礦燈智能管理系統的研究及實際應用

作者/白賢順、劉勇，山東服裝職業學院

礦燈智能管理系統的研究及實際應用

作者/白賢順、劉勇，山東服裝職業學院

煤礦行業是一個比較危險且工作量繁重的行業，而且井下作業礦燈是必須的工具，所以，礦燈智能管理系統就尤為的重要，智能化管理節省了崗位人員，經濟效益得到提高，從而有效的保證了井下工作的安全，是一項很有意義且值得推廣的技術。礦燈智能化管理是科學發展的產物，是很有意義的管理，智能化管理優點很多，是當前十分主要的管理模式，筆者經過深刻的分析，認為礦燈智能化管理很有必要。

礦燈管理；智能化；礦燈智能化管理系統的應用

1.礦燈管理

傳統礦燈管理方式存在問題。目前的礦燈管理采用集中的管理，自行取用的方法，礦上的工作人員拿著本人的鑰匙，自行去礦燈集中架上摘取相應的礦燈以及自救器，這樣做雖然已經減少了一部分的發放人員，但是，卻存在很多難以避免的問題，不能夠有效的統計礦燈的發放情況，不能夠有效的統計沒有按照規定時間上交礦燈的人員，因為不能夠對礦燈的使用時間進行統計，所以只能采取相對的工作時間對礦燈進行更換，這樣做大多數的情況就是礦燈還沒有到達規定的時間就被淘汰了，造成了很嚴重的財產損失，而且還因為人員的變動比較頻繁，管理跟不上去，就會出現一些礦燈被長期的擱置的情況。與此同時，因為還不能對礦燈的充電效果進行檢測，這就很容易造成礦燈充電時間過長或者是礦燈的充電時間過短，使井下工作人員的工作質量受到嚴重的影響。

2.礦燈智能化管理系統的特點

應用程序主要是WinXP、Win2000操作系統中進行的，采用的工業控制計算機配備了專用的可視軟件，容易操作，界面直觀。操作系統十分強大，具備歷史記錄與數據統計延時故障燈報警以及實時監測的功能，礦燈信息技術傳輸采用的是有線傳輸，信息數據的采集采用的是進口采集模塊，這樣做就具備特別高的可靠性和穩定性，礦燈充電系統采用的是先進的方式，具備很多充電顯示方式，顯示的十分準確且直觀，這樣的多功能系統可以滿足礦燈實現無人化管理的要求。

3.礦燈智能化管理系統

■3.1 管理的原理

在每一個充電架的側面上加裝一塊強大的數據采集功能的充電系統是礦燈智能化系統，他把所有采集的礦燈的狀態信息和充電電壓值以及電流值通過通訊系統傳輸到了接口的數據庫服務器，數據服務器在把這些數據給傳遞到管理系統，這就完成了現場采集數據顯示和查詢與存儲以及打印和報警的功能。礦燈智能管理系統在現場上實時檢測的參數包括了礦燈的充電狀態，考勤信息采集、礦燈在架的數量以及每只礦燈充電次數的統計。

在這當中礦燈的充電狀態主要是指正在充電和已經充好電的礦燈分別用紅綠LED燈顯示，如果礦燈出現故障，計算機將顯示報警狀態。考勤信息采集主要是指能夠隨時顯示礦燈的充電時間和礦燈的上下架時間，還要根據礦燈的使用狀況對井下工作人員的數量進行查詢，并且還能夠拓展下井人員的相關信息。至于礦燈在架數量則可以隨時增減在架的礦燈數量，這樣才能夠適應人員變動的增減需要。對每只礦燈的充電次數進行統計則是為了能夠給更換電池提供理論依據。

■3.2 智能化管理的體系結構

在當前礦燈智能化管理系統采用的是層次化的管理體系，如圖1所示。

根據圖中的內容可以看出，礦燈的監測系統主要是用實時監控當做基礎，然后通過數據共享以及數據分析，最終實現了整個燈房礦燈的實時監測以及考察統計，而且依照圖中內容，可以看出礦燈房內部建立了數據中心，并且依靠WEB發布，最終能夠使整個燈房的礦燈狀態數據以及上下井信息快速及時共享，還可以為專業的部門以及公司的提供他們所需要的實時信息與分析的總數據，這就可以提高礦燈管理工作的可控度，建立本質安全型煤礦。

圖1

■3.3 礦燈智能管理系統實現的功能

礦燈的實時監控方式被充電監控子系統利用，然后依據礦燈房實際的管理，通過計算整理加工出過程數據以及管理數據。然后在通過曲線或者是充電模擬圖的方式顯示出有用的數據，反映出來礦燈房礦燈的上下井實際出勤情況與實際的充電狀態。其中主要涵蓋了實時監控和超時監控與上下井監控以及礦燈使用的幾個功能。

首先講實時監控，礦燈在充電的過程當中，主要采用先進的單片機充電控制方法，在礦燈點亮是充滿的狀態時，會自動的切斷電源，有紅綠指示燈的顯示來判斷，礦燈的充電的主要用顏色來區分，不同的顏色代表著不同的狀態。紅色主要是表示正在充電的狀態，綠色的指示燈表示已經充滿的狀態，至于白色的指示燈則是表示相關人員已經下井了，紅色的禁止標識主要是標識已經受到了損壞，黃色的禁止標識出現表示的是礦燈下井的時間已經超時了，如果出現了上紅下白的情況表示報警。對顯示系統之內所有的礦燈在架數量和最近的礦燈上下井監控記錄以及歷史充電曲線都做了監控記錄。另外，超時監控的主要內容包括礦燈的編號，員工的名稱和充電板的編號，以及使用的壽命情況和開始使用的日期，使用的次數等一些數據的統計功能。出勤的管理主要包括出勤管理和出勤統計還有下井統計和月度統計與礦燈故障表，其中出勤查詢主要是指職工考勤開始的主要時間與考勤的結束時間還有員工的姓名與礦井和作業的查詢情況，其中最主要查詢的就是上下井時間。至于出勤統計和下井統計與查詢息息相關，內容基本一致，月度查詢則是指能夠實現按照部門展示每個月礦工每一天的考勤情況，而礦燈的故障表主要是指礦燈編號和異常類別和充電板編號與班次還有異常時間等內容。最后來講組織結構管理系統實現部門管理的分頁列表和新增與修改功能。

4.礦燈智能化管理的應用

礦燈智能化管理系統包括很多方面，其中主要是礦燈智能化充電管理系統與礦燈井下監控系統，筆者就簡單的介紹一下礦燈智能化充電管理系統的具體內容，首先是礦燈充電柜，在當前的礦燈充電系統的管理主機和礦燈充電柜間的通信大多情況是采用有線的方式，在現場布線比較繁瑣，故障排查比較困難，這個系統的管理主機與充電柜間應該采用無線通信，信號強，傳輸的距離較遠。然后，監控主機應該通過無線網絡實時監控，監控礦燈和自救器的取放狀態，系統還應該將識別卡的卡號當作礦工的工號，監控主機主要是負責充電柜的使用基礎信息與員工的基礎信息。最后，礦燈井下專用系統，礦燈井下專用系統主要是實現對煤礦礦燈井下監控的專用系統，主要應該采取的是最先進的CAN總線結構，數據采集器應該掛在總線之上，這樣結構簡單而且安裝方便快捷，更方便維護人員的維護，這樣做礦燈井下監控系統還可以實現實時監控、檢測礦燈進行報警、數據匯總，判斷礦燈使用的整體狀態等功能。而且礦燈井下監控專用系統主要是由光電傳感器，采集器與主機所組成，監控系統主要有16個礦燈燈架，每一個礦燈燈架都是由102盞礦燈所組成的，每一盞礦燈相對應1路傳感器，一共是1632路，系統主要采用的是分布式框架結構，這一整套系統一共分成許多獨立的小單元，采用的是14路傳感器相對應一個分線盒的模式，這種方法相對的成本低，而且維修方便，并且實用的效率高。而且充電傳感器采用的是紅外線反射型光電傳感器，這樣具有使用的壽命長，成本相對較低，不容易出現損壞的情況，這樣就適合許多場合使用，可以有效的檢測礦燈在線情況以及離線情況。至于礦燈的自動化管理系統，每盞礦燈充電器可以彼此獨立，上百臺的礦燈充電器全部封裝在一臺燈架之上，燈架之間要相互獨立，能夠任意的組合，每個礦燈架設計出4塊信號采集板，然后將每臺礦燈的充電電流和電池電壓信息進行集中的采集與檢測，分析和判斷，接著要用一塊無線模塊電路和采集板相連，在值班室上安裝上兩臺計算機，分別設置為主機和從機，都要連接到數據轉化的接口之上，接口應該具備自動切換功能，如果主機出現狀況的時候，接口就會自動的轉到從機，這樣就可以保證電腦可以連續不斷的工作，保證數據可以完整，這樣才能夠有效的提高系統的可靠性。

綜上所述，筆者從幾個方面分析了礦燈智能化的管理，筆者認為礦燈智能化管理十分有必要，一定要堅決的實行礦燈的智能化管理，這樣可以有效的提高工作效率，減少礦燈統計的錯誤，提高井下作業的安全性。

* [1]洪軍.丁冬.王峰.新型煤礦礦燈監控系統[J].礦山機械.2008.(20)59—60

* [2]呂書泉.谷守生.陳晴晴.董佩.鄭豐隆.礦燈信息自動化管理系統的設計[J].煤礦機電.2014.35（5）78—80

* [3]黃鶴松.魏國釗.廖玉波.張人元.魏蘭磊.一種新型智能化礦燈呢個充電柜設計[J].工礦自動化.2015.38（9）11—14