4、智能監控終端在通風機監控系統的應用

　　礦井通風機是對礦山井下送風的重要設備，通風機的工作狀態關系到對礦井送風的質量。兗州礦業（集團）公司機械制修廠研制出一種由ST-JK06系列智能監控終端組成的礦井通風機監控系統，可以對通風機的工作狀態進行監視，并且根據氣壓、危險氣體含量、溫度與濕度等現場環境實際情況有效地控制通風機的送風量，既能夠滿足現場對空氣的要求，又可以避免過量送風，降低了能源的消耗，同時也為安全生產提供了可靠的保證。

　　ST-JK06系列智能監控終端不但能夠對工作現場的危險氣體以及風速、風壓、溫度與濕度等物理參數進行數據采集，而且能夠對動力（通風機）的供電電壓、電流、頻率和功率等電參數進行數據采集，并且由該終端向監控中心發送信息，進而實現在監控中心對現場進行監視的目的；由監控中心向智能監控終端發送控制指令，就可以對通風機進行有效控制。該終端以采樣原理作為理論依據，采用高性能嵌入式系統ARM，綜合運用DSP技術、現場總線技術、自動控制技術、高速數據采集技術和貼片安裝工藝等一系列先進的技術與工藝，實現了各種交、直流電量參數的實時采集、線性交換、計算和分析；同時，該終端具有模擬量輸入/輸出、開關量輸入/輸出、鍵盤輸入/液晶顯示等功能。

　　鑒于電動機的運行狀況進行實時監控已經成為多數用戶對設備的技術要求，ST-JK06系列智能監控終端可以完成對電動機工作電流、電壓、功率和電度等參量的檢測，能夠及時地發現電動機運行的故障，防止電動機燒毀。此外，該系統不僅可以對單臺通風機進行監控，還可以利用ST-JK06系列智能監控終端構成大的監控網絡，通過有線通信和GPRS/CDMA無線通信的方式對多臺通風機實現監控。

　　5、煤礦風井通風機監控系統研制成功

　　兗州礦業（集團）公司興隆莊煤礦東風井通風機房安裝G4-73-11№25D礦井主通風機2臺，擔負著礦井東翼的井下通風，原先的設備控制都是上個世紀70年代隨機帶來的簡易控制柜，早就已經不能夠適應安全和高效生產的需要。為此，他們和山東省煤炭科學研究所共同研制成功東風井通風機監控系統，滿足了對通風機各種主要參數的監測與控制要求。現場的運行實踐表明：其性能優良、穩定可靠。

　　該礦東風井通風機房的監控系統由1臺研華IPC共控機作為監控機，安裝在主控制室；下設3臺檢測下位機，均安裝在通風機房，負責現場數據的采集與處理工作。下位機的控制核心采用ATMEL公司的89系列單片機，擴展有不掉電RAM、看門狗電路、開關量輸出、開關量輸入、模擬量輸入、串行通信和電量采集等多個單元，主機在線監測電壓、電流、功率因數、有功功率、無功功率、前軸承溫度、后軸承溫度、風道靜壓、風道全壓、風道動壓、設備轉速和通風機通風量等相關參數。通過對上述參數的監測，動態監測礦井的通風系統運行狀況，同時在線監測運行通風機的運行效率，并且可以隨時對備用通風機進行全量程的技術測定。其風壓與風量的測量，采用本質安全隔爆型傳感器，配接輸入式安全柵，既滿足了《煤礦安全規程》中關于煤礦出風井對電器的要求，又保證了微機系統的安全。

　　此外，在配套的工業電視視頻方面采用工控機，利用視頻采集卡和MPEG4數碼硬盤錄像系統，實時監視通風機房現場設備的狀況，可以對現場進行動態錄象、定時錄像和報警聯動錄像功能，能夠實現網絡傳輸和遠程控制，具有攝像機鏡頭和云臺的全方位控制功能，以便及時發現并且處理現場設備的不正常工作狀況，盡快地消除故障隱患。

　　6、礦用攝象機工作臺控制器

　　徐州工程學院和兗州礦業（集團）公司南屯煤礦研究出一種基于單片機的礦用攝象機工作臺控制器，主要應用于監控輸礦膠帶，并且可以實現在集控室控制攝象機的上下、左右移動，以改變監控的范圍。

　　在現場的監控工作中，要求操作人員在集控室內可以通過電腦上的界面按鈕調節攝象機的工作臺移動，而集控室一般距離監控現場均比較遠，因此必須考慮控制信號的傳輸問題，而且由于監控的地點比較多（少則十多個多則幾十個），所以集控室對這些工作臺的控制就需要一個連接總線和相應的通信協議支撐。此機使用的是RS232轉RS485總線的接口再進入通信網絡。因為工作臺的負載僅僅是1臺攝象機和相應的防護罩，所以使用小功率的電動機驅動即可以滿足要求。鑒于對工作臺的控制精度要求不高，主要是可靠性要好，在傳動方面可以使用塑料齒輪，以降低設備的造價。控制器實現的核心任務就是接收、判斷集控室發來的控制命令，然后根據命令做出相應的控制動作。

　　在本機的設計中只有6個有效命令，即上仰、下俯、左轉、右轉、變倍和調焦，所以相應的單片機程序編寫比較簡單。困難在于確保RS485通信的準確無誤。因為RS485通信方式的發送和接收都是共用同一個物理通道，所以是一種半雙工的通信方式，也就是說在任何時刻只允許1臺處理器保持在發送狀態，否則就會產生混亂。由于單片機的串口是全雙工的，所以在控制器上電復位的期間，規定控制器全部處于接收狀態，同時還要求嚴格地控制發送和接收的時序，控制器只有在檢測到主機發送命令完畢的時候才能夠做出應答。試驗表明，該控制器調節方便、運行比較穩定、在1000m內通信可靠，適合在礦井輸礦現場監控使用。

　　7、基于iFIX的煤礦綜合自動化監控系統

　　針對目前我國煤礦的整體自動化水平和科學管理水平相對比較落后以及各個部門之間的信息難以共享的普遍狀況，中國礦業大學和兗州礦業（集團）公司濟寧三號煤礦研究出了一種基于iFIX的煤礦綜合自動化監控系統，成功地實現了與下層PLC設備的通訊，極具廣泛推廣的價值。

　　濟寧三號煤礦綜合自動化監控系統的設計主要分為2層：信息層和控制層。信息層采用了C/S結構，工作站作為iFIXClient，提供了操作員發送控制命令的接口，服務器作為iFIXServer，主要通過實時數據庫與生產現場進行實時數據交換，是操作員發送命令的轉接口，并利用SQLServer數據庫對生產中的重要數據進行存檔等。控制層采用了Control-Net環網，通過位于環網上的ControlLogix分站完成對實際設備的控制并且返回控制狀態和信息等。此外，生產實時信息還可以通過WEB服務器進行瀏覽。同時為了提高系統控制的可靠性，采用了2臺服務器來實現雙機互備。當一臺服務器出現故障的時候，另一臺服務器能夠立即接替它所有的工作。

　　iFIX不能夠直接與井下ControlLogix進行通訊，而必須要通過相應的I/O驅動器，濟寧三號煤礦利用了IntellutionGatewayforServer驅動程序，簡寫為IGS驅動。這是專門針對AB公司的PLC硬件而開發的驅動，讀取速度非常快。在IGS配置中，先要為數據建立一條通道，選取設備型號；然后建立設備名，輸入正確的DeviceID；最后建立標簽，標簽代表的地址就是過程硬件的地址。當監控數據過多的時候，可以采用建立多條通道的方法來避免數據刷新速度緩慢甚至不能刷新的嚴重后果。

　　8、楊村煤礦遠程生產視頻監控系統

　　兗州礦業（集團）公司楊村煤礦堅持“安全第一、預防為主”的方針，力求安全生產工作從被動防范向源頭管理轉變。該礦建立了加大視頻監控系統及安全監測監控系統，利用安全監測監控設備與攝像機等實現了遠程環境監控，地面調度指揮中心可直接對井下情況實時監控。兩套系統的結合使用，不僅能直觀監視和記錄井下現場的安全生產情況，通過KJ95安全監視系統在井下安裝瓦斯傳感器、溫度傳感器等設備反饋的信息，還可及時發現事故苗子，防患于未然，也能為事后分析事故提供有效的資料，為今后安全生產提供寶貴的經驗。

　　（1）遠程生產視頻監控系統的主要特點。

　　①網絡化。網絡視頻監控系統實現了在網絡系統上的圖像傳輸和共享。

　　②可擴展性。控制部件采用集中式結構與嵌入式等技術可方便靈活地進行擴充，充分保證系統在將來的適應性，盡可能不再重復投資。

　　③可用性和可靠性。采用當今先進的視頻壓縮方式，低帶寬、低延時，全雙工，回放查看清晰度高。

　　④互冗余備份。無論是管理服務器還是錄像服務器都支持相互冗余備份，系統穩定可靠有充分的技術保障。

　　（2）建設完善的遠程生產視頻監控系統。

　　視頻采集設備安裝在礦井主要運輸、行人大巷和主要的采區工作面。

　　①建立各相關部門的應急指揮調度系統。在事故發生后，該系統可第一時間自動以短信通知模式召集領導和相關部門的應急會議，并將監控圖像導入會議室，供快速決策啟動應急程序，以防止和減少人員傷亡。

　　②建立生產現場視頻會議系統。以利于礦領導和行業相關部門對生產現場井下安全生產的教育和培訓，提升工作人員的安全意識和工作能力。

　　③建立專業技術管理隊伍。利于正確操作監控系統，及時維修各種故障，保證系統正常運行。

　　④建立嚴格的考核制度。針對以上幾個方面內容進行獎罰，以保障監控系統運行質量。

　　⑤建立有效的聯防互促組織。單一方面的視頻監控只能做到視頻圖像上傳管理，還需與礦上其它單位監測監控系統有機結合，調度指揮系統才能將礦井各方面信息進行掌握。