導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇煤礦安全監控系統介紹，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

煤礦安全監控系統作為煤礦井下安全避險“六大系統”之一，主要完成對井下甲烷、一氧化碳、溫度和風速等環境參數的動態監控。對保障煤礦安全生產，提高生產效率和機電設備的利用率都具有十分重要的作用。目前，國家要求煤礦企業必須安裝煤礦安全監控系統，而煤礦企業的安全監控技術人員卻嚴重不足。煤炭院校作為煤礦企業技術人員的培養基地應加強“煤礦安全監控系統安裝與維護”課程建設，充分結合煤礦企業生產實際，培養具有高水平的煤礦安全監控技能人才。

2存在問題

2.1師資力量不足

煤礦安全監控系統的授課教師應同時具備煤礦開采、通風、計算機技術、電子技術等方面的理論基礎知識以及較強的設備安裝、調試以及維護能力。學校的專職授課教師往往具備較強的理論功底，但是動手實踐能力有所欠缺；而企業的外聘教師卻恰恰相反。因此迫切需要樹立新的人才培養機制來使用課程教學的需要。

2.2缺乏有針對性的教材

本課程的教學大綱要求學生掌握煤礦安全監控系統的設計選型，熟悉分站、傳感器、斷電儀的基本工作原理、技術參數及安裝調試方法，熟悉煤礦安全監控軟件的設置以及使用方法，掌握監控系統常見故障處理方法。了解煤礦安全監控系統的日常管理和維護制度。現有教材大部分是以理論為主，著重介紹礦井開采、通風、計算機相關的理論知識，而涉及到具體實踐操作部分往往講解得不夠詳細。

2.3實踐教學條件不足

本門課程最終目的是讓學生掌握煤礦安全監控系統的安裝與維護方法，這就需要購買足夠數量的設備來供學生進行實訓。而煤礦安全監控系統動輒10～20萬一套，學校往往沒有這么多的資金來購買足夠的設備供學生實訓，大部分煤炭類學校僅僅購買幾套設備供教師演示用，學生沒有設備來進行實踐就導致其動手能力嚴重不足。畢業到煤礦企業后也無法馬上上崗，這也給企業增加了一定的培訓負擔。

3解決方法

3.1加強師資隊伍建設

授課教師應加強業務學習，掌握《煤礦安全章程》、《AQ1029-2007》中的相關內容，以及甲烷、一氧化碳、風速等傳感器報警值、斷電值、浮點值的行業標準。學校應派遣教師前往煤礦安全監控設備生產廠家進行頂崗鍛煉，學習其新技術、新設備，了解設備的內部構成便于現場教學；派遣教師前往煤礦企業，掌握設備在現場進行安裝、調試的步驟及方法。這樣教師頂崗鍛煉返校后就能充分結合企業實際進行教學。

3.2編寫理實一體的教材

現有的教材側重理論，在實踐操作教學上有所欠缺，因此需要編寫一本理實一體的教材。筆者曾參與了全國煤炭高職高專“十二五”規劃教材《礦井安全監控系統安裝與維護》（已出版）的編寫，該教材以國內市面上主要的KJ90NA系統的煤礦安全監控設備為基礎，基于項目教學的方式，在充分介紹系統設計、選型等理論知識的同時，詳細介紹了分站、傳感器、斷電儀等設備的安裝、維護以及調試過程。

3.3建立虛實一體的實驗教學系統

煤礦安全監控實驗教學系統要求既能夠重現真實井下設備的實際工作情況，又能隨機生成井下各種數據（包含各種突發異常據），提供給每位學生上機實驗用。為了實現這個目的，可以建立虛實一體的實驗教學系統，布置幾套典型的的煤礦安全監控設備讓學生對系統的整體結構有一個直觀的認識，同時為了讓每位學生都能夠獨立動手完成系統的安裝、調試，可以結合真實的煤礦安全監控軟件，利用模擬器隨機產生井下各項數據，開發一套虛擬實訓系統（筆者曾參與該系統的研發，并已完成，現已用于教學）。

在原有的真實煤礦安全監控系統中井下監控設備價格較高，大部分學校沒有足夠的資金為每位實驗的學生配置一套完整的設備。因此學校在購買幾種典型的設備用于展示系統整體結構的同時，可以開發一套模擬系統用于產生井下傳感器的各項數據，以及對應設備的狀態。模擬煤礦監控系統在一般的PC即可運行，該系統動態模擬煤礦井下各種復雜環境參數的變化，通過實驗系統教學，能夠使學生在模擬環境下了解實際生產的各種情況， 對整個煤礦井下監控系統有一個完整、形象的認識。同時，每位學生可以通過親自動手操作，應用軟件修改各種參數，學會如何應對實際生產中可能出現的問題以及特殊極端情況。當學生獨立在模擬系統上完成了系統組建及參數設置之后，再分批次在真實的煤礦安全監控系統上進行系統的組建與配置，這樣就大大節約了成本，同時也能保證每位學生都能夠上機完成實驗。

真實煤礦安全監控系統硬件教學使學生更深入地了解系統構造、通信控制及傳感器的工作原理；模擬煤礦安全監控軟件學習使學生掌握監控系統的搭建及配置方法。兩者有機的結合就能更好的為煤礦安全生產的人才培養打下堅實的基礎。

3.4加強校外實訓基地的建設

篇2

準旗、伊旗地方政府及煤管部門按照《中央辦公廳、國務院辦公廳關于做好2009年元旦、春節期間有關工作的通知》（簡稱《“兩辦”通知》）和《國務院安委辦關于切實做好元旦、春節期間安全生產工作的通知》，對煤礦安全生產工作做了精心部署和安排，煤炭管理部門繼續實行工作人員春節不放假和領導干部值班制度，加強安全巡回檢查，確保煤礦節日安全。各煤炭企業按照上級的指示，認真進行了安全部署和隱患排查工作并落實了企業領導跟班值班制度。

篇3

中圖分類號：TD64 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）12-0000-00

我國是一個煤礦產量大國也是一個煤礦能源使用大國，煤礦生產由傳統的生產監控方式逐步走向現代的生產監控方式。煤礦企業在生產發展轉型中經歷了很長一段的陣痛期，因為煤礦企業在生產過程中事故頻發。近年來，我國煤礦企業傷亡的職工人員數量急劇增加，死亡人數數量達到三萬多。根據國家數據不完全統計，每年我國煤礦企業因為各種死亡事故造成的經濟損失高達20億人民幣以上。正是在這樣的嚴峻社會形勢下，加強煤礦生產的安全監控問題亟待解決。

1 國內外煤礦安全監控系統的發展原由、現狀以及前景

1.1國內外煤礦安全監控系統發展原由

煤礦安全生產問題是一個國際化的問題，因為煤礦是傳統的主要能源，而且在現今依舊保持重要的能源地位，煤礦安全生產問題也是一個不可回避的問題。礦難事故的頻發，安全隱患的長期存在，生產狀況的嚴峻環境，以及社會和國家的壓力，都不斷促使煤礦企業不斷反思和改進煤礦安全監控系統，進一步提升監控技術，保障生產安全[1]。

1.2國內外煤礦安全監控系統發展

很多的發達國家技術發展較快，比如：美國、英國、德國、日本、法國等國家自從二十世紀六十年代開始就開始發展催化型的儀器來檢測瓦斯方向了。很快，隨著計算機技術的成熟與應用，以及后來的通訊技術的快速發展，技術的結合與應用使得現階段很多發達國家在煤礦企業生產中采用的安全監控系統是集成了環境安全、調度與運輸、過程監控等功能于一體的綜合的復合系統。

相較于國外，我國的煤礦安全監控系統發展更新較為緩慢，基礎也相對比較薄弱，但發展的速度較快。面對我國較為嚴峻的安全生產環境，我們國家的煤礦企業不斷引進國外的先進技術和經驗，再結合我國的實際情況，不斷改進、消化、吸收適應本國的需要，不斷完善和推廣煤礦安全監控技術，不斷系統優化，走向綜合監控應用的先進方向。

1.3國內外煤礦安全監控系統發展前景

煤礦安全監控系統技術的發展方向主要是：數字化、系統化、綜合化、網絡智能化。未來煤礦安全監控系統主要體現的極大優勢是數字化和網絡化。計算機遠程綜合監控系統應用的數字化將會把系統中的音頻、視頻和控制等多媒體的信息從模擬狀態轉化為數字狀態。網絡的智能化主要體現在計算機的監控綜合系統在應用中將會由集總式向集散式系統轉變。21世紀是一個信息化全球化的社會，以信息技術為核心的發展時代，計算機的遠程綜合監控系統在煤礦中的應用也成為了時代的要求。

2 計算機遠程綜合監控系統在煤礦中的應用

2.1監控系統拓撲結構類型

現階段的煤礦監控系統拓撲結構主要有：星型結構、環形結構、總線型結構。星型的拓撲結構的網絡是一種集中控制型網絡。其主要優點是網絡監控和管理簡單，介質訪問和協議訪問簡單，服務方便。主要的缺點在于電纜數量龐大，安裝以及維護相對復雜。環形的拓撲結構的信息數據在封閉的回路中沿著單一方向傳輸。其主要的優點是網絡實現簡單，投資最小。操作簡單，控制軟件也簡單。其主要的缺點是環形的網絡是直接串聯的，每一個節點的故障都可能會引起全網的故障，進而導致網絡故障甚至癱瘓。總線型拓撲結構是將所有的設備直接與總線連接，所有工作站和服務器都連接在一條總線上，沒有中央控制節點。其主要優點是結構簡單，不需要另外的互聯網設備，組網的費用也低，設備少而簡單，電纜少，安裝容易，可靠性高[2]。其主要的缺點是節點的容量有限，所有節點是共享寬帶，訪問時影響速度。

2.2計算機遠程綜合監控系統

煤礦綜合監控系統復雜繁多，功能性強也復雜，有人機界面操作模塊、綜合組態模塊、并行網絡通訊、數據庫訪問、查詢打印模塊、WEB服務模塊、實時性處理和控制等多樣功能。綜合系統如圖1所示：

圖1.綜合監控軟件示意圖

2.3平臺集成各監控子系統的方式

煤礦綜合監控系統主要包括監控子系統主機服務器、監控子系統分站、控制器以及嵌入式監控設備。綜合監控系統與子系統監控分站以及PLC控制器的連接方式如圖2所示：

圖2.綜合監控系統與子系統監控分站以及PLC控制器的連接方式

2.3計算機遠程綜合監控系統在煤礦應用中的功能

計算機遠程綜合監控系統在煤礦應用中可以實現以下主要功能：（1）考勤功能：計算機遠程掌握控制每天曠工入井時間、升井時間，且可以自動按相應照班次生成日、周、月和年考勤等各類考情報表，數據詳盡且準確。（2）人員的準確跟蹤定位功能：實現精確到分秒對井下的分布情況以及現場狀況進行實時監控，例如人員的分布情況，人員的區域分布情況，實現對井下人員準確跟蹤定位。

2.4計算機遠程綜合監控系統中的視頻系統應用

視頻系統由投影單元，控制系統和相關的設備三部分，整個系統分為三部分：投影顯示，信號處理，控制管理。視頻監控信號和 VGA 信號通過視頻/RGB 矩陣選擇輸入，可以直接輸入到 DLP 投影單元的視頻或 RGB 輸入端口合成顯示在大屏幕上。系統在技術上先進，使用上實用，經濟上合理。

2.5計算機遠程綜合監控系統的語音報警系統

對于計算機的遠程綜合監控系統在煤礦應用中而言，語音報警系統在整個的綜合監控系統中具有很重要的地位。實時報警，對于快速解決生產事故和加強安全管理起著重要的作用[3]。

語音系統可以實時快速地對故障的類型進行語音播報，這是因為語音系統將先進的流媒體和嵌入式技術結合起來了，實時傳輸，這樣極大節省了存儲空間。

何為流媒體技術，筆者通過查看相應的資料，了解到所謂的流媒體技術，是指在數據網絡上按照時間的先后順序傳輸和播放的連續音頻或視頻數據流，是一種新的傳輸方式。

2.6計算機遠程綜合監控系統的安全管理

煤礦生產的安全絕對不可忽視，同樣現代的先進的計算機遠程綜合監控系統的監控系統安全保護與管理問題同樣不可忽視。不同類型的用戶的應用，首先必須解決好授權與安全的問題，依據相應權限操作。管理人員具有操作員的所有權限，而且可以對參數進行更改。為了保證系統的安全運行，管理員登陸時必須要輸入管理員密碼，操作員直接進入系統，不需要授權密碼。

2.7計算機遠程綜合監控系統在煤礦應用中的故障排查方法

計算機遠程對于井下作業以及煤礦生產的各個環節進行監控，實現了數字化智能化，但同時需要明確的一個問題是，遠程計算機遠程綜合監控系統如何排除故障，保證系統的正常運行，真正全面實現智能化操作。

計算機遠程綜合監控系統有一個普遍的潛在的故障就是通訊不能正常工作，雖然計算機的遠程控制軟件會發出相應的信號，但是卻無法提供及時的科學的應急處理方法，仍然需要人工的幫助，如需要人工使用螺絲刀來尋找故障。如果網絡安全正常運行，通訊暢通無故障，軟件即可以為故障的檢測以及查詢方面提供幫助。這就需要煤礦企業充分保證網絡通訊的順暢，以及對于系統設備不間斷地進行監視。

系統出現異常，一般通過以下幾種常用方法排除：

（1）看組態參數是否被修改，在實際操作中主要是查看主站是否改變了組態。

（2）查看現場設備，排除現場設備障礙。一般來說，是主傳感器、輔助傳感器、傳感器電路等可能出現障礙。

（3）查看設備電壓是否出現異常，查看設備是否被拆除或者需要另外再組態。

（4）主變量超限。

（5）非主變量超限。

（6）模擬輸出固定，需要對儀表進行檢查。

3結語

筆者在文中主要是介紹了計算機遠程綜合監控系統在煤礦中的應用，以及為何遠程監控系統得以發展和應用的原由以及發展前景。較為詳盡地展現了綜合系統的結構模式以及如何實現遠程監控方法。同時也說明了計算機遠程綜合監控在煤礦中應用的可行性以及信息化生產發展要求數字化遠程綜合監控的必然性。

通過本文，筆者梳理了國內外煤礦生產安全的現狀，煤礦安全監控系統的現在與未來的發展前景，計算機遠程綜合監控系統在煤礦應用中存在的問題，遠程監控如何在礦井以及煤礦企業生產環節的遠程監控，而且是實現綜合監控。改變傳統的數據信息的獨立，綜合監控實現信息的共享，利于煤礦企業在生產作業時對于信息可以及時處理，對于突發狀況可以有效處理，特別是在計算機遠程監控狀況下如何實現有效地監控和狀況處理，確定本課題的研究方向和研究意義。現今我國的煤礦安全生產隱患依舊存在需要得以高度重視，大量的煤礦安全生產監控系統較為落后，監控系統存在硬件不通用、軟件不兼容，監控功能尤其在遠程監控功能上監控功能不強的問題亟待于解決。

4不足與展望

由于時間的關系，以及計算機遠程綜合監控系統復雜性多樣性，遠程監控系統的相關研究以及問題的發現仍需要筆者繼續研究探索。例如需要進一步研究故障排除的方法，需要進一步提高煤礦的信息化，需要進一步研究深化了解監控系統的互聯網技術和通訊技術。不可否認，計算機遠程綜合監控系統在煤礦中的運用前景一片光明，我們需要做的就是技術的不斷完善更新融合。

參考文獻

篇4

中圖分類號： TD76

文獻標識碼：A

文章編號：1009-2374（2012）18

近年來，隨著我國國民經濟的迅猛增長，工業、農業等各方面對煤炭的需求量不斷加大。長期以來，由于目前煤炭生產加工過程的各種客觀因素的制約作用，我國煤礦安全形勢相當嚴峻，重大事故頻發，瓦斯事故時有發生，給國家和人民生命財產安全帶來嚴重威脅。如何能夠在煤炭生產加工過程中解決安全隱患，保持煤炭工業的健康持續發展，已經成為煤礦采掘業的重中之重。

1　網絡技術在煤礦安全監控中的重要作用

煤礦安全監控系統是防治瓦斯煤塵爆炸事故最有效的技術手段，而通過網絡技術的應用，能夠將煤礦的檢測系統全部聯網，通過網絡將井下瓦斯含量等相關監測數據即時地發送到指定監察機構。它通過井下的探頭，可以精確地監測到瓦斯的密度和濃度，以及各風門的風量，安全監控網絡系統能夠對監測數據自動采集、傳輸、監測并顯示結果，一旦超限，便自動報警，從而有效防范瓦斯事故的發生；它以礦井安全監控系統為基礎，可直接在計算機屏幕地圖上進行遠程瓦斯監測分析和安全調度管理等。煤礦安全信息網站提供了信息共享機制，使得管理人員可以及時了解煤礦安全狀況，促進了管理部門之間的積極溝通，為科學管理決策提供了信息支持，解決了安全管理人員不足的矛盾。因此，引入安全監控網絡技術，能夠顯著提高煤礦安全監控能力，降低災害事故的發生，還能提高煤礦企業管理人員的管理水平，從而更好地促進煤炭生產。

2　網絡技術在煤礦安全監控中的具體應用

2.1　安全監控網絡系統構成

煤礦安全監控網絡系統主要由工作站（個人終端）、網絡中心（包括系統服務器、web服務器、防火墻、交換機等）、監控終端、井下分站、數據采集器等構成（圖1）。

數據采集器和傳感器置于井下，主要對瓦斯氣體等各種參數進行采集，通過井下分站、通信傳輸介質和監控終端，把采集到的數據傳入服務器，從而實現實時監控和處理、預警等功能。

2.1.1　服務器

煤礦安全監控網絡的服務器主要包括數據服務器、通訊服務器和Web服務器。數據庫服務器提供查詢、統計等功能和具體數據來源，主要存儲設備數據、環境數據、管理數據等實時信息和非地圖數據。通信服務器是整個煤礦監控網絡的基礎，具有數據采集、數據和數據傳輸等功能。通訊服務器主要負責接收具體某個煤礦實時上傳各種數據，如甲烷濃度、CO濃度等，然后對這些數據進行有效處理,對外提供實時數據的訪問接口，保證其他服務器的實時數據查詢服務。Web服務器通過網絡管理人員的授權，在外的監管人員可以通過訪問系統了解監控情況。

2.1.2　監控終端

煤礦的監控終端連接安全監控系統的主服務器，安裝在煤礦地面現場，它通過取得主站的實時監控數據和各個探頭的工作狀態，從而直接監控系統自身的運行情況，然后通過網絡將所獲取信息發送至服務器進行數據甄別；監控終端能夠自我診斷，自動檢測相關數據并進行分析，對異常數據則通過預先指定的方案發出警告，從而督促管理人員進行及時檢查排除隱患。

2.1.3　分站

分站設于煤礦井下，一般采用雙單片機結構，同時進行計算機通信和控制數據采集。它的主要任務是接受服務器的指令，儲存系統自定義參數；接收數據采集器采集的各種數據傳達給服務器進行分析處理，能夠提高系統采集數據的速度，縮短巡測周期，從而提高監控系統的整體性能。分站能夠根據其監測到的異常數據直接進行安全控制并且發出聲光報警信號；分站能夠自動復位，當其發生意外而死機時，能夠輸出復位信號使單片機自動復位；分站能保存服務器下發的各種初始化數據，在因意外而與服務器中斷后仍可進行監控，從而達到安全控制的要求。

2.1.4　數據采集器和傳感器

傳感器能夠實時采集CH4體積分數、CO2體積分數、CO體積分數、炮孔CH4體積分數、溫度等參數，然后數據采集器將采集到的瓦斯、風速、開停等各種物理量轉換成電信號，再將信號傳到分站；分站對傳感器的數據進行再次采集，將數據通過傳輸介質傳給服務器；同時具有雙向驅動功能，根據地面服務器的指令進行開出控制。

2.2　安全監控網絡的功能

煤礦安全監控網絡系統性能穩定、可靠性高、易于操作、維護量小，能夠實時采集井下的瓦斯量、風速等各種數據，進行一定的轉換后，通過傳輸介質將數據傳輸到服務器上，服務器接受各種監測數據后進行處理，正常數據存入數據庫以便日后查詢和比對；對超限的瓦斯數據則將監測點信息自動傳輸給相關單位進行處理。監控終端對各個井下工作單位的工作轉臺進行異地實時監控進行實時數據跟蹤分析；對歷史數據進行分析比較從而預測其變化趨勢，對可能存在的危險預先進行判斷，從而早期發現各種危險因素，防患于未然。

3　煤礦安全監控系統應用網絡技術的注意問題

我們在煤礦安全監控系統中推行網絡技術應用的同時，不能忽略由此而引發的問題。（1）在傳感器到分站間的模擬型號的傳遞和采集過程中，模擬量傳輸的抗干擾防衛度較差，存在冒大數、誤報警、誤斷電等數據異常而導致的問題，對監控系統的穩定性造成影響；（2）在整個監控網絡系統中，各種計算機器件在煤礦井下低照度、高粉塵、高爆炸性氣體環境中使用時可能會減少使用壽命，一旦出現故障，在狹小黑暗且存在爆炸危險的環境中，現場維修時可能存在檢修儀器無防爆措施等問題；（3）網絡在煤礦中的運用，必須有專人維護方可正常運行，若需對全部煤礦進行監控，就要求監控設備遍布各個礦井，這就增加了工作人員的工作量和維修時的危險程度，增加的產業成本不一定適合所有的煤炭生產單位。（4）在各種先進的網絡技術和其他技術應用于煤炭安全監控的同時，對于簡單的瓦斯檢測方法如“火燈（帶防爆銅網的煤油燈）”等傳統方法，尚不能完全丟棄。

4　結論

煤礦安全監控網絡技術的投入使用能實時記錄瓦斯變化全過程及井下工作人員現場工作情況，以便及時發現隱患，快速監督處理，有效避免井下瓦斯超限等現象的發生。網絡技術在煤炭生產安全監控中的應用，是實行煤炭生產安全監督管理的重要舉措，具有劃時代的意義。煤炭生產安全信息化任重道遠，我們要對煤礦安全監控網絡建設與改造進行更加深入的分析和研究，加快發展適于煤礦安全生產的網絡監控系統，為進一步提升煤礦安全生產水平做好技術支撐。

參考文獻

篇5

Abstract: with the improvement of science and technology, the content of science and technology of coal mine safety supervision and coal mine safety equipment level is then ascension. Form the whole mine safety production monitoring network, and for safety production provides reliable information technology security. Development and construction of an open, with a unified standard in the mine safety monitoring platform is the trend of The Times.

Keywords: coal; Monitoring system; Intelligent; network

中圖分類號： X924.3 文獻標識碼：A 文章編號：

一、通用技術要求及規范

按照國家安全生產監督管理總局年頒發的《煤礦安全監控系統通用技術要求AQ6201-2006》和《煤礦安全監控系統及檢測儀器使用管理規范AQ1029-2007》，對煤礦安全監控系統的具體技術指標及相關傳感器的配置標準進行了詳細明確。解決以前煤礦安全生產監控系統沒有行業標準，造成傳輸協議和接口標準不統一，各分(子)系統之間不能互通和兼容，信息資源難于共享，監測系統、控制系統和管理系統不能實現聯動的問題，從而促進煤礦行業安全生產軟硬件研發和服務保障系統能力的提升。其內容主要體現以下幾方面：

1、規定要求全面。

新標準對煤礦安全監控系統的范圍、規范性引用文件、術語和定義、裝備要求、設計和安裝、甲烷傳感器的設置、其它傳感器的設置、使用與維護、煤礦安全監控系統及聯網信息處理、管理制度與技術資料等方面進行了詳細要求，并介紹了低濃度甲烷傳感器調校方法和礦用開關瓦斯電閉鎖接線原理。

2、加大了監控密度與要求

一是明確低瓦斯礦井要裝備監控系統，對《煤礦安全規程》第158條進行了修改，明確低瓦斯礦井必須裝備安全監控系統。

二是增加了傳感器的設置數量。通過增加傳感器的數量，加大監控密度，形成固定地點監控和流動人員巡檢相結合的測控網絡。因此，新標準對《煤礦安全規程》169、170條、175條及表3進行了修改，增加了甲烷傳感器的安設數量。

3、提高系統及傳感器穩定性要求

《煤礦安全監控系統通用技術要求》規定接入系統的傳感器的穩定性指標大于15天。

4、重視系統維護工作

對使用維護工作進行了細化，增加了對檢修機構、配備儀器、調校方法、維護方法、報廢、圖紙資料和信息保存等內容。對監控系統中心站及聯網網絡中心的管理提出了要求。

二、對煤礦安全監控系統的主要要求

1、在增加設備配置的情況下，安全監控系統巡檢周期要控制到30s以內要求，這是系統最基礎的技術指標。

2、部分傳感器的穩定性不能滿足15d要求，不同種類傳感器之間有差別，同類傳感器不同個體之間也存在差別。主要體現在采用催化元件的瓦斯和一氧化碳傳感器。

3、系統數據分析、處理和聯動方面功能需要補充，煤礦安全監控系統的監測數據變化和刷新頻率較慢、控制點比較分散、距離比較長，要求系統在模擬量、開關量以及導出量的斷電設置上，手段要更豐富些，采用統一格式的數據顯示，并對數據備份、網絡和網絡安全方面進行完善。

三、技術改造原則及應達到的效果

1、總體規劃，分步實施的原則。安全監控系統技術改造可分為兩個部分：一是系統技術標準的改造，確保系統指標滿足標準和使用要求；二是傳感器配置的增加，使監測點的配置符合標準要求。

2、整體布局,重點突出的原則。系統技術標準改造涉及系統主站層、傳輸層和設備層的全部設備，首先保障系統主體結構和穩定性滿足使用和維護要求，而設備配置的大量增加,系統負載的不斷加大對系統布局設計的合理性及穩定性,是一種沖擊和檢驗。

3、穩定性與經濟性原則。在具體技術選擇中，以確保系統運行穩定和利于日常維護為前題。對于新技術的采用，以煤礦現場情況與實際需要為選擇標準。提高方案的性價比，避免設備更換的“一刀切”，對于允許使用和滿足要求的設備不立即更換。

4、開放性與安全性。以系統主體的數據安全為重點，確保系統主機與服務器的網絡安全性，同時最大限度實現數據共享，開發數據綜合分析價值。

5、后繼開發與可維護性。在設備及軟件的選擇上，充分考慮其通用性，擴大可選擇范圍，減少后繼開發及維護投入。

應達到的效果：

首先系統技術指標及系統容量滿足標準要求，即在達到標準及監測要求的最大分站級設備數量時，系統巡檢時間和控制執行時間等指標均滿足要求。

其次，系統分析、邏輯處理及斷電功能滿足要求；統一數據顯示和輸出格式；數據保存、監測聯網及網絡安全方面進一步提高；提高設備檢定水平。

最終系統傳感器配置數量及穩定性指標滿足新標準及規定要求。重點保障海域區域的安全監控系統的監測設備配置要求。

四、主要技術研究及應用

我們認為，對系統整體的技術要求中，最重要的一點是對“系統最大巡檢周期不大于30S”的要求。由于煤礦安全生產環境、作業狀況的特殊性，煤礦安全監控具有電氣防爆要求、工作環境惡劣、電磁干擾嚴重、監測對象變化緩慢、控制功能單一和傳輸距離遠等特點，普遍采用單片機和485總線的方式，其傳輸內容為數據幀格式，在該方式下，系統巡檢時間就成為煤礦安全監控系統的基礎技術指標，其決定著系統容量、傳輸距離、數據采集時間、控制執行時間等系統指標，決定系統通訊結構、數據格式等系統處理方式。目前的煤礦安全監控系統多分為設備層、傳輸層和數據處理層，但只要采用一主多從、時分制點名巡檢進行數據通訊的傳統方式，不可避免的矛盾是系統測點容量與巡檢時間的限制。設備層傳感器數量的增加，帶來的是傳輸屋設備數量的同步增加，主站必須逐個對所有分站進行巡檢，導致巡檢周期長、傳輸速度慢、時效性差和聯動反應弱。

目前對提高系統巡檢周期的主要方法：

1、提高系統通訊速率。煤礦監控系統通訊速率多為1200、2400和4800bps。但提高系統通訊速率對縮短系統巡檢時間的作用有限，因為提高系統通訊速率帶來的是系統傳輸距離的縮短和抗干擾能力下降，犧牲的是系統的穩定性。并且系統傳輸距離的縮短，需要增加通訊中繼設備，而中繼設備的運行情況將決定整個系統的穩定性，不宜采中通訊中繼設備。所以系統通訊速率的提高，需要根據系統規模及現場安裝情況確定。

2、虛擬主機串口，增加傳輸通道。目前煤礦安全監控系統主機多采用一主多從和時分制，通過1到2個傳輸接口與下級設備進行通訊。增加傳輸通道即將一路通訊擴展到多路通訊，將系統通訊層設備劃分成多個區域，每個區域通過各自獨立的傳輸線路和傳輸接口與系統主機進行通訊。目前該方法的優點是對系統設備改動少、不增加通訊中繼設備，并且可將系統劃分成多個地理上分離的區域進行同時巡檢，可以有效地縮短巡檢周期和進行了故障隔離。是目前控制系統巡檢周期的有效手段。

3、采用以太網與RS485轉換,增加數據接口，實現監測數據的網絡WEB。

針對目前北皂煤礦成功應用井下防爆工業以太環網，將安全監控系統接入工業以太網，可以實現系統通訊速度質的飛躍。基于安全可靠，并且具有一定開放性的數據庫，對各種監控系統的數據進行有選擇地集成，統一數據格式和接口，采用標準通訊協議。從而可以通過一個窗口，對整個礦井監控系統的數據進行查看和瀏覽。統一數據倉庫，在集成化的數據管理中，所有的數據是在一個數據庫中進行管理，數據一旦被輸入，在整個系統中都可以使用。各種圖形、圖像、報表信息都通過統一方式在任何一臺終端統一瀏覽，統一界面。

五、礦井安全監控系統技術發展方向

通過對煤礦安全監控系統的應用與維護，目前需要改進與提高的方面主要是傳感器的更新與維護，主要體現在傳感技術的應用落后于現場環境監測的需要，傳感器的檢驗滯后于傳感技術的應用。

1、智能傳感器

傳感器具有模塊化的設計，實現數據處理和電源等電路的通用，可配接各種不同的傳感組件。當用于不同被測物理量時，只需更換傳感組件。同一傳感器還可同時接入多個傳感組件構成多參數傳感器。

具有多種輸出信號制式的智能傳感器可以很方便地接入各種不同結構的系統中，兼容性強。采用電壓或電流輸出時，可接入現場控制器中；采用雙極性不歸零的頻率輸出時，可接入標準分站；采用RS485等總線輸出時，可接入系統通訊線路中，提高傳輸速度。

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2基于CAN總線技術的煤礦安全監控系統設計

基于CAN總線技術的煤礦安全監控系統共包括三大部分，即煤礦安全監控智能決策與管理系統、礦井網關及多礦井分布式監控子網絡，下文分別進行介紹：

2.1煤礦安全監控智能決策與管理系統

煤礦安全監控智能決策與管理系統采用實時在線智能管理控制系統—因特摩系統來實現，其將包含了專家系統、智能搜尋器、自動機器翻譯及計算機視覺等技術的智能系統與因特網、通信技術、自動化技術、實時數據處理技術及數據庫技術等結合在一起，實現對工業生產現場的智能監控。在煤礦安全生產中應用因特摩技術，可獲取更多事故預報的私有知識，以起到預報事故的作用，為安全生產管理者提供更多的參考信息，提高決策管理的針對性，將事故控制在萌芽狀態。該模塊包括分站監控機、主監控機及分布式系統，井下數據采集系統主要負責采集工作現場的實時數據，經網關提交至各分站監控機智能決策及管理系統，分站監控機分析后，將處理過的信息提交至主監控機與服務器，最終得出相關決策及措施，對應設備接收到相關控制信息后做出反應，實現礦井安全的智能決策與管理。

2.2礦井網關

礦井網關的主要作用是連接以太網及CAN總線。此處采用AT75C220芯片，該芯片具有兩個以太網接口，并具備語音處理功能；該芯片嵌入網關，CAN總線通過網關連接以太網，由此可見，該模塊中AT75C220處理器是關鍵部分。該芯片具有雙MAC以太網端口及橋接器，用于連接以太網，其DSP語音處理功能可在以太局域網中接入電話。CAN控制器選擇菲利浦公司生產的SJA1000、PCA82C250，其支持CAN2.0B通信協議，可實現對總線的差動發送及對CAN控制器的差動接收。以太網TCP/IP協議與CAN協議的轉換是通過AT75C220芯片在網絡層完成的，并通實現以太網與CAN總線網絡的通信及互聯。以太網接收IP包，拆包后取出數據，再按照CAN通信協議重新組成幀，發送至接入設備。通過該網關即可實現CAN總線設備與以太網的通信。

2.3井下分布式控制子網

井下分布式控制子網是整個煤礦安全監控系統的核心部分，其包括數據采集系統、各類控制設備及報警設備及分站監控機通信系統。數據采集系統的主要作用是對井下生產及工作環境進行監測，獲得原始的現場數據，分站監控機通信系統的主要作用是將井下現場采集的數據與設備的運行狀態信息傳輸至井上。通過單片機、獨立CAN控制器所組成的接口模塊，井下數據采集設備、各類生產設備、安全設備、控制設備及報警設備等才可實現與CAN總線的通信。井下數據采集設備采集各安全指標模擬量及各個開關狀態量后，再通過CAN通信及接口模塊將這些數據發送至CAN總線；此外，通過CAN通信及接口模塊，井下生產設備及安全保障設備實現了與CAN總線與現場控制及報警器的連接，以便實時監控設備的運行狀態。

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將視頻監控技術運用在煤礦安全生產中，可以有效保證生產的安全，視頻監控技術是指利用信息交換、集中及共享等操作，實現將多個功能完善且獨立的系統綜合為有機的整體，實現系統維護以及管理的自動化、軟件界面合成、多種信息集成。信息技術與計算機生產技術成為了煤礦智能化生產的重要基礎。由于當前煤礦對安全生產的要求在不斷提升，視頻監控技術也逐漸被廣泛運用在煤礦生產中，當前自動化控制系統已逐漸成為煤礦生產設備運行監測、設備調控檢測和設備運行狀態校正切實有效開展的重要保障。依據事前設置的規則開展網絡視頻安全控制、危機處理、節能減排及生產告警等各項工作。

1視頻監控技術

目前煤礦企業對生產安全有著較高的要求，因此，借助視頻監控系統的全新技術，這樣可以良好控制煤礦的安全生產，實現生產的高效、穩定、可靠[1]。視頻監控系統有著十分完善的運行日志，可以按類型、時間、設備、報警等開展有效的統計。設備時間日志中，用戶能夠監控某個設備的某一時間段內的運行狀況，查看該設備在選定時間段內的報警記錄。在事件日志內，用戶可以借助日志記錄，詳細查看該設備在運行過程中出現的各種事件，開展綜合分析，如設備的開啟和關閉功能是否良好。視頻監控測點由于具備信息管理系統，該系統中用戶只用選擇某設備或測點，自行設置上下限、比例變換、語音文件、報警級別、專家意見等多種信息。

2視頻監控系統的結構

當前視頻監控系統產品主要包含兩種類型，分別為數字視頻監控系統及模擬視頻監控系統。其中模擬視頻監控系統也包含兩種：一是以PC機為主的監控系統，該系統能夠切換和控制矩陣主機，借助計算機軟件，能針對煤礦的安全生產實行報警及控制，如在煤礦生產中，借助瓦斯監控系統能有效監控礦井的瓦斯含量，一旦瓦斯超過了安全定值，系統將自動報警，有關人員可以及時疏散并處理相應的事故；借助以單片機為基礎的監控系統，能夠很好地開展監控。煤礦電子監控系統能夠分成井上光纖部分、井下光纖部分、電視系統及調度室控制等。在使用中，各種系統能夠將井上以及井下的實時信息傳輸至調度室，從而管理人員能直接分析礦井的實際狀況[2]。借助電子監控系統，能夠全面、及時和準確管理礦井的安全生產。

3視頻監控在煤礦安全生產中的運用

煤礦生產安全包含了很多內容，因此，在設計煤礦安全監控系統中必須要確保系統具有較強通用性和實用性，在安全生產過程中必須要對整個業務開展系統有效的分析，業務處理往往十分繁瑣，對此必須要結合具體的情況及業務過程明確具體的算法、參數等，并且還要規范相應的業務流程。及時發現并及時處理安全生產中出現的問題。煤礦生產中使用的視頻監控涉及的主要操作為：分離正常監控視頻信息的監控數據，保存系統監控中必須要監控的數據和近期數據。剝離歷史監控數據，同時將數據導入備份數據庫中，隨后在備份監控數據庫中再重新構建監控安全系統。實現網絡監控生產流程化，具體有效地針對各種種類的煤礦安全生產監控系統設置操作要求及規范，實時分析所有網絡監控數據和保證網絡監控資料完善、準確[3]。不同崗位的視頻檢測熱點可以有效掌握不同網絡監控流程、信息和進度，班組長要按照監控中心的網絡合理開展監控，借助監控達到實時監控的目的，顯著提升監控工作效率及水平，實現精細化及人性化監控。伴隨視頻監控的不斷開展和工作內容的不斷增加，監測數據相應的也會不斷發生各種問題。目前我國的煤礦生產安全監控系統的運行速度并不高，因此，往往會發生監控數據查詢超時這一問題。要想切實有效地解決這一問題，必須要在正常視頻監控的過程中實現監控數據和監控視頻數據相分離，同時還要將歷史監控數據分離出來，定期導入設備監控數據庫，以此來提升監控系統的運行速度。關于視頻監控數據的分離工作，主要是指轉換并遷移監控數據、分析生產監控數據表、查詢變更信息、查詢生產監控、統計相關信息、核對并查詢日志、確保移動生產安全和查詢報警電話等，進而確保生產安全監控有著更好的安全監控系統查詢和分析統計功能，而且無需利用眾多監控數據就能進一步分析煤礦安全生產中的異常數據[4]。

4監控和通信技術在煤礦安全生產中的運用

4.1礦用無線通信技術

為了防止假冒機電設備運用在煤礦安全生產中，保證煤礦井下生產安全，可以采用基于物聯網的礦用無線通信技術。眾所周知，無線傳輸在煤礦井下衰減程度較大，在地面上可以有效運用的物聯網技術難以有效運用于煤礦井下，因此，必須要根據煤礦井下的特點，有效運用物聯網技術。針對礦用物聯網信息數據進行編碼、輸送及整理操作；設計與研究煤礦用車、人員等多種動靜態目標管理系統；對多數工作及操作人員設計人機環閉鎖系統；針對礦用產品和重大設備設計跟蹤系統。隨著科學技術和網絡信息技術的持續進步，煤礦井下多種礦用產品及重要設備都需要利用物聯網無線通信技術實現，并且利用這一技術來提升生產效率、保障生產質量。

4.2礦下人員精準定位技術

煤礦是事故多發的場所，一旦出現煤礦事故必須要及時準確地對礦下工作人員進行定位，從而對被困人員有一個全面的了解，協助救助人員開展高效救援[5]。但是全球GPS定位難以全面覆蓋煤礦井下的各巷道，當下我國多數煤礦的井下人員定位技術使用的是無線射頻識別技術，該技術雖然也能對礦下人員展開定位，但是其定位并不十分精準，難以有效協助救援工作的開展。因此，必須要有效結合礦下的具體環境特點，深入和細致研究礦井下的網絡定位系統及算法，研究與開發更加精準的煤礦井下人員定位系統，為礦下工作人員提供更強大的生命安全保障。

4.3全方位傳感技術

為了能夠實時檢測井下瓦斯濃度，防止瓦斯濃度超過規定值而產生重大煤礦安全事故，要在礦下的各個重要位置布置傳感器。傳感器的大量分布并不會造成安全投入成本的增加，反之還會有效分擔系統工作。實際系統運行和使用中，可結合礦井下煤礦采掘具置、巷道風速、瓦斯分布的波動等情況來設計和安置傳感器（如圖2所示），對各種設備是否吊掛、斷電濃度、報警臨界值等進行監測，實現傳感器的大范圍分布，保障煤礦井下工作人員的安全，確保煤礦井下各項工作的順利開展[6]。

4.4礦下生命探測技術

一旦煤礦井下出現了惡劣的安全事故，借助生命探測設備可以快速開展搶救，加快搜救速度，盡可能減少人員的傷亡。通常煤礦下的環境及條件都十分惡劣和復雜，有些技術無法被有效運用于礦井下，對此為了更好應對出現安全事故后的井下環境，必須要研發高效的定位礦井下生命的技術。這一技術可以穿透煤礦巖石層，及時掌握并了解礦井下人員的生命情況，借助生命探測技術，可以最大程度降低事故中的人員傷亡率，切實為礦井下工作人員的安全提供保障。

5結語

在煤礦視頻監控系統和通信技術不斷發展的今天，煤礦企業的工作人員能夠合理運用視頻監控系統，加大對煤礦安全生產的監管力度，并且借助視頻監控系統來杜絕各種不安全行為和因素，極大提升煤礦生產的安全性。

作者:陳麗 單位:六盤水宏通通訊信息有限公司

參考文獻

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1.前言

隨著煤礦綜合自動化程度的提高，井下網絡系統的應用也越來越廣泛，通過網絡系統不僅能在井下現場操作各種設備，同時能在地面實現遠程控制，而且能在地面實時監測各種設備的運行參數等，真正實現遠程綜合自動化系統。

目前國內現場的遠程控制開關種類比較繁雜，造成系統接人控制總線種類大，給現場應用造成困難，我單位目前研制的KDG15A型遠程控制開關是KJ95N型煤礦綜合監控系統的配套產品，通過現場總線RS485，用于遠距離控制設備的開關，同時帶有饋電狀態檢測功能，可反映被控設備的狀態。

2.需求及技術分析

隨著井下自動化程度的提高，井下各種設備的控制及監控系統，可以挪移到地面控制中心，實現集中控制，減少了人工系統，例如井下中央水泵房排水系統，當水倉達到井下警戒水位后，必須及時開啟井下水泵向地面排水，這時就要逐一開啟相應的設備，例如首先把相應管路的閥門開啟到位，并需監測閥門是否開啟到位；然后開啟真空泵向主排水泵抽真空，確保真空后，再開啟主排水泵，這樣的一系列操作必須在現場安裝遠程控制開關。

又例如井下的皮帶機控制系統，由于井下皮帶系統可以實現遠距離運輸，皮帶機路線長，但皮帶機系統根據煤礦安全規程要求必須安設溫度保護、速度保護、煙霧保護、跑偏保護、滿煤保護、沿線緊急停車、縱撕保護等8大保護系統，這幾大保護如何在遠距離實現，必須在現場安裝遠程控制開關。

因此遠程控制開關的應用在煤礦現場中非常廣泛，我單位根據目前煤礦的具體現狀，結合煤礦必須具備的六大系統中的監測監控系統，綜合分析后決定研發KDG15A型遠程控制開關，并選擇RS485現場總線，方便接入目前常用的KJ95N型煤礦綜合監控系統，給用戶提供了方便可靠的遠程控制開關。

3.KDG15A型遠程控制開關硬件設計

3.1 CPU控制器的選型

3.2 系統電源的設計

KDG15A型遠程控制開關考慮到要搭接KJ95N型煤礦綜合監控系統，由于KJ95N型煤礦綜合監控系統中具有9-18直流電源電壓，只需在內部簡單增加電源濾波以及相應5V、3.3V LM1117-3.3和1.8VLM1117-1.8型電源轉換就可以了，在此不在啰嗦。

3.3 抗干擾電路的設計

3.4 RS485電路的設計

數據處理及控制程序，任務啟動后，首先判斷是否有上位機發送的控制命令，如果有控制命令，根據上位機控制命令分別對端口進行控制，如無控制命令對所有端口進行監測，監測完成后將監測結果存儲到相應位置。

5.結論

本文根據井下現場綜合自動化的需求簡單介紹了KDG15A型遠程控制開關設計，該控制開關系統設計簡潔，方便搭接KJ95N型煤礦綜合監控系統，為井下煤礦綜合自動化提供了很好的搭建平臺。該KDG15A型遠程控制開關已在我公司投入生產并依法取得防爆合格證和MA煤礦安全許可證，已投入到各個礦物局使用，并取得了很好的口碑。

參考文獻

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[8]邵貝貝.嵌入式實時操作系統C/OS-II[M].北京：北京航空航天大學出版社，2007.

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中圖分類號：TP：文獻標識碼：A：文章編號：1673-9671-(2012)022-0106-01

1煤礦監控系統的現狀及分析

1.1當前煤礦監控系統中存在的問題

監控系統在我國煤礦開采中的應用較晚，從20世紀80年代初期開始，我國逐步引進了煤礦的安全監控系統，并實現了在實際中的應用。在引進過程中，有關科技人員結合我國的具體情況，對引進的監控系統做了科學的改良，在實現煤礦的安全生產方面發揮了積極地作用。監控系統在煤礦的使用雖然在一定程度上改善了煤礦安全技術裝備落后狀況，有效防止了各種安全事故的發生，但是該系統在使用中依舊存在一些問題。

1）網絡結構不合理與通信方式不規范。

2）信息交換以及通信協議標準不統一。當前煤礦的安全監控系統所使用的網絡通信協議以及數據交換標準都由廠商自行規定，由于生產者的技術性保護，導致不同的監控系統網絡通信協議和數據交換標準都不一致，相互之間不兼容，各種應用軟件無法共享。

3）兼容性差。系統在設計中，沒有充分未考慮不同煤礦電氣設備的兼容和不同傳感器的兼容。

4）資源的浪費。系統在設計過程中投入了大量的人力、物力、財力，若是相應的分站不具備可擴展性，就會造成對資料的浪費。

1.2安裝煤礦監控系統的必要性分析

在井下的采煤作業過程中，有很多災害性事故的發生是難以預料的，形成這些事故的原因主要有以下幾點。

l）煤礦開采的自然條件差，容易導致安全事故的發生。

2） 預防災害的措施不完善，災害的防御系統不夠健全。

3）安全生產管理的科學性不強，現有的管理機制難以滿足煤礦發展的需要。

4）科學基礎薄弱，以粗放的經濟增長方式為主。

5）安全技術基礎較差，煤礦開采缺乏先進技術支持。

6）經濟投入不足，經費支出困難。

7）職工素質參差不齊，臨時工、輪換工較多，職工安全意識差。

由此可見，對煤礦的生產作業進行監控是十分必要的。

2目前先進的煤礦檢測技術的優點

由于計算機技術和數據通信技術的廣泛使用，使得先進的監控技術在煤礦的生產中也得到了大力的應用，這些技術的優點包括以下幾

方面。

1）傳感器就地斷電功能。傳感器的就地斷電中使用的是智能型傳感器，并且通過中心分站控制，實現了雙重斷電方式，瓦斯斷電報警時，智能傳感器將斷電的報警信號傳輸到設備，從而提高了斷電系統的反應靈敏度，提高了報警系統的可靠性。特別是高瓦斯礦井和有瓦斯突出危險的掘進開采過程中，使用智能型瓦斯傳感器進行就地斷電，可有效的防止瓦斯爆炸事故的發生。

2）在線瓦斯濃度校正裝置。設備成本低、人工成本高是人工氣樣校正的優點。在線氣樣校正法中的自動校正裝置的應用，具有定期的通氣校驗，并不需要專職人員進行監控系統的操作，雖然成本相對較高，但實用性更強。

3）現場總線的應用。現場總線在煤礦監控系統中的應用具有十分明顯的優勢。現場總線通過數字通訊方式，以多種介質開展雙向的多點通信模式，由此可根據不同的地點不同的特征選擇不同的監控網絡拓撲結構。此外，現場總線是開放式的互聯網絡系統，使用的協議標準統一，具有良好的擴展性和兼容性，對使用的用戶透明，從而使不同的監控系統生產廠家能接入統一通信網絡。

4）數字通訊方式。使用國際標準的IP尋址方式―TCP/IP網絡協議。TCP/IP網絡協議網絡層的IP協議和傳輸層的TCP協議構成，同時實現了管理信息網絡建立無縫連接。實現多個子系統的互連，可在不同的通信需求選擇不同的通信協議，在需要互動、互為約束的系統中采用對等的通信協議；而在集中控制、無關聯子系統時，可考慮采用主從通信

協議。

5）與生產監控系統的互動和網絡整合。

3煤礦監控系統軟件的應用

隨著計算機軟硬件技術、電子技術的迅猛發展和企業對監控系統要求的持續變化和發展的需要，國內各主要科研單位和生產廠家又相繼推出了一系列監控系統，包括基于CAN，DCS，FB，PLC的監控系統，以及MSNM、WEBGIS等，具有綜合化和數字化的網絡監測管理系統。本論文主要討論的是基于CAN總線的煤礦安全生產監控系統軟件。

CAN能夠有效地支持具有很高安全等級的分布式實時控制。CAN的應用范圍廣，從高速的網絡到低價位的多路接線都適用。

現場總線CAN的特點：

l）工業級現場總線達到國際標準，可靠傳輸，實時傳輸效率高。

2）單條總線最多可接110個節點，并能實現便捷的節點擴充。

3）具有較遠的傳輸距離和傳輸速率。

4）總線上各節點具有同等的低位，不分主從，可傳輸突發數據。

5）出現錯誤的N節點將自動關閉同時自動切斷與總線的聯系，不對整體的通訊造成影響。

6）報文為短幀結構同時通過硬件CRC校驗，受干擾的概率較小，數據出錯率極低。

7）未成功發送的報文，硬件可實現自動送，具有很高的輸出可靠性。

8）CAN一bus總線系統結構簡單，性價比極高。

9）通訊介質可用普通的雙鉸線、同軸電纜或光纖等。

10）具有硬件地址濾波功能，可簡化軟件的協議編制。

煤礦監控系統中的CAN總線的應用，提高了監控系統的可靠性。同時也在一定程度上延長了系統的有效距離。實現了系統節電數的擴充，提高通訊系統的實時效果，使煤礦的管理人員以及主要控制設備人員及時了解煤礦開采中的顯示狀況，有效發現安全隱患，從而有效防止安全事故的發生。與RS-485通訊方式相比較而言， CAN總線能夠完全取代RS網絡，從而構建一個具有高可靠性、遠距離、多節點、多主方式的設備監控網絡通訊系統。現場總線CAN-bus可以直接采用與RS-485相同的傳輸線纜、拓撲結構。煤礦井的生產和開采環境較為復雜，同時還具有多種電磁干擾，因此在煤礦監測分站的CAN總線接口還應進行防雷保護。

4煤礦監控系統的設計

煤礦監控系統主要監測煤礦井下的安全參數，實時分析與處理監測參數，在煤礦地面調度中心顯示監測結果，實現了分散監測，集中顯示與處理檢測到參數，便于實時了解井下的環境的狀況，實現對煤礦井下工作環境，以及煤礦生產設備的實時監控，為煤礦安全保駕護航。本文分別從監控系統總體結構、監控單元微控制器、監控單元與遠程計算機通信方式、監控單元與現場設備間通信網絡等方面重點介紹了煤礦監控系統的總體設計方案。

煤礦監控系統的總體結構是由通信鏈路、中央集中控制室和監控單元三個部分構成。在煤礦的遠程監控系統中，起到重要作用的是監控單元，通過監控單位可以監控整個系統。一方面，監控單元對煤礦生產設備設備實時采集和整理；另一方面，對監控點收集到的數據進行管理，并將系統中的實時數據傳輸給遠程計算機。同時，監控單元也接收遠程計算機發送過來的指令，對監控內容進行調整。

監控單元微控制器的設計：監控單元微控制器采用 SAMSUNG 公司的 S3C44B0X處理器，由于SAMSUNG公司的S3C44B0X 在現場總線上使用并行機制和存儲器等特點，在一定程度上降低了指令周期，提升了系統的運行速度，具有很強的數據運算處理能力和控制能力，實現了對煤礦監控系統數據的實時采集和處理，并且SAMSUNG公司的S3C44B0X 微控制器具有較高的集成程度， 具備異步串行通信接口，可實現系統的遠程通信，同時也使系統整體性能和集成性得到了提高，使系統更為適應于煤礦生產的使用需求，也更為安全可靠。

點對點通信是監控單元和遠程計算機的通信方式，期間的傳輸通道可為電纜、電話線、光纖通道、互聯網系統等。

5結束語

在煤礦生產作業過程中，監控系統有著舉足輕重的地位，它不僅是煤礦礦井安全生產的重要保障，也是保護煤礦工人生命安全的重要措施。隨著自動化的飛速發展，相信有關人員在今后能夠研究出更好的煤礦監控系統軟件，為我國煤礦行業的發展保駕護航。

參考文獻

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多管齊下，以職業教育的方式做好學員的培訓工作要做好培訓，必須從培訓制度、培訓方法、培訓過程和培訓考核等多方面加強思考和組織，針對不同培訓群體、根據不同培訓條件、采用不同培訓方案，以期取得更好培訓效果。

嚴格制度，從機制上促進企業和學員重視培訓工作

煤礦安全監控系統作為集電子、計算機與網絡、煤礦技術與安全技術于一體的新興技術，本身就具有較強的技術性，其維護與應用應該有專門的、具備該項技術能力的工程師擔任。為此，煤礦安全主管部門應對煤礦企業在煤礦安全監控技術方面的人才有強制性要求，促進企業派送員工參培的積極性。承擔培訓任務的學校應建立完善的培訓制度，包括學員的考核制度、考勤制度、培訓教師任職及評價制度等，并嚴格執行，從學校的角度保證培訓的質量。

淡化理論，基礎技術知識以應用為準，以夠用為度

煤礦安全監控系統從技術實質上看龐大而復雜，本身掌握不容易，同時由于學員普遍文化水平低，培訓中過多地加入技術細節反而容易引起學員反感，影響培訓效果。所以，在理論知識培訓方面，主要講清楚要實現的目的，以及為實現此目的采用的技術手段即可，為其后內容分塊培訓打下基礎。據此，從《煤礦安全規程》關于安全監控部份入手，從《煤礦安全監控系統通用技術要求》、《煤礦安全監控系統及檢測儀器使用管理規范》等法規的初步了解，著重講清楚法律法規規定要做什么，規定了什么內容等，為設備的安裝設置奠定理論依據。在此基礎上，根據煤礦安全監控系統技術要求，大致講解煤礦安全監控系統的基本構成、基本設備特性、計算機及網絡基本知識等，使學員建立煤礦安全監控系統的整體框架。

采用工作教練法，通過理論實踐一體化培訓模式促進學員掌握煤礦安全監控技術運用能力

工作教練法用于技能培訓是行之的效的方法。煤礦技術人員普遍存在文化水平低、基礎理論知識差等現象。常規的培訓模式過多注重系統性，理論過多，學員的學習環境主要在課堂，學員容易失去興趣，使培訓效果大打折扣。而對于煤礦監控系統來講培訓的目的更在于讓學員掌握實際的技能，掌握安全監控系統的部署、安裝、調試、維護等內容，所以從成人學習的心理、學習目的和效果上，必須采用工作教練法以加強實際工作能力的訓練。為適宜應用工作教練法，必須對培訓內容進行分解，使之覆蓋所有的培訓內容、適合部份課堂學習和完成、保證各部份相對獨立而又能保證前后之間的有機聯系。針對煤礦安全監控系統的實際應用情況，建議整個系統劃分成以下九個部份教學。培訓課程從宏觀上以“總-->分-->總”的模式設計。在學員了解國家和行業有關要求的基礎上，以圖示方式介紹煤礦安全監控系統，初步認識煤礦安全監控系統的整個構成。然后根據功能和日常應用劃分教學塊，并以實踐方式邊學邊做。在掌握以上內容的基礎上，最后連接整個應用系統。

基于過程和結果的實踐考核模式，有力提升學員實際工作能力考核方式直接影響學員的學習投入和認真程度。為達到學員掌握煤礦安全監控高校集中培訓，到科研和生產單位現場鍛煉，到新技術裝備生產廠家現場學習等途徑，從而提高師資隊伍的專業水平。

完善師資結構，組建兼職師資隊伍

我國鐵路由普通和提速鐵路向高速鐵路快速發展，由傳統設備向先進設備快速轉變，這就要求廣大干部職工必須下功夫學習新技術新知識，對新技術新設備必須盡快熟悉掌握。為了適應大規模新技術培訓需要，在專職師資嚴重不足的新形勢下，完善師資結構組建兼職師資隊伍已是大勢所趨，兼職師資成為完成培訓任務不可或缺的力量。從生產一線引進，嚴把兼職教師挑選關。挑選具有熟練技術、高超的技藝、較為精深的專業知識、擁有良好心理素質和職業道德的工程技術人員、管理人員和能工巧匠做為兼職教師。他們善于結合自己的工作實踐在培訓中合理選擇教材內容活學活用，結合自己有效地工作方法和成功經驗創設教學情境，介紹專業知識和實踐經驗供學員分享和思考。加強專兼師資間交流。專兼職師資之間取長補短，相互交流。專職師資課堂教學經驗豐富，但對一些新知識缺乏更新；兼職師資大多來自一線，掌握著新技術新設備的更新，但缺乏課堂教學經驗。根據這種情況，基地采取讓專職教師堅持跟蹤聽課學習的措施，及時對兼職教師的授課情況進行評教分析，交換意見，增進交流。此外，每周五召開專兼職教師交流會，對本周教學情況和一些相關學科的要點難點進行分析探討。兼職教師的授課水平很快得到提高，專職教師也對一些新的專業領域有了認識，一舉兩得。總而言之，積極構建培訓項目體系，滿足特定培訓需求、提高培訓對象的技能水平和應急處置能力，積極開發培訓項目，滿足各種專業培訓的需求；完善實訓設施設備，按照“注重功能、適度超前、設備配套、資源共享”的原則，完善實訓設施設備配置規劃；提高師資隊伍素質，有計劃地組織教師到生產一線跟班學習、掛職鍛煉，選派骨干教師參與新課題研究、新項目開發，加強師資隊伍建設，為提高教育培訓質量提供保證。

創建良好的教學環境