一、概述
煤炭是我國(guó)重要的能源資源，我國(guó)的煤炭工業(yè)長(zhǎng)期停留在人工開(kāi)采水平，生產(chǎn)效率低，安全隱患多，如瓦斯爆炸、地下滲水等事故經(jīng)常發(fā)生。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用在各行各業(yè)的逐步普及，煤炭生產(chǎn)水平目前逐步實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，生產(chǎn)效率大大提高。因?yàn)槊旱V開(kāi)采的特殊環(huán)境，容易發(fā)生事故，煤礦行業(yè)也被稱為高危險(xiǎn)的行業(yè)。利用監(jiān)控系統(tǒng)軟件，地面或中心監(jiān)控人員可以直接對(duì)井下情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，不僅能直觀的監(jiān)視和記錄井下工作現(xiàn)場(chǎng)的安全生產(chǎn)情況，通過(guò)在井下安裝溫濕傳感器瓦斯探測(cè)器，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故苗子，防患于未然，也能為事后分析事故提供有關(guān)的第一手圖像資料，為將來(lái)的安全生產(chǎn)提供可靠的保證。因此監(jiān)控系統(tǒng)是現(xiàn)代礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分。
隨著國(guó)家對(duì)煤礦安全生產(chǎn)工作的日益重視，以及礦務(wù)局自身現(xiàn)代化管理的需求，煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)越來(lái)越體現(xiàn)出其重要性。
二、系統(tǒng)功能要求
安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)容通風(fēng)安全環(huán)境監(jiān)測(cè)監(jiān)控、礦井生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控和工業(yè)攝像監(jiān)視監(jiān)控于一體。可就地顯示瓦斯?jié)舛?、風(fēng)量、風(fēng)壓、溫度等參量。監(jiān)控中心對(duì)各種傳感器的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、處理和超限判別。超限情況時(shí)監(jiān)控中心及現(xiàn)場(chǎng)均應(yīng)有語(yǔ)音或聲、光報(bào)警。通過(guò)遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)可實(shí)現(xiàn)風(fēng)電瓦斯閉鎖，監(jiān)控中心也可根據(jù)要求進(jìn)行遠(yuǎn)程人工斷電/復(fù)電。
監(jiān)測(cè)主機(jī)的信息能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確、穩(wěn)定地上傳到煤礦集團(tuán)公司監(jiān)測(cè)監(jiān)控信息網(wǎng)。
系統(tǒng)必須具有系統(tǒng)煤礦安全標(biāo)志，井下監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置應(yīng)符合《煤礦安全規(guī)程》的要求。
三、系統(tǒng)組成要求
系統(tǒng)主要由地面中心站設(shè)備、傳輸接口、井上下分站(或干線驅(qū)動(dòng)器)、傳感器、傳輸電纜、信號(hào)電纜及光纜等組成。
地面中心站主機(jī)與分站(或干線驅(qū)動(dòng)器)之間采用光纜連接。
1、地面中心站
地面中心站的監(jiān)測(cè)主機(jī)選用工業(yè)控制計(jì)算機(jī), 一臺(tái)工作，一臺(tái)熱備用。主機(jī)通過(guò)傳輸接口與地面、井下各分站通訊，監(jiān)測(cè)主機(jī)配置打印機(jī)。系統(tǒng)主機(jī)可為雙機(jī)熱備方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，也可人工干預(yù)雙機(jī)切換。
地面設(shè)4個(gè)終端機(jī)，分別設(shè)在總工室、通風(fēng)區(qū)、安監(jiān)站和監(jiān)控中心。
中心站主機(jī)顯示器可以顯示動(dòng)、靜態(tài)圖形、數(shù)據(jù)、曲線、采掘工程平面圖、風(fēng)流圖、模擬量配置圖等。在網(wǎng)絡(luò)上的任一臺(tái)授權(quán)的工作站上能夠顯示所有的參數(shù)。
2、井下設(shè)備配置
為防止井下有毒有害氣體危害人身和設(shè)備安全，在井下采區(qū)工作面、掘進(jìn)頭及主要巷道、機(jī)電硐室等處可選擇安設(shè)瓦斯、溫度、一氧化碳、風(fēng)速、負(fù)壓等環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器；在風(fēng)門(mén)處設(shè)風(fēng)門(mén)開(kāi)關(guān)傳感器；對(duì)風(fēng)機(jī)、皮帶、變電所開(kāi)關(guān)等機(jī)電設(shè)備的狀況監(jiān)測(cè)和監(jiān)控。
分站將監(jiān)測(cè)信息傳送到地面中心站，當(dāng)瓦斯超限時(shí)，由分站自主判別后可對(duì)有關(guān)設(shè)備實(shí)時(shí)斷電，必要時(shí)也可以通過(guò)主機(jī)實(shí)現(xiàn)異地?cái)嚯姟?span lang="EN-US">
四、實(shí)現(xiàn)方法
1、系統(tǒng)拓?fù)鋱D
2、上位機(jī)軟件(用于主機(jī)和備機(jī))
主機(jī)、備機(jī)軟件采用《世紀(jì)星》監(jiān)控組態(tài)軟件，可以實(shí)現(xiàn)：雙機(jī)熱備、圖形動(dòng)畫(huà)顯示、報(bào)警、曲線等功能。
《世紀(jì)星組態(tài)軟件》是在PC機(jī)上開(kāi)發(fā)的智能型人機(jī)接口（MMI）軟件系統(tǒng)，它以Windows 98/2000/NT/XP 中文平臺(tái)作為其操作系統(tǒng)，全中文界面，并充分利用了Windows的各種便利功能。
《世紀(jì)星組態(tài)軟件》由開(kāi)發(fā)系統(tǒng)和運(yùn)行系統(tǒng)組成。開(kāi)發(fā)系統(tǒng)是《世紀(jì)星組態(tài)軟件》的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，軟件開(kāi)發(fā)者在這個(gè)環(huán)境中完成界面的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)定義、動(dòng)畫(huà)連接、硬件設(shè)備安裝、網(wǎng)絡(luò)配置、系統(tǒng)配置等。該系統(tǒng)具有先進(jìn)完善的圖形生成功能；數(shù)據(jù)庫(kù)中有多種數(shù)據(jù)類型，不但能合理地抽象控制對(duì)象，而且能非常簡(jiǎn)單、方便地對(duì)數(shù)據(jù)的報(bào)警、趨勢(shì)曲線、歷史數(shù)據(jù)記錄、安全防范等進(jìn)行操作；開(kāi)發(fā)者利用其豐富的圖形控件和自定義圖庫(kù)功能，可以大大減少設(shè)計(jì)界面的時(shí)間；通過(guò)簡(jiǎn)單而實(shí)用的編程命令語(yǔ)言，開(kāi)發(fā)者不需要編程經(jīng)驗(yàn)就可以設(shè)計(jì)完成實(shí)際工程；方便的硬件設(shè)備安裝向?qū)Ш腿娴刂С謬?guó)內(nèi)國(guó)際工控底層設(shè)備，徹底實(shí)現(xiàn)工控現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控功能。
運(yùn)行系統(tǒng)是《世紀(jì)星組態(tài)軟件》系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境，用于顯示開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中建立的動(dòng)畫(huà)圖形畫(huà)面，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)與硬件設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。運(yùn)行系統(tǒng)能實(shí)時(shí)而形象地反映現(xiàn)場(chǎng)的所有參數(shù)和實(shí)際情況；通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理從工業(yè)控制對(duì)象采集各種數(shù)據(jù)；可把數(shù)據(jù)的變化用動(dòng)畫(huà)的方式形象地表示出來(lái)，同時(shí)完成實(shí)時(shí)和歷史報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)記錄、實(shí)時(shí)和歷史趨勢(shì)曲線等監(jiān)控功能；可生成歷史數(shù)據(jù)文件，用于追憶歷史事件；靈活方便的組態(tài)式報(bào)表，可充分滿足用戶的各種報(bào)表需要。
五、軟件設(shè)計(jì)
1、綜采工作面
2、掘進(jìn)系統(tǒng)
3、安全監(jiān)控井下布置圖
4、排水系統(tǒng)
