五里堠煤業煤礦監控系統的設計與實現

王海麗

（山西潞安集團 左權五里堠煤業有限公司，山西 左權032600）

1 概 況

隨著我國經濟的發展，煤炭開采量逐漸增加，同時煤礦安全事故也不斷發生。根據對諸多煤礦安全事故的分析可知，大部分安全事故都是監控信息不及時和監管不力導致的，因此煤礦井下作業環境參數的監控對保障煤礦井下安全生產具有重要意義。煤礦井下監控系統可以探測井下的工作環境，監測對象主要包括氣溫、瓦斯、濕度、有害氣體濃度、設備運行情況等，對系統的有效監測可以方便操作人員了解設備的狀態，保障煤礦的安全生產，提高生產效率。以五里堠煤礦為研究對象，基于Web數據庫技術，設計了一套煤礦監控系統。

2 Web數據庫技術

萬維網(World Wide Web)是目前最為常用的網絡服務技術，可以方便地實現信息交互與用戶的瀏覽查看。Web網絡服務在HTTP狀態下模型是靜態的，只能實現較小的信息通訊與交流，所以要提高監控系統組態與信息交互能力，隨著計算機技術的發展與進步，網絡信息的交互能力與穩定性、適應性都得到了較大提高。CGI(Common Gateway Interface)網關接口技術在提高信號傳輸能力的同時，為Web服務器的交互功能提供了更為寬泛的接口與技術延伸，使得Web網絡服務技術更加便利。基于CGI的Web煤礦監控系統的結構如圖1所示。

圖1 煤礦監控系統的結構Fig.1 Structure of coal mine monitoring system

3 組態軟件總體設計

根據五里堠煤礦監控系統所需實現的功能以及實際設備的應用情況，進行監控系統軟件總體結構設計，如圖2所示，主要分為3個層面，分別為顯示層、組態層和數據訪問層。

圖2 軟件功能設計Fig.2 Software function design

整體界面分為菜單欄、工具欄、圖形處理欄、屬性編輯區等。菜單欄包括了組態模塊的功能，如對文件進行操作、新建或刪除數據等；工具欄主要提供了方便用戶進行操作的制圖、繪圖操作工具；屬性編輯區主要是為用戶提供圖形屬性的功能，方便用戶查閱數據，調取歷史數據。

4 Web發布平臺的設計

Web發布平臺整體結構可以分為2部分，即數據瀏覽模塊與信息服務模塊。數據瀏覽就是基于Web網絡通訊技術實現對整個系統數據的訪問，是展現于用戶面前的網頁界面；信息服務終端主要負責Web發布平臺與各組態軟件模塊之間通信聯絡與數據交互。煤礦監控系統的Web發布平臺的基本框架如圖3所示。

圖3 Web發布平臺框架Fig.3 Web publishing platform framewor

發布平臺基本框架可以分為瀏覽器、Web服務器、數據庫等3層結構，瀏覽器與Web服務器基于的設計語言與其他同類型產品相似，可以滿足煤礦監控的需求。而以往數據庫注重數據的準確與完整性，對時效性的控制較差，在此引入的實時數據庫是一種新穎的數據庫，對數據傳輸的時效性有較好的控制，同時具有很好的穩定性與準確性，提高了監控系統的工作性能。

5 監控組態系統的實現

根據五里堠煤礦監控系統的設計目標與要求，對構建的煤礦監控系統進行測試。該系統的運行環境為Windows7，Web服務器要求為8.0及以上版本，數據庫采用MySQL，瀏覽器運行要求Internet Explorer10及以上版本。

首先對監控系統的組態界面進行檢測，監控系統實現了對各設備接口信號、狀態信息、模塊屬性信息等的顯示，監控系統對瓦斯濃度、溫度等數據進行采集，并設定安全閥值，當采集信號大于安全閥值時觸發報警器，實現對煤礦環境的采集與監控報警功能。

監控系統主界面的設計要求簡介明了，易于使用與操作。Web發布平臺的主界面如圖4所示，設計了4個數據采集與監控點位，左側主屏顯示了煤礦開采中的主要監控設備的狀態，右側顯示的是實時監控的環境數據，此時瓦斯濃度為1.2%，指示燈為紅色，表示當前數值處于比較高的警戒狀態，若參數正常，則指示燈為綠色。

圖4 Web監控平臺主界面Fig.4 Main interface of Web monitoring platform

6 結 語

我國是煤礦安全事故的高發國家，煤礦安全生產至關重要。分析了五里堠煤礦監控系統的需求，介紹了Web數據庫技術，結合需實現的功能，對組態軟件總體以及Web發布平臺結構進行設計，根據監控系統的設計目標與要求，對所構建的煤礦監控系統進行測試。測試結果顯示，該監控對設備狀況、生產環境等具有較好的監控能力，同時具有報警功能，對常見的設備故障可實現自主報警，提高煤礦生產安全。