监控系统具有丰富的系统开放资源和网络资源，必须要采用标准的通信接口和统一的通信协议。当然，还要考虑到系统升级和扩展时，要具有足够的灵活性以适应当规模扩大时的监控数据量增大的需求及软件的更新。

3 煤矿远程综合监控系统的网络设计要对信息传输网络做出合理规划，根据实际情况设计出网络结构。具体包括系统信息中心、软硬平台、安全监控及生产数据、工作面采掘及井下人员分布情况、数据传输网络等。系统分三层管理模式进行组网。具体分为数据采集部分、数据处理中心、客户端。（1）数据采集主要完成对井下各类实时数据的采集，如瓦斯浓度、温度、粉尘、温度等。系统把采集到的数据通过接口送到数据处理中心服务器。数据采集采用了单向数据传输技术，保证了系统的安全性。（2）数据处理中心是系统的服务器端，服务器连续接收采集到的数据，并按规范进行统一存储和管理。服务器同时动态地更新煤矿的井下地理信息系统，使本地用户与远程用户的二维图形空间保持一致。对于各类用户的请求，数据处理中心提供各类问题的处理模式，采用模块化和组件化的方式进行处理，并将结果返回用户。（3）客户端应用程序封装了根据不同的用户的业务需求制定的用户图形化操作界面。整个远程监测系统采用客户/服务器、浏览器/服务器混合模式，将分布在不同地理位置的设备监测资源远程连接，实现了煤矿安全生产远程监测管理。系统组网分为井下和井上两部分。（1）井下监测主要包括井下监视点、井下电话、安全监测、采区监测等。井下监测系统由于地形复杂，环境恶劣，为了提高监测的实时性和可靠性，井下组网采用“现场总线+以太网”的方案。系统通信建立在以太网、TCP/IP 和现场总线的混合通信协议基础上，通过网关实现以太网和相对低速现场总线的互联，用来实现计算机系统和现场仪表、设备的互联和互操作。（2）井上监测主要包括主井、副井提升监测、变电站、消防泵、矿井污水处理系统等。由于井上的地理环境和通信条件相对井下通信良好，因此它相对简单。为了使监测数据能安全导入企业内部局域网，可以采用光纤环网的组网方案。基于光纤的数字通信具有高灵敏度和可靠性、传输质量好、抗干扰能力强、支持多带宽、多业务的通信，适合强磁场等恶劣环境下通信要求。对于煤矿监测系统而言，无论是在数据的可靠性方面还是在通信的传输速率问题上，光纤环网都是最佳选择。（本论文由上海论文网://shlunwen.整理提供，如需转载，请注明出处或联系我们的客服人员）