南屯煤礦礦燈信息管理系統設計

李存鵬　仝濤　馮秋思　賀鵬　劉祥勇

摘要： 礦燈信息管理系統為適應煤礦信息化建設的需要和實現燈房信息化管理這一目標而開發的。該系統不僅提高了礦燈架充電效率還實現了從放燈、充電、待用、取燈、使用到自動統計、報告、考勤等全過程動態管理。為管理者、決策者實時提供了快速、準確、全面的信息依據，為礦燈和人員的管理和安全預防、決策打下了基礎，開創了礦燈信息化管理的新紀元。

Abstract： The lamp information management system in mine is developed for adapting to the needs of coal mine information construction and achieving the goal of lamp house information management. The system improves the efficiency of lamp charging and achieves the dynamic management of whole process from lamp， charging， inactiving， reading， use to automatic statistics， reports， attendance， etc. It provides fast， accurate and comprehensive information basis for managers and decision makers in real time， lays the foundation for the management and the security prevention， decision-making of mine lamp and people and usheres a new era of information management system of mine lamp.

關鍵詞： 礦燈；信息化建設；信息管理系統

Key words： mine lamp；informatization construction；information management system

中圖分類號：TN948.61 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）06-0097-02

1 系統設計的目的

南屯煤礦礦燈房多年來都是靠人工進行礦燈的發放、管理、統計及實時監視工作。通過南屯煤礦礦燈信息管理系統的建設，可以實現后臺監測礦燈充電狀態管理、上下架管理、使用管理、輔助井下人員考勤管理、燈史管理、故障監測管理等功能，不僅大大節省了人力，提高了勞動效率，還能為南屯煤礦礦燈綜合信息化提供一個高質量的平臺，充分體現南屯煤礦的企業形象和整體實力。通過此次改造可以對礦燈充電架進行升級改造，大大提高充電架使用壽命，提高充電效率。

2 礦燈充電架結構特征與工作原理

2.1 結構特征

整個充電架由架體、電氣部分、通訊部分和軟件組成。電氣部分由開關電源、充電輸出板、計算機板、LED狀態指示、等部分組成。

結構框圖如圖1所示。

充電插頭為礦燈負極，充電插頭在架體內部的連接線與充電板的充電插頭標示的負極（即標示為“-”的一端連接），充電接觸座為礦燈正極，充電接觸座在架體內部的連接線與充電板的充電插頭標示的正極（即標示為“+”的一端連接）。

2.2 工作原理

接通主電源之后，主電源向充電輸出板和計算機板供電，單片機上電后進入復位狀態，此時LED顯示全部紅綠燈均亮，幾秒后，單片機完全啟動。然后充電輸出板利用單片機及其外圍電路檢測待充礦燈的電壓，并且和設定值進行比較，利用單片機的PWM定時器調整脈沖寬度，進行充電，進入快充狀態，電壓達到礦燈所需值之后，不再快充，改為涓充，此時LED顯示為紅綠燈全部亮。在整個充電過程中，充電輸出板上的單片機一直跟蹤對應礦燈的充電電壓，對礦燈的電壓進行采樣，在達到程序設定的狀態之后判定礦燈為充電（智能），充滿（完成），故障（采樣故障或者礦燈故障）狀態。

2.3 主要技術參數

充電制式：充電限制電壓限制在4.18V左右，充電電流最大850mA左右，并且根據礦燈電池電壓升高，不斷降低電流，實現分階段充電的功能，有效保護礦燈電池壽命。

3 信息化系統的組成

該系統主要由主機、單片機、傳輸系統、傳輸接口、程序軟件、系統配置、數據庫或多個網絡機等主要部分組成，其功能實現的系統示意圖如圖2。

4 系統內容及功能

4.1 系統內容

基本工作內容：可以實現后臺監測礦燈充電狀態管理、上下架管理、使用管理、輔助井下人員考勤管理、燈史管理、故障監測管理等功能等。

4.2 系統功能

①充電控制功能：系統軟件是建立在鎳氫電池礦燈、單片機0△V控制充電硬件基礎上的。在充電過程中，采用世界最先進的0△V控制方式。當顯示0△V時，礦燈電量充滿，自動轉入涓沖，由紅、綠LED燈顯示。達到礦燈電量既能充滿，又不過沖，從而縮短充電時間、延長礦燈壽命、降低充電和使用成本。同時也消除了倒班時因時間短，礦燈電量不滿而影響工作的后顧之憂。

②安全查詢功能：當人員取燈下井后，通過該系統可以在后臺對下井人員的下井時間進行存檔。當人員上井放回礦燈后，后臺對上井時間進行存檔。若出現超過規定最長下井時間未交燈的情況時，系統會對未上井的人員數量統計并報警，對礦燈管理及下井人員管理來說都可以起到很好的輔助作用。

③礦燈狀態顯示功能：可查看每一臺充電架上實際在帳的礦燈總數、正在充電的礦燈、已充滿電的礦燈、充電故障的礦燈和取走礦燈的數量，可查看燈房全部充電架目前的礦燈數量、充電和使用情況。

④數據統計功能：

1）可統計任意時刻礦燈在架的數量、離架礦燈的數量以及輔助統計井下人數。

2）可對每盞礦燈任意時段的使用次數（按上架及下架次數進行統計）進行累計統計，和規定使用次數相比，以此判斷該礦燈的壽命狀況，從而幫助單位對即將到達使用壽命的礦燈進行提前統計，確保了礦燈的正常使用及更換循環，確保了礦燈安全管理工作的科學性及可靠性。

⑤考勤和管理功能：

1）可通過后臺程序對全部職工進行下井考核，從下井時間和下井數量上都能進行準確的記錄，以實現下井考勤功能。

2）根據礦燈的目前情況，可查看任一職工現在是否在井下，同時對長期不取燈的人員進行提示。通過該管理系統可以對長期不按規定下井的人員進行準確的判斷，為礦井安全管理提供了有效可靠的依據。

⑥資源共享功能：

和本單位的局域網聯網后，各級領導都可以通過該系統，及時了解目前井下人員數量情況，從而實現資源共享。

⑦修改打印功能：

1）可隨時增加、修改、刪除礦燈（即礦工）的信息，包括姓名、單位、職務、工種、自救器編號、職工編號、照片等。

2）可隨時增加、修改、刪除充電架、礦燈的數量及編號。

3）有強大的報表打印功能，根據查詢需要，可隨時對礦燈的信息情況進行打印，包括：下井人員統計，長期未取燈情況統計、超時未上井情況統計等。

5 系統的特點

①本系統軟件采用功能強大的組態軟件開發，應用程序可在Windows2000 Server 操作系統中運行，并提供了良好的人機界面，便于用戶學習和操作。

②界面友好，各種信息的錄入、刪除、修改、查看等操作簡單，易學易用。

③數據安全性高，穩定性好。提供了完善的錯誤操作中斷提示，避免了出現死機或程序無故中斷而造成的數據丟失。

④設置了用戶權限管理。一般用戶只能查看普通信息，責任用戶只有將用戶名和密碼登錄后，才能進行數據的增、刪、改，同時也避免了不同操作員之間修改彼此的錄入記錄。

燈架狀態顯示菜單圖如圖3所示。

6 結束語

礦燈信息化管理系統在我礦已正式投入使用，4000余臺礦燈通信數據已具備上傳功能，可在礦內局域網實現共享，即可在任意一臺電腦實時查看每臺充電架上每盞礦燈當前狀態，及時掌握入井人員的上、下井情況。同時該系統的投入使用，大大降低了人工勞動強度，實現了礦燈房無人職守。

參考文獻：

[1]AQ1111-2014，礦燈使用管理規范[S].煤炭工業出版社.

[2]JGJ/T121-99，工程網絡計劃技術規程[S].

[3]MT 209-90，煤礦通信、檢測、控制用電工電子產品通用技術要求[S].