五里堠煤業(yè)煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王海麗

（山西潞安集團(tuán) 左權(quán)五里堠煤業(yè)有限公司，山西 左權(quán)032600）

1 概 況

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，煤炭開(kāi)采量逐漸增加，同時(shí)煤礦安全事故也不斷發(fā)生。根據(jù)對(duì)諸多煤礦安全事故的分析可知，大部分安全事故都是監(jiān)控信息不及時(shí)和監(jiān)管不力導(dǎo)致的，因此煤礦井下作業(yè)環(huán)境參數(shù)的監(jiān)控對(duì)保障煤礦井下安全生產(chǎn)具有重要意義。煤礦井下監(jiān)控系統(tǒng)可以探測(cè)井下的工作環(huán)境，監(jiān)測(cè)對(duì)象主要包括氣溫、瓦斯、濕度、有害氣體濃度、設(shè)備運(yùn)行情況等，對(duì)系統(tǒng)的有效監(jiān)測(cè)可以方便操作人員了解設(shè)備的狀態(tài)，保障煤礦的安全生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。以五里堠煤礦為研究對(duì)象，基于Web數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，設(shè)計(jì)了一套煤礦監(jiān)控系統(tǒng)。

2 Web數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

萬(wàn)維網(wǎng)(World Wide Web)是目前最為常用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)技術(shù)，可以方便地實(shí)現(xiàn)信息交互與用戶的瀏覽查看。Web網(wǎng)絡(luò)服務(wù)在HTTP狀態(tài)下模型是靜態(tài)的，只能實(shí)現(xiàn)較小的信息通訊與交流，所以要提高監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)與信息交互能力，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)信息的交互能力與穩(wěn)定性、適應(yīng)性都得到了較大提高。CGI(Common Gateway Interface)網(wǎng)關(guān)接口技術(shù)在提高信號(hào)傳輸能力的同時(shí)，為Web服務(wù)器的交互功能提供了更為寬泛的接口與技術(shù)延伸，使得Web網(wǎng)絡(luò)服務(wù)技術(shù)更加便利。基于CGI的Web煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)Fig.1 Structure of coal mine monitoring system

3 組態(tài)軟件總體設(shè)計(jì)

根據(jù)五里堠煤礦監(jiān)控系統(tǒng)所需實(shí)現(xiàn)的功能以及實(shí)際設(shè)備的應(yīng)用情況，進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)軟件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖2所示，主要分為3個(gè)層面，分別為顯示層、組態(tài)層和數(shù)據(jù)訪問(wèn)層。

圖2 軟件功能設(shè)計(jì)Fig.2 Software function design

整體界面分為菜單欄、工具欄、圖形處理欄、屬性編輯區(qū)等。菜單欄包括了組態(tài)模塊的功能，如對(duì)文件進(jìn)行操作、新建或刪除數(shù)據(jù)等；工具欄主要提供了方便用戶進(jìn)行操作的制圖、繪圖操作工具；屬性編輯區(qū)主要是為用戶提供圖形屬性的功能，方便用戶查閱數(shù)據(jù)，調(diào)取歷史數(shù)據(jù)。

4 Web發(fā)布平臺(tái)的設(shè)計(jì)

Web發(fā)布平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)可以分為2部分，即數(shù)據(jù)瀏覽模塊與信息服務(wù)模塊。數(shù)據(jù)瀏覽就是基于Web網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)，是展現(xiàn)于用戶面前的網(wǎng)頁(yè)界面；信息服務(wù)終端主要負(fù)責(zé)Web發(fā)布平臺(tái)與各組態(tài)軟件模塊之間通信聯(lián)絡(luò)與數(shù)據(jù)交互。煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的Web發(fā)布平臺(tái)的基本框架如圖3所示。

圖3 Web發(fā)布平臺(tái)框架Fig.3 Web publishing platform framewor

發(fā)布平臺(tái)基本框架可以分為瀏覽器、Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)等3層結(jié)構(gòu)，瀏覽器與Web服務(wù)器基于的設(shè)計(jì)語(yǔ)言與其他同類(lèi)型產(chǎn)品相似，可以滿足煤礦監(jiān)控的需求。而以往數(shù)據(jù)庫(kù)注重?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確與完整性，對(duì)時(shí)效性的控制較差，在此引入的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是一種新穎的數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)效性有較好的控制，同時(shí)具有很好的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性，提高了監(jiān)控系統(tǒng)的工作性能。

5 監(jiān)控組態(tài)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

根據(jù)五里堠煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)與要求，對(duì)構(gòu)建的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。該系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境為Windows7，Web服務(wù)器要求為8.0及以上版本，數(shù)據(jù)庫(kù)采用MySQL，瀏覽器運(yùn)行要求Internet Explorer10及以上版本。

首先對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)界面進(jìn)行檢測(cè)，監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)各設(shè)備接口信號(hào)、狀態(tài)信息、模塊屬性信息等的顯示，監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)瓦斯?jié)舛取囟鹊葦?shù)據(jù)進(jìn)行采集，并設(shè)定安全閥值，當(dāng)采集信號(hào)大于安全閥值時(shí)觸發(fā)報(bào)警器，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦環(huán)境的采集與監(jiān)控報(bào)警功能。

監(jiān)控系統(tǒng)主界面的設(shè)計(jì)要求簡(jiǎn)介明了，易于使用與操作。Web發(fā)布平臺(tái)的主界面如圖4所示，設(shè)計(jì)了4個(gè)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控點(diǎn)位，左側(cè)主屏顯示了煤礦開(kāi)采中的主要監(jiān)控設(shè)備的狀態(tài)，右側(cè)顯示的是實(shí)時(shí)監(jiān)控的環(huán)境數(shù)據(jù)，此時(shí)瓦斯?jié)舛葹?.2%，指示燈為紅色，表示當(dāng)前數(shù)值處于比較高的警戒狀態(tài)，若參數(shù)正常，則指示燈為綠色。

圖4 Web監(jiān)控平臺(tái)主界面Fig.4 Main interface of Web monitoring platform

6 結(jié) 語(yǔ)

我國(guó)是煤礦安全事故的高發(fā)國(guó)家，煤礦安全生產(chǎn)至關(guān)重要。分析了五里堠煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的需求，介紹了Web數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，結(jié)合需實(shí)現(xiàn)的功能，對(duì)組態(tài)軟件總體以及Web發(fā)布平臺(tái)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)與要求，對(duì)所構(gòu)建的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示，該監(jiān)控對(duì)設(shè)備狀況、生產(chǎn)環(huán)境等具有較好的監(jiān)控能力，同時(shí)具有報(bào)警功能，對(duì)常見(jiàn)的設(shè)備故障可實(shí)現(xiàn)自主報(bào)警，提高煤礦生產(chǎn)安全。