基于ｉＦＩＸ的語(yǔ)音報(bào)警技術(shù)在煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要：煤礦監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)中具有重要作用，報(bào)警管理是監(jiān)控系統(tǒng)的重中之重，通過(guò)語(yǔ)音報(bào)警操作員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理一些重大報(bào)警，本文詳細(xì)闡述了如何使用報(bào)警優(yōu)先級(jí)、報(bào)警限制、報(bào)警條件、報(bào)警區(qū)域、報(bào)警計(jì)數(shù)器以及聲音報(bào)警等報(bào)警技術(shù)解決錯(cuò)報(bào)、誤報(bào)、重復(fù)報(bào)警等現(xiàn)象，如何制作語(yǔ)音報(bào)警以期在第一時(shí)間內(nèi)獲得報(bào)警信息。

關(guān)鍵詞：監(jiān)控系統(tǒng)；iFIX；語(yǔ)音報(bào)警；報(bào)警管理

中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2008)12-2pppp-0c

Application of Voice Alarm in Monitoring System of Coal Mine Based on IFIX

ZHU Jian-bin

(Anhui Wugong Mine Coal Co. Ltd，huaibei 235131，China)

Abstract:Coal Mine Monitoring System plays an important role in coal mine production and the alarm monitoring system management is the top priority，through voice alarm operators can be found in time and deal with some major alarm，the paper detailed describs how to use the alarm priority，alarm limit，alarm conditions，the regional police，the police counter voice alarm and alarm technology to solve misstatement，misrepresentation，phenomena such as duplication of the police，how to make a voice alarm so as to get the first time alarm information.

Key words:Monitoring System;iFIX;Voice Alarm;Alarm Management

1 引言

iFIX 是由美國(guó)Intellution 公司開(kāi)發(fā)的大型工控組態(tài)軟件，是當(dāng)今工業(yè)控制領(lǐng)域最為流行的上位機(jī)監(jiān)控軟件之

一，它包括數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)管理兩個(gè)基本功能，并提供了良好的報(bào)警管理界面。隨著iFIX 在國(guó)內(nèi)外各種監(jiān)控系統(tǒng)中的普遍應(yīng)用，iFIX 的報(bào)警管理也日益引起系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行人員的高度重視。在煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中，由于設(shè)備眾多，iFIX監(jiān)控系統(tǒng)采集的過(guò)程輸入量大，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，運(yùn)行操作人員可能被大量出現(xiàn)的報(bào)警信息所困惑；此外，當(dāng)設(shè)備故障時(shí)仍然不斷出現(xiàn)大量的報(bào)警信息隊(duì)運(yùn)行人員來(lái)說(shuō)是難以接受的。大量來(lái)自過(guò)程的報(bào)警信息充斥了整個(gè)報(bào)警屏，運(yùn)行人員很難及時(shí)確定故障的關(guān)鍵問(wèn)題所在，有時(shí)當(dāng)運(yùn)行操作人員不在屏幕前時(shí)，可能看不到報(bào)警信息，這樣就有可能忽略或丟失重要的報(bào)警情況，使系統(tǒng)的報(bào)警分析功能變得毫無(wú)意義。

在實(shí)際應(yīng)用中遇到的這些問(wèn)題，常常使操作人員感到困惑，系統(tǒng)地功能提出了懷疑，究其原因，有以下幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：①怎樣根據(jù)不同的監(jiān)控子系統(tǒng)劃分報(bào)警區(qū)域②怎樣過(guò)濾報(bào)警并使已經(jīng)產(chǎn)生的報(bào)警不再重報(bào)?③增加語(yǔ)音報(bào)警，使操作人員不在屏幕前時(shí)可以聽(tīng)到有何種報(bào)警發(fā)生

2 煤礦監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖

大型煤礦企業(yè)的自動(dòng)化程度隨著技術(shù)的發(fā)展而越來(lái)越高，各種監(jiān)控系統(tǒng)也越來(lái)越多，如圖1所示的安全監(jiān)控系統(tǒng)，變電所監(jiān)控系統(tǒng)、皮帶集中監(jiān)控系統(tǒng)等，在煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)中，這些子系統(tǒng)的報(bào)警量很多，而且歸屬的報(bào)警系統(tǒng)也不同，在報(bào)警管理中必須分門(mén)別類管理，即在各個(gè)子系統(tǒng)的監(jiān)控頁(yè)面下顯示該子系統(tǒng)的報(bào)警信息，不能顯示出其他子系統(tǒng)的報(bào)警信息，對(duì)一些重要的報(bào)警信息必須提供語(yǔ)音報(bào)警。由于數(shù)據(jù)采集量大，子系統(tǒng)多而復(fù)雜，各種故障發(fā)生率非常高，因此良好的報(bào)警管理系統(tǒng)是能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和迅速排除故障、使系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的有力保障。

3 報(bào)警管理的實(shí)現(xiàn)

煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的報(bào)警管理一般分為兩部分：一是確定報(bào)警區(qū)域，二是確定報(bào)警的嚴(yán)重程度。在報(bào)警處理時(shí)我們運(yùn)用了報(bào)警區(qū)域劃分、報(bào)警優(yōu)先級(jí)、語(yǔ)音報(bào)警等方法對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行了簡(jiǎn)化，以便報(bào)警信息簡(jiǎn)單明了，同時(shí)使操作員能及時(shí)收到報(bào)警信息。

3.1 設(shè)定嚴(yán)格的報(bào)警優(yōu)先級(jí)

通過(guò)為數(shù)據(jù)庫(kù)塊選擇一個(gè)報(bào)警優(yōu)先級(jí)，來(lái)區(qū)分哪些是最關(guān)鍵的報(bào)警塊。優(yōu)先級(jí)為低、中、高3級(jí)。

高優(yōu)先級(jí)報(bào)警:此類報(bào)警要求運(yùn)行人員立即采取措施進(jìn)行處理(如瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo))；

中優(yōu)先級(jí)報(bào)警；此類報(bào)警要求運(yùn)行人員盡快處理(如網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)不穩(wěn)定)；

低優(yōu)先級(jí)報(bào)警:此類報(bào)警不需要運(yùn)行人員采取任何措施(如某個(gè)流量計(jì)瞬間超量程) 。

這樣設(shè)定報(bào)警優(yōu)先級(jí)可以區(qū)分出塊報(bào)警的重要程度，使得高優(yōu)先級(jí)報(bào)警與相對(duì)不重要的報(bào)警區(qū)分開(kāi)來(lái)；而且還可以基于優(yōu)先級(jí)過(guò)濾報(bào)警，使得低優(yōu)先級(jí)的報(bào)警被自動(dòng)確認(rèn)并濾出。另外，為不同的報(bào)警優(yōu)先級(jí)設(shè)置不同的顏色，低優(yōu)先級(jí)的報(bào)警用白色背景，中優(yōu)先級(jí)的報(bào)警使用橙色背景，高優(yōu)先級(jí)的報(bào)警使用紅色背景，結(jié)合前景色和背景色，可以給運(yùn)行人員創(chuàng)建一個(gè)非常具有視覺(jué)效果的顯示，使得報(bào)警優(yōu)先級(jí)更容易區(qū)分開(kāi)來(lái)。

3.2 設(shè)置報(bào)警限值、報(bào)警條件

在監(jiān)控系統(tǒng)中主要有模擬量塊和數(shù)字量塊兩種，通過(guò)為這兩種塊設(shè)置報(bào)警限值和報(bào)警條件，可以快速判斷出是否產(chǎn)生了報(bào)警。為模擬量塊輸入設(shè)定值，如果過(guò)程輸入量超過(guò)塊的設(shè)定值，就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的報(bào)警，當(dāng)過(guò)程輸入量超過(guò)高報(bào)警限時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高報(bào)警，只有超過(guò)高高報(bào)警限時(shí)才產(chǎn)生一個(gè)高高報(bào)警，此時(shí)不產(chǎn)生高報(bào)警；同樣的道理，在過(guò)程輸入量低于低報(bào)警限時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)低報(bào)警，低于低低報(bào)警線時(shí)，產(chǎn)生相應(yīng)的低低報(bào)警，不產(chǎn)生低報(bào)警。對(duì)于數(shù)字量輸入塊來(lái)說(shuō)，可以指定一個(gè)報(bào)警條件，而不是報(bào)警限值，報(bào)警條件指定數(shù)字量塊何時(shí)生成一個(gè)報(bào)警。例如，如果創(chuàng)建了一個(gè)塊來(lái)監(jiān)控處于“OFF”狀態(tài)的跑偏傳感器， 可以配置這個(gè)塊當(dāng)傳感器狀態(tài)改變或切換為“ON”時(shí)產(chǎn)生一個(gè)報(bào)警，表示有輸入信號(hào)，傳感器跑偏。

3.3 設(shè)置報(bào)警區(qū)域

在設(shè)置好報(bào)警限制和報(bào)警條件后，當(dāng)運(yùn)行iFIX后所有報(bào)警都會(huì)顯示在一個(gè)報(bào)警一覽控件中，其中可能包括安全監(jiān)測(cè)、皮帶集控、變電所監(jiān)測(cè)的報(bào)警信息，這樣容易造成報(bào)警混亂，給不同子系統(tǒng)的操作員管理帶來(lái)不便，為此我們?cè)谠O(shè)置報(bào)警塊時(shí)必須先做好報(bào)警區(qū)域的劃分，將各個(gè)需要報(bào)警的量按各個(gè)子系統(tǒng)分為不同的區(qū)域，我們可以將報(bào)警區(qū)域分為安全監(jiān)測(cè)、變電所、皮帶集控三個(gè)區(qū)域，這樣，在報(bào)警時(shí)，不同系統(tǒng)的操作員只能看到自己系統(tǒng)地報(bào)警信息。

3.4 過(guò)濾報(bào)警

自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，存在著塊報(bào)警、事件消息、操作員消息、系統(tǒng)消息、應(yīng)用消息等各種各樣的報(bào)警和消息，這些報(bào)警和消息都會(huì)以報(bào)警的形式出現(xiàn)在報(bào)警一覽中，從而充斥了整個(gè)報(bào)警屏幕，使運(yùn)行操作人員無(wú)法分辨出一些重要的報(bào)警。例如，流量計(jì)根據(jù)生產(chǎn)的需要經(jīng)常被打開(kāi)和關(guān)閉，這些正常的操作可能被iFIX 系統(tǒng)誤認(rèn)為異常而產(chǎn)生報(bào)警，實(shí)際上這一報(bào)警是“誤報(bào)”，如何消除這些誤報(bào)、錯(cuò)報(bào)以及一些無(wú)關(guān)緊要的報(bào)警是提高系統(tǒng)報(bào)警管理功能的核心所在。通過(guò)設(shè)置過(guò)濾器可以消除這些假報(bào)警。

通過(guò)報(bào)警過(guò)濾器第一層過(guò)濾報(bào)警，一些沒(méi)有必要顯示在報(bào)警屏上的報(bào)警被屏蔽掉，經(jīng)過(guò)第一層過(guò)濾后的報(bào)警傳遞到預(yù)先設(shè)定的報(bào)警區(qū)，這些報(bào)警區(qū)都代表著特定的含義，根據(jù)這些報(bào)警區(qū)運(yùn)行人員能夠快速定位出故障發(fā)生的位置。不同報(bào)警區(qū)的報(bào)警輸出到第二層過(guò)濾報(bào)警中，在第二層過(guò)濾中可以區(qū)分出不同的報(bào)警優(yōu)先級(jí)，根據(jù)用戶的需要，一些低優(yōu)先級(jí)的報(bào)警通過(guò)設(shè)定可以被過(guò)濾掉，這些不同的優(yōu)先級(jí)報(bào)警將被輸出到第三層過(guò)濾報(bào)警的不同區(qū)域中，這樣，一些事件消息和無(wú)關(guān)緊要報(bào)警都會(huì)被過(guò)濾掉，操作員看到的只是需要的報(bào)警，并能非常直觀的看到故障發(fā)生的區(qū)域以及報(bào)警優(yōu)先級(jí)，大大提高了報(bào)警系統(tǒng)的可用度。

3.5 使用報(bào)警計(jì)數(shù)器

報(bào)警計(jì)數(shù)器提供一個(gè)方法，用來(lái)確定SCADA 服務(wù)器或某個(gè)報(bào)警區(qū)總的報(bào)警狀態(tài)，它們表示在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上有多少標(biāo)簽處于報(bào)警中，這些報(bào)警中各有多少是高、中、低優(yōu)先權(quán)，以及各有多少被確認(rèn)或未被確認(rèn)的報(bào)警，報(bào)警計(jì)數(shù)器在產(chǎn)生新報(bào)警時(shí)加“1”，在報(bào)警被確認(rèn)且返回正常值時(shí)減“1”，同一報(bào)警在沒(méi)有確認(rèn)時(shí)報(bào)警計(jì)數(shù)器不再增加，這樣就避免了重復(fù)報(bào)警的情況。報(bào)警計(jì)數(shù)器不跨越節(jié)點(diǎn)，然而，如果希望查看整個(gè)系統(tǒng)的報(bào)警狀態(tài)，可以使用VBA 腳本或數(shù)學(xué)表達(dá)式合并來(lái)自兩個(gè)或更多節(jié)點(diǎn)的報(bào)警計(jì)數(shù)器。也可以使用報(bào)警計(jì)數(shù)器來(lái)動(dòng)畫(huà)和設(shè)置過(guò)程圖形的顏色提示報(bào)警。例如，當(dāng)在指定的報(bào)警區(qū)中存在未被確認(rèn)的報(bào)警時(shí)，可以通過(guò)配置一個(gè)對(duì)象顯示一個(gè)特定的前景色。使用報(bào)警計(jì)數(shù)器能夠使運(yùn)行人員對(duì)總的報(bào)警狀況有一個(gè)直觀的了解， 以便盡快采取相應(yīng)的措施。

3.6 聲音報(bào)警的設(shè)計(jì)

經(jīng)過(guò)上述設(shè)置后，基本上解決了錯(cuò)報(bào)、誤報(bào)、重復(fù)報(bào)警的情況，但是在iFIX的操作員站上報(bào)警的顯示是通過(guò)報(bào)警一覽畫(huà)面來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)報(bào)警產(chǎn)生時(shí)，只有操作員在場(chǎng)的情況下，才能獲得報(bào)警信息，當(dāng)操作員臨時(shí)有事離開(kāi)屏幕時(shí)，只憑報(bào)警一覽的蜂鳴器的聲音，不足以引起操作員的注意，因此，我們需要把聲音報(bào)警以擴(kuò)音器的方式輸出，而且用聲音來(lái)說(shuō)明是哪個(gè)設(shè)備出現(xiàn)了報(bào)警，比方說(shuō)1號(hào)皮帶跑偏，我們就制作這樣一個(gè)包含這種聲音的WAV格式的音頻文件供系統(tǒng)來(lái)調(diào)用。播放.WAV格式的語(yǔ)音文件可以通過(guò)VBA腳本里調(diào)用操作系統(tǒng)的API函數(shù)來(lái)進(jìn)行，不需要單獨(dú)編寫(xiě)程序。播放WAV文件的函數(shù)有兩個(gè)，對(duì)應(yīng)于同步和異步。所謂同步是指一次只能播放一個(gè)語(yǔ)音文件，不可以連續(xù)播放；而異步則可以同時(shí)打開(kāi)多個(gè)語(yǔ)音文件，一個(gè)個(gè)連續(xù)的播放，在多個(gè)報(bào)警同時(shí)到來(lái)時(shí)非常有用。

iFIX提供了以后臺(tái)任務(wù)的方式運(yùn)行的調(diào)度管理器，在調(diào)度管理器里有基于時(shí)間和基于時(shí)間的兩種調(diào)度?；跁r(shí)間的調(diào)度與時(shí)間有關(guān)，它可以在指定的時(shí)間出發(fā)一次或者連續(xù)出發(fā)；基于事件的調(diào)度需要一個(gè)有效的數(shù)據(jù)源來(lái)觸發(fā)一個(gè)動(dòng)作，當(dāng)指定的數(shù)據(jù)源的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)觸發(fā)一個(gè)事件。以皮帶跑偏為例，當(dāng)輸入信號(hào)由0變?yōu)?時(shí)，數(shù)據(jù)源發(fā)生改變事件觸發(fā)，這時(shí)，在VBA腳本里調(diào)用系統(tǒng)的API函數(shù)，將已經(jīng)制作好的報(bào)警聲音通過(guò)聲卡輸出到音響。

時(shí)間調(diào)度中的核心VBA代碼如下：

異步函數(shù)為：mciSendString

使用時(shí)首先要聲明：Declare Function sndPlaySound Lib \"winmm.dll\" Alias \"sndPlaySoundA\" (ByVal lpszSoundName As String， ByVal uFlags As Long) As Long

用法：

Dim filename as String

filename = \"test.wav\"

Call sndPlaySound(filename， SND_SYNC)

可以連續(xù)調(diào)用sndPlaySound來(lái)進(jìn)行連續(xù)多個(gè)語(yǔ)音文件的播放。

通過(guò)聲音報(bào)警程序，操作元無(wú)論是否在電腦屏幕前都可在第一時(shí)間內(nèi)獲知報(bào)警信息，以聲音的形式給操作員以耳目一新的感覺(jué)，能起到警覺(jué)作用。

4 結(jié)論

報(bào)警管理在煤礦監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中占有重要作用，通過(guò)語(yǔ)音報(bào)警，操作人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的重要報(bào)警和何種報(bào)警，通過(guò)報(bào)警一覽可以快速定位產(chǎn)生報(bào)警的相關(guān)部分，報(bào)警穩(wěn)定可靠，使一些重要故障得到及時(shí)處理，有效保障了煤礦監(jiān)控系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，該項(xiàng)技術(shù)符合現(xiàn)代化的管理理念，在煤炭系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用，提高了生產(chǎn)效率和保證了生產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)：

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收稿日期：2008-01-28

作者簡(jiǎn)介：朱建斌（1966-），男，安徽臨泉人，1987年7月畢業(yè)于淮南礦業(yè)學(xué)院礦山機(jī)械專業(yè)，1987年至今一直從事煤礦機(jī)電技術(shù)和管理工作。