4、智能監(jiān)控終端在通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

　　礦井通風(fēng)機(jī)是對(duì)礦山井下送風(fēng)的重要設(shè)備，通風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)關(guān)系到對(duì)礦井送風(fēng)的質(zhì)量。兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司機(jī)械制修廠研制出一種由ST-JK06系列智能監(jiān)控終端組成的礦井通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，可以對(duì)通風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，并且根據(jù)氣壓、危險(xiǎn)氣體含量、溫度與濕度等現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境實(shí)際情況有效地控制通風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量，既能夠滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)對(duì)空氣的要求，又可以避免過(guò)量送風(fēng)，降低了能源的消耗，同時(shí)也為安全生產(chǎn)提供了可靠的保證。

　　ST-JK06系列智能監(jiān)控終端不但能夠?qū)ぷ鳜F(xiàn)場(chǎng)的危險(xiǎn)氣體以及風(fēng)速、風(fēng)壓、溫度與濕度等物理參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，而且能夠?qū)?dòng)力（通風(fēng)機(jī)）的供電電壓、電流、頻率和功率等電參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并且由該終端向監(jiān)控中心發(fā)送信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在監(jiān)控中心對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)視的目的；由監(jiān)控中心向智能監(jiān)控終端發(fā)送控制指令，就可以對(duì)通風(fēng)機(jī)進(jìn)行有效控制。該終端以采樣原理作為理論依據(jù)，采用高性能嵌入式系統(tǒng)ARM，綜合運(yùn)用DSP技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)和貼片安裝工藝等一系列先進(jìn)的技術(shù)與工藝，實(shí)現(xiàn)了各種交、直流電量參數(shù)的實(shí)時(shí)采集、線性交換、計(jì)算和分析；同時(shí)，該終端具有模擬量輸入/輸出、開(kāi)關(guān)量輸入/輸出、鍵盤(pán)輸入/液晶顯示等功能。

　　鑒于電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控已經(jīng)成為多數(shù)用戶(hù)對(duì)設(shè)備的技術(shù)要求，ST-JK06系列智能監(jiān)控終端可以完成對(duì)電動(dòng)機(jī)工作電流、電壓、功率和電度等參量的檢測(cè)，能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的故障，防止電動(dòng)機(jī)燒毀。此外，該系統(tǒng)不僅可以對(duì)單臺(tái)通風(fēng)機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，還可以利用ST-JK06系列智能監(jiān)控終端構(gòu)成大的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)有線通信和GPRS/CDMA無(wú)線通信的方式對(duì)多臺(tái)通風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。

　　5、煤礦風(fēng)井通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)研制成功

　　兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司興隆莊煤礦東風(fēng)井通風(fēng)機(jī)房安裝G4-73-11№25D礦井主通風(fēng)機(jī)2臺(tái)，擔(dān)負(fù)著礦井東翼的井下通風(fēng)，原先的設(shè)備控制都是上個(gè)世紀(jì)70年代隨機(jī)帶來(lái)的簡(jiǎn)易控制柜，早就已經(jīng)不能夠適應(yīng)安全和高效生產(chǎn)的需要。為此，他們和山東省煤炭科學(xué)研究所共同研制成功東風(fēng)井通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，滿(mǎn)足了對(duì)通風(fēng)機(jī)各種主要參數(shù)的監(jiān)測(cè)與控制要求?，F(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行實(shí)踐表明：其性能優(yōu)良、穩(wěn)定可靠。

　　該礦東風(fēng)井通風(fēng)機(jī)房的監(jiān)控系統(tǒng)由1臺(tái)研華IPC共控機(jī)作為監(jiān)控機(jī)，安裝在主控制室；下設(shè)3臺(tái)檢測(cè)下位機(jī)，均安裝在通風(fēng)機(jī)房，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集與處理工作。下位機(jī)的控制核心采用ATMEL公司的89系列單片機(jī)，擴(kuò)展有不掉電RAM、看門(mén)狗電路、開(kāi)關(guān)量輸出、開(kāi)關(guān)量輸入、模擬量輸入、串行通信和電量采集等多個(gè)單元，主機(jī)在線監(jiān)測(cè)電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率、無(wú)功功率、前軸承溫度、后軸承溫度、風(fēng)道靜壓、風(fēng)道全壓、風(fēng)道動(dòng)壓、設(shè)備轉(zhuǎn)速和通風(fēng)機(jī)通風(fēng)量等相關(guān)參數(shù)。通過(guò)對(duì)上述參數(shù)的監(jiān)測(cè)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)礦井的通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行狀況，同時(shí)在線監(jiān)測(cè)運(yùn)行通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率，并且可以隨時(shí)對(duì)備用通風(fēng)機(jī)進(jìn)行全量程的技術(shù)測(cè)定。其風(fēng)壓與風(fēng)量的測(cè)量，采用本質(zhì)安全隔爆型傳感器，配接輸入式安全柵，既滿(mǎn)足了《煤礦安全規(guī)程》中關(guān)于煤礦出風(fēng)井對(duì)電器的要求，又保證了微機(jī)系統(tǒng)的安全。

　　此外，在配套的工業(yè)電視視頻方面采用工控機(jī)，利用視頻采集卡和MPEG4數(shù)碼硬盤(pán)錄像系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)視通風(fēng)機(jī)房現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的狀況，可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)錄象、定時(shí)錄像和報(bào)警聯(lián)動(dòng)錄像功能，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸和遠(yuǎn)程控制，具有攝像機(jī)鏡頭和云臺(tái)的全方位控制功能，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并且處理現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的不正常工作狀況，盡快地消除故障隱患。

　　6、礦用攝象機(jī)工作臺(tái)控制器

　　徐州工程學(xué)院和兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司南屯煤礦研究出一種基于單片機(jī)的礦用攝象機(jī)工作臺(tái)控制器，主要應(yīng)用于監(jiān)控輸?shù)V膠帶，并且可以實(shí)現(xiàn)在集控室控制攝象機(jī)的上下、左右移動(dòng)，以改變監(jiān)控的范圍。

　　在現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控工作中，要求操作人員在集控室內(nèi)可以通過(guò)電腦上的界面按鈕調(diào)節(jié)攝象機(jī)的工作臺(tái)移動(dòng)，而集控室一般距離監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)均比較遠(yuǎn)，因此必須考慮控制信號(hào)的傳輸問(wèn)題，而且由于監(jiān)控的地點(diǎn)比較多（少則十多個(gè)多則幾十個(gè)），所以集控室對(duì)這些工作臺(tái)的控制就需要一個(gè)連接總線和相應(yīng)的通信協(xié)議支撐。此機(jī)使用的是RS232轉(zhuǎn)RS485總線的接口再進(jìn)入通信網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)楣ぷ髋_(tái)的負(fù)載僅僅是1臺(tái)攝象機(jī)和相應(yīng)的防護(hù)罩，所以使用小功率的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)即可以滿(mǎn)足要求。鑒于對(duì)工作臺(tái)的控制精度要求不高，主要是可靠性要好，在傳動(dòng)方面可以使用塑料齒輪，以降低設(shè)備的造價(jià)?？刂破鲗?shí)現(xiàn)的核心任務(wù)就是接收、判斷集控室發(fā)來(lái)的控制命令，然后根據(jù)命令做出相應(yīng)的控制動(dòng)作。

　　在本機(jī)的設(shè)計(jì)中只有6個(gè)有效命令，即上仰、下俯、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、變倍和調(diào)焦，所以相應(yīng)的單片機(jī)程序編寫(xiě)比較簡(jiǎn)單。困難在于確保RS485通信的準(zhǔn)確無(wú)誤。因?yàn)镽S485通信方式的發(fā)送和接收都是共用同一個(gè)物理通道，所以是一種半雙工的通信方式，也就是說(shuō)在任何時(shí)刻只允許1臺(tái)處理器保持在發(fā)送狀態(tài)，否則就會(huì)產(chǎn)生混亂。由于單片機(jī)的串口是全雙工的，所以在控制器上電復(fù)位的期間，規(guī)定控制器全部處于接收狀態(tài)，同時(shí)還要求嚴(yán)格地控制發(fā)送和接收的時(shí)序，控制器只有在檢測(cè)到主機(jī)發(fā)送命令完畢的時(shí)候才能夠做出應(yīng)答。試驗(yàn)表明，該控制器調(diào)節(jié)方便、運(yùn)行比較穩(wěn)定、在1000m內(nèi)通信可靠，適合在礦井輸?shù)V現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控使用。

　　7、基于iFIX的煤礦綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)

　　針對(duì)目前我國(guó)煤礦的整體自動(dòng)化水平和科學(xué)管理水平相對(duì)比較落后以及各個(gè)部門(mén)之間的信息難以共享的普遍狀況，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)和兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司濟(jì)寧三號(hào)煤礦研究出了一種基于iFIX的煤礦綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，成功地實(shí)現(xiàn)了與下層PLC設(shè)備的通訊，極具廣泛推廣的價(jià)值。

　　濟(jì)寧三號(hào)煤礦綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要分為2層：信息層和控制層。信息層采用了C/S結(jié)構(gòu)，工作站作為iFIXClient，提供了操作員發(fā)送控制命令的接口，服務(wù)器作為iFIXServer，主要通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，是操作員發(fā)送命令的轉(zhuǎn)接口，并利用SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)生產(chǎn)中的重要數(shù)據(jù)進(jìn)行存檔等?？刂茖硬捎昧薈ontrol-Net環(huán)網(wǎng)，通過(guò)位于環(huán)網(wǎng)上的ControlLogix分站完成對(duì)實(shí)際設(shè)備的控制并且返回控制狀態(tài)和信息等。此外，生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息還可以通過(guò)WEB服務(wù)器進(jìn)行瀏覽。同時(shí)為了提高系統(tǒng)控制的可靠性，采用了2臺(tái)服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)雙機(jī)互備。當(dāng)一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障的時(shí)候，另一臺(tái)服務(wù)器能夠立即接替它所有的工作。

　　iFIX不能夠直接與井下ControlLogix進(jìn)行通訊，而必須要通過(guò)相應(yīng)的I/O驅(qū)動(dòng)器，濟(jì)寧三號(hào)煤礦利用了IntellutionGatewayforServer驅(qū)動(dòng)程序，簡(jiǎn)寫(xiě)為IGS驅(qū)動(dòng)。這是專(zhuān)門(mén)針對(duì)AB公司的PLC硬件而開(kāi)發(fā)的驅(qū)動(dòng)，讀取速度非?？?。在IGS配置中，先要為數(shù)據(jù)建立一條通道，選取設(shè)備型號(hào)；然后建立設(shè)備名，輸入正確的DeviceID；最后建立標(biāo)簽，標(biāo)簽代表的地址就是過(guò)程硬件的地址。當(dāng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)過(guò)多的時(shí)候，可以采用建立多條通道的方法來(lái)避免數(shù)據(jù)刷新速度緩慢甚至不能刷新的嚴(yán)重后果。

　　8、楊村煤礦遠(yuǎn)程生產(chǎn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

　　兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司楊村煤礦堅(jiān)持“安全第一、預(yù)防為主”的方針，力求安全生產(chǎn)工作從被動(dòng)防范向源頭管理轉(zhuǎn)變。該礦建立了加大視頻監(jiān)控系統(tǒng)及安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，利用安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)備與攝像機(jī)等實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)控，地面調(diào)度指揮中心可直接對(duì)井下情況實(shí)時(shí)監(jiān)控。兩套系統(tǒng)的結(jié)合使用，不僅能直觀監(jiān)視和記錄井下現(xiàn)場(chǎng)的安全生產(chǎn)情況，通過(guò)KJ95安全監(jiān)視系統(tǒng)在井下安裝瓦斯傳感器、溫度傳感器等設(shè)備反饋的信息，還可及時(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效的資料，為今后安全生產(chǎn)提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

　　（1）遠(yuǎn)程生產(chǎn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要特點(diǎn)。

　?、倬W(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上的圖像傳輸和共享。

　?、诳蓴U(kuò)展性?？刂撇考捎眉惺浇Y(jié)構(gòu)與嵌入式等技術(shù)可方便靈活地進(jìn)行擴(kuò)充，充分保證系統(tǒng)在將來(lái)的適應(yīng)性，盡可能不再重復(fù)投資。

　?、劭捎眯院涂煽啃?。采用當(dāng)今先進(jìn)的視頻壓縮方式，低帶寬、低延時(shí)，全雙工，回放查看清晰度高。

　?、芑ト哂鄠浞?。無(wú)論是管理服務(wù)器還是錄像服務(wù)器都支持相互冗余備份，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠有充分的技術(shù)保障。

　?。?）建設(shè)完善的遠(yuǎn)程生產(chǎn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

　　視頻采集設(shè)備安裝在礦井主要運(yùn)輸、行人大巷和主要的采區(qū)工作面。

　?、俳⒏飨嚓P(guān)部門(mén)的應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng)。在事故發(fā)生后，該系統(tǒng)可第一時(shí)間自動(dòng)以短信通知模式召集領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)部門(mén)的應(yīng)急會(huì)議，并將監(jiān)控圖像導(dǎo)入會(huì)議室，供快速?zèng)Q策啟動(dòng)應(yīng)急程序，以防止和減少人員傷亡。

　?、诮⑸a(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)視頻會(huì)議系統(tǒng)。以利于礦領(lǐng)導(dǎo)和行業(yè)相關(guān)部門(mén)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)井下安全生產(chǎn)的教育和培訓(xùn)，提升工作人員的安全意識(shí)和工作能力。

　?、劢?zhuān)業(yè)技術(shù)管理隊(duì)伍。利于正確操作監(jiān)控系統(tǒng)，及時(shí)維修各種故障，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

　?、芙?yán)格的考核制度。針對(duì)以上幾個(gè)方面內(nèi)容進(jìn)行獎(jiǎng)罰，以保障監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量。

　?、萁⒂行У穆?lián)防互促組織。單一方面的視頻監(jiān)控只能做到視頻圖像上傳管理，還需與礦上其它單位監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，調(diào)度指揮系統(tǒng)才能將礦井各方面信息進(jìn)行掌握。