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《煤矿安全生产实时监控系统设计方案.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2006年6月陕西理工学院学报June.2006第22卷第2期JournalofShaanxiUniversityofTechnologyVol.22No.2[文章编号]1673-2944(2006)02-0027-04煤矿安全生产实时监控系统设计方案11,21黄健,李军芳,黄庆东(1.西安科技大学通信与信息工程学院,陕西西安710054;2.陕西理工学院电子与信息工程系,陕西汉中723003)[摘要]针对我国现在煤矿安全生产的现状,提出了煤矿安全生产实时监控系统设计方案。该方案通过监控中心和矿井现场CAN监控网络
2、实现了对煤矿安全生产的实时监控。在监控中心部分,由组态软件配合数据库技术实现对整个监控网络的监测、控制、管理和维护;上位机CAN节点则负责监控中心与现场CAN网络监控节点之间的协议数据转换;分站监控节点主要承担矿井现场的数据采集和断电逻辑控制。[关键词]煤矿;安全生产;监控系统;CAN[中图分类号]TD76[文献标识码]A煤炭是国家的主要能源之一,煤矿的安全生产对国民经济的发展有着重要的意义,它不仅关系着企业的兴衰,而且关系着社会的稳定和经济的发展。中国煤炭行业的安全生产形势不容乐观,各煤矿生产企业安全监测不完备、
3、管理手段落后是造成事故频发的重要原因之一。该系统设计方案集成了计算机网络、数据库、通信、自动控制和自动检测等多学科领域相关技术,能够对煤矿生产环境中的瓦斯、风速、温度、一氧化碳、烟雾、运行设备等环境数据、工作状态(通过矿井现场传感单元)进行远程监控,报警和管理。1系统结构设计本文设计的安全生产监控系统是在生产、安全及管理方面的一个实时监控系统,对于煤矿的生产运行状况、安全水平、灾害预测预报具有重要的作用。系统结构设计如图1所示,共分为两部分:监控中心和矿井现场CAN监控网络。该安全生产监控系统主要包括数据安全采集、
4、数据处理、检测、控制与管理、关系数据库接口、统计查询、瓦电闭锁和风电闭锁等功能。监控网络可以提供最多128个分站节点,实现对各个矿区的监控管理。每个分站最多可以采集8路数字量和8路模拟量;通过对传感器采集到的数据进行处理检测及时掌握各矿井信息,并由监控中心或分站实施断电逻辑控制,实现煤矿安全生产实时监控。2监控中心组态软件功能设计监控中心组态软件的主要功能是接收上位机CAN节点上传的各个分站采集的数据,并进行相应的处理,然后根据处理的结果进行控制与管理。具体功能简述如下。2.1数据安全采集与记录功能通过数据采集接口
5、安全地从各分站读取数据,并且保证数据传输的单向性。组态软件对采集到的数据采用变值变态记录方式,即当测点数值或状态改变时进行记录。优点在于:一方面,当测点数值保持不变或变化范围较小时,不需要重复记录这些相同或基本相同的数值,变值变态记录就使这些重复的记录减少到最低程度;另一方面,当测点数值变化较大、较快时,又可详细记录每一变化的细节。收稿日期:2005-11-21作者简介:黄健(1977—)男,陕西汉中市人,硕士研究生,助教,主要研究方向为移动数据传输。陕西理工学院学报第21卷图1煤矿安全监测系统示意图2.2数据处理
6、功能组态软件根据采集数据的记录进行数据处理,包括计时、计数、线形计算等方法。处理后数据的显示具有多种方式:既可按图标显示分站的综合状态,也可按分站显示内部各通道数据和状态,还可以按照自定义页面(动态显示的页面)组织和显示测点;既可以在超限测点窗口查看所有超限测点的情况,也可以在提示信息窗口看到测点状态变化的情况。另外,还可在实时曲线显示窗口查看最多为6个测点数据的实时变化曲线。2.3检测功能组态软件进行数据处理的同时实时的监测系统动态数据和图形,并依据安全指标要求提供实时报警故障记录和逐级报警功能,以保证管理人员实
7、时掌握故障信息及报警信息。2.4控制功能通过组态软件设定各个分站的运行参数,并远程控制分站执行断电动作逻辑。在监控中心的组态软件上,可以定义由监控中心实施控制或由分站实施控制;程序控制与手动控制;超上限控制与超下限控制。当出现断线、负漂和溢出等特殊情况时,用户也可设置是否进行控制,既可由模拟量数据控制,又可由数字量状态控制。2.5提供关系数据库接口通过组态软件的关系数据库模块可以将数据写入到关系数据库表中,为管理人员使用相关数据提供方便。2.6统计查询功能用户可选择某一月内任意时间段内的任意测点进行查看记录、显示曲
8、线的操作,可查看长至一个月、短到一分钟的测点变化趋势,并将处理的结果形成文本文件、图形文件或图像文件保存至硬盘,以便用户随时调出查看。用户可同时查看不同时间段、不同测点的曲线,并且可以任意放大和缩小,以便进行比较和分析。在报表方面,用户可生成形式与内容均可自定义的各类报表。3上位机节点设计上位机节点硬件电路和软件主要完成协议转换的功能。硬件主要由51单片机、
