煤矿现代化监测监控技术应用研究.docVIP

煤矿现代化监测监控技术的研究与应用 自2000年以来，随着国家对煤矿企业安全生产要求的不断提高和企业自身发展的需要，我国各地的大、中、小煤矿陆续装备了矿井监测监控系统。这些系统的装备大大提高了矿井安全生产水平和安全生产管理效率，同时也对该项技术的正确选择、使用、维护和企业的安全生产信息化管理提出了更高的要求。目前，煤矿安全监控系统具有模拟量、开关量、累计量采集、传输、存储、处理、显示、打印、声光报警、控制等多项功能，用来监测井下的甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、风速、负压、温度、烟雾、馈电状态、风门状态、风窗状态、风筒状态、局部通风机开停、主要通风机开停、工作电压、工作电流等，并且实现了甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等。近几年来，兖州矿业（集团）有限责任公司及其下属各个煤矿针对以前在矿井监测监控方面存在的一些问题进行了认真分析和归纳，并且与有关单位共同开展了科技攻关，取得了一批卓有成效的研究成果，同时他们还积极应用当前已有的矿井监测监控适用新技术，提出解决方案并且在矿井上、下进行了实施，有效地保障了矿井的安全，取得了良好的效果。 1 大型设备集中监控系统在煤矿的应用 兖州矿业（集团）公司兴隆庄煤矿东风井实现了大型设备的集中监控，设备采集参数量足、用户程序设计有利于扩展，为将来机房的无人值守创造了宝贵的经验。 该矿东风井发大型设备集中监控设有主监控系统、6kV级变电微机保护系统和工业电视视频系统。主监控系统下连扇风机监控子系统、水泵监控子系统和空气压缩机监控子系统。其监控上位机采用研华IPC610系列工控机，依靠与各个子系统的通信，集中监控所有设备的运行，监测空气压缩机子系统、扇风机子系统和水泵子系统的运行参数、工作状态和故障报警信息等，能够实时直观的模拟显示空气压缩机、水泵和扇风机等大型设备的系统模拟图。 该控制系统的明显特点是各个子系统均能够保持控制上的相对独立性，既可以集中联网实行远程控制又能够独立就地控制运行，各个子系统互相之间不干扰。使用工业IPC做“高层面监控”，而又用高质量的西门子S7系列PLC做“物理层面”的采样与控制，两者的控制与数据处理配合使用可以实现优势互补，用来完成大型机电设备的监控可以说是各显其能、相得益彰。后台的工业控制计算机、前置的PLC控制器以及扇风机的数据采集卡，其CPU都设有看门狗定时器功能，可以实现主机因为软件故障而死机时系统在无人干预下的自动复位。 主监控系统的操作系统软件为Windows2000NT系统，工控软件为国内应用最为广泛的“组态王”6.02版，特别便于软件的开发。视频系统的数码录像部分采用独特的模块化设计，使用先进的多媒体软硬件技术，解决了原先监控系统因为反复使用录像带而容易产生的画面不清晰、管理复杂以及费用高昂等问题，可以实现手工录像、定时录像、视频移动录像和布防报警联动录像，具有录满自动删除功能、摄像镜头和云台控制的功能、软件防死机和断电以后来电自动恢复启动的功能。其先进的网络性能，可以在数据专线、电话线和宽带网上传输图像。 2 KJ56型煤矿调度监控系统 为了满足中小型煤矿的现场实际需要，山东科技大学和兖州矿业（集团）公司唐村煤矿开发出了一套成本低廉、可靠性高、结构简单、便于维护的KJ56型煤矿调度监控系统，具有比较好的推广应用前景。 整个系统是由7个分站和40只传感器组成的，测点参数包括风速、瓦斯、电流电压、设备开停、风门开闭、蒸汽压、风压、绞车开停以及其运行位置等。该系统的控制中心为地面计算机，即系统主机，通过通信接口与各个分站进行数据通信。分站均通过2芯通信线挂接在一起，相互之间不进行联络。系统的主机首先根据分站与传感器的连接端口对分站的测点进行定义，定义内容包括分站的测点数、测点的端子号、顺序号、模拟量还是开关量等。定义完成之后便选择“初始化”菜单对每一个分站接着初始化。初始化成功以后，分站就把主机发来的定义参数存入到掉电不丢失数据存储器中。当分站因为故障断电再送电的时候，单片机能够自动取出原有的系统定义参数进行循环监测而不需要系统主机再对其进行初始化。 KJJ12型通信接口是由主机相连接的一个通信信号转换器，它与主机的通信采用普通的RS232标准接口，与分站的通信采用本安型、二线制基带信号；有光耦隔离电路，具有主、从机自动切换的功能和通信指示的功能，通信误码率比较低。在监测监控系统中，分站内的单片机是不允许出现死机故障的，所以他们设计一套可靠的单片机自动复位电路。其中，振荡器正常工作的时候会间隔一定时间（可以进行调整）输出一个正脉冲给复位电路，让单片机复位。单片机在正常工作的时候却不断地输出一个清零脉冲给振