礦用監測監控系統研究

摘 要：現在的大型礦山的生產監控管理系統中往往使用到多廠家提供的多種不同類型的設備和子系統，為了達到方便管理，保證系統運行穩定的目的，必須選擇一個開放的通信平臺，將各種設備和子系統的通信統一到標準的通信平臺上。為了保證良設備間良好的兼容性和可擴展性，本文設計了通用性較強的礦用監控監測系統，具有極強的使用價值。

關鍵詞：通信；管理；傳感器；監控

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.099

0 引言

非煤礦山環境監控系統主要用來監測礦井上、下的各類環境安全參數，如一氧化碳、二氧化氮等有害氣體。能隨時向地面反映井下環境變化，使工作人員能及時了解井下各地點有關環境參數的變化情況，對存在的隱患能夠迅速作出處理決策，從而有效避免災害發生。同時系統能監測礦井各生產環節的設備運行情況，如主扇風機、局部通風機以及一些重要生產工藝參數，使系統監測范圍更全面，有效降低各專業工作人員的工作量，幫助領導和調度員及時掌握生產情況。因此礦山環境監控系統在保障礦井安全，提高礦井生產效率等方面發揮著非常重要的作用。

1 環境信息監測系統結構

非煤礦山監測監控系統，采用集散式控制體系結構。監測監控部分分三級結構：第一級為地面監控中心；第二級為數據傳輸鏈路；第三級為前端數據采集、控制部分，包括各類傳感器、控制器等設備。

地面監控中心的監測主機選擇2臺工控機作為主控、熱備機，主機通過地面核心交換機，訪問井下交換機的485接口，讀取傳感器數據。為了防止意外停電對整個系統的影響，在監控中心設置不間斷電源1臺。

中心站可在監控主機實時顯示環境參數、生產工況參數、動、靜態圖形、數據、曲線、采掘工程平面圖、模擬量配置圖等。

2 系統硬件設計

本系統的硬件平臺主要采用GTH1000礦用一般型一氧化碳傳感器、GFW15型礦用風速傳感器、KGT15型設備開停傳感器、GYH25型礦用一般型氧氣傳感器等來完成整個監控監測系統的設計。傳感器具有精度高，使用穩定的特點。

傳感器其各項參數如下：

GTH1000傳感器的測量范圍：0～1000ppm，輸出信號：RS485接口，通信波特率1200bps，工作電壓：DC9～18V；GFW15傳感器測量范圍：0.4～15m/s，供電電源：本安直流10～18V，工作電流：45～60mA；KGT15傳感器參數為被測設備電流：不小于5A，輸出信號：1.5mA，電纜外徑：ф18～ф80mm，供電電源：DC11～18V，小于10mA；GYH25傳感器參數為測量范圍：0～25%，響應時間：不大于45s，遙控范圍：距離不大于5 m ，角度不大于120度，報警方式：紅色燈光閃爍，蜂鳴器斷續鳴叫，響度大于80dB，輸出信號：RS485接口，通信波特率 1200 bps，工作電壓：DC 9～24V。

3 系統軟件設計

系統的操作平臺采用Windows XP/2008/7軟件， 所有功能操作均具有在線幫助功能，在中文菜單提示下完成，并可方便地點擊圖形，即點即得所需信息。可隨時顯示監測數據、圖形、曲線和報警點及數值。并且系統具有自診斷功能。設計主要采用C#進行編成。

監測系統的數據都可在監測主機、大屏幕及工作站上顯示，也可編制統一的報表，打印輸出。在顯示器上可顯示動、靜態模擬圖形、數據表格、歷史曲線、顯示采掘平面圖、測點配置，并可打開實時數據顯示窗口。由于WINDOWS XP/2008/7操作系統的人機界面十分友好，因此系統的所有顯示和打印全部是中文，操作人員在操作過程中只要用鼠標器進行簡單的點擊即可，任何人都可方便使用。為了確保系統配置等信息不被破壞，為專門從事系統配置的礦方主管人員配備口令 （或密碼），只有口令正確才能進入系統配置等的操作。

系統設計了簡便的繪圖工具。所有動態、靜態圖形都可由礦上一般操作人員繪制，繪圖時不影響主機的實時監測功能，系統支持多種圖形格式（bmp、jpg、gif、avi等）。系統通過顯示器可同時顯示任選四個被測參數的實時動態曲線；開/停信息及累計量按小時累計、存儲，并可連續保持一年，如有特殊情況可保存更長的時間，這些數據可隨時用表格、曲線、矩形圖（二維、三維）、圓餅圖等形式顯示出來，也可打印保存。對重要設備用戶能夠調整模擬量或設備開停信息和存儲時間。

在各種顯示模式下均有主菜單顯示，主菜單應包括參數設置、頁面編輯、控制（遠程控制）列表顯示、曲線顯示、狀態圖、柱狀圖顯示、模擬圖顯示、打印、查詢、幫助、其他功能。根據輸入的查詢時間，將查詢期間內報警信息、故障信息、異常狀態的全部模擬量和開關量列表顯示或打印。監測系統的數據都可在監測主機、大屏幕及工作站上顯示，也可編制統一的報表，打印輸出。

4 結語

本系統可以穩定高效的運行，經過多家礦山企業的應用，得到了一致的好評。該系統對礦山的安全生產起到了很大的作用，當發生突發情況能夠及時的提醒調度室，便于預防一些可能發生的災害，具有一定的使用價值。

參考文獻：

[1]劉炎，張立斌，蔣 澤.具有溫度及壓力補償的礦用紅外甲烷傳感器設計[J].工礦自動化，2012，38（06）：7-10.