煤礦安全通風智能監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

摘要：本文主要針對目前煤礦安全通風智能監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的硬件、軟件設(shè)計進行分析，并對具體設(shè)計內(nèi)容進行分析和研究，以期為礦內(nèi)安全通風智能監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展提供參考價值。

關(guān)鍵詞：煤礦安全通風;智能監(jiān)測監(jiān)控;系統(tǒng)設(shè)計

煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行，是確保礦內(nèi)安全施工的重要基礎(chǔ)，隨著科學技術(shù)不斷發(fā)展，新型材料以及技術(shù)應(yīng)用不斷深入，高科技傳感器裝置和自動化控制系統(tǒng)也不斷完善。在這樣的背景下，礦內(nèi)通風安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計也在不斷發(fā)展，其系統(tǒng)硬件、軟件也進行了智能化設(shè)計。

1、煤礦安全通風智能監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計

1.1多參數(shù)組合式傳感器硬件設(shè)計

新型煤礦通風安全智能監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中需要有多個參數(shù)組合式傳感器進行組成，主要的組成部分有以下幾種，本文在此進行簡要分析：

（1）1臺煤礦用風壓型傳感器，以半導體壓力敏感電橋作為主要的運行原理，不間斷的對煤礦內(nèi)的風壓進行檢測。

（2）1臺煤礦用風速型傳感器，以超聲波渦街作為運行的原理，不間斷的對煤礦內(nèi)的風速進行檢測。

（3）1臺煤礦用環(huán)境溫度型傳感器，以PN結(jié)測溫作為主要的原理，對煤礦內(nèi)的溫度環(huán)境實行不間斷檢測。

（4）1臺煤礦用瓦斯?jié)舛刃蛡鞲衅鳎詿岽呋鳛橹饕脑恚瑢γ旱V煤瓦斯?jié)舛冗M行不間斷檢測。

多參數(shù)組合式傳感器的測量評估判斷指標主要根據(jù)表1所示進行判斷，在使用多參數(shù)組合式傳感器進行監(jiān)控監(jiān)測時可作為參考[1]。

礦內(nèi)風壓、風速、溫度和瓦斯?jié)舛鹊葦?shù)據(jù)將會直接顯示在多參數(shù)組合式傳感器上，并且需要在傳感器上安裝信號端口，以此來方便數(shù)據(jù)信息的傳輸。

1.2模入接口卡硬件設(shè)計

新型礦內(nèi)通風安全智能監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中，主要有PC-6310模入接口卡組成，模入接口卡的輸出方式主要有：32線路單端或者16線路的多端、單極性信號或者雙極性信號，可以根據(jù)礦內(nèi)實際的需要，選擇不同方式進行設(shè)計。信號的輸出范圍可以選擇0～10V或者-5-5V，增益的放大效果可以設(shè)置為1、2、5、10倍之間，在此區(qū)間內(nèi)的效果最佳[2]。

1.3開關(guān)量輸出卡硬件設(shè)計

新型礦內(nèi)通風安全智能監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中，主要是由PC-6407D開關(guān)量輸出卡組成，需要在輸出卡的外部接入12V的直流電源，以此來確保設(shè)備能夠穩(wěn)定的運行。這種輸出模式主要是以共地方式進行輸出，每組有16個線路，兩組共計32組，每組線路中最大電流輸出量為200mA，這個輸出量可以確保繼電器的直接驅(qū)動，在運行中需要注重的一點是，每一組輸出的電流不能低于2A。

2、礦內(nèi)通風安全智能監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計

2.1系統(tǒng)初始化設(shè)置模塊軟件設(shè)計

（1）采集系統(tǒng)設(shè)置頁面設(shè)計。新型礦內(nèi)通風安全智能監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計過程中，系統(tǒng)初始化模塊主要是以人機交流方式對監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中各項參數(shù)進行設(shè)計，并且根據(jù)硬件設(shè)備實際情況以及生產(chǎn)要求進行調(diào)整。通過設(shè)置4中不同屬性的頁面來完成系統(tǒng)初始化的模塊設(shè)置。

（2）風門初始狀態(tài)設(shè)置頁面設(shè)計。風門初始狀態(tài)的設(shè)置屬性頁面中，主要包含主傳感器位置預(yù)測、計算校正曲線和檢測分支斷面積。因為傳感器的輸出信號主要是電壓信號，需要利用校正曲線將電壓類信號轉(zhuǎn)變成模擬類信號，以此更真實對環(huán)境中的各種數(shù)據(jù)進行真實有效的模擬和檢測。在新型智能監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計過程中，需要應(yīng)用到的校正曲線屬于直線型，因此，想要得到校正曲線設(shè)置中風門出示狀態(tài)，只需要2組模擬量的相關(guān)數(shù)值便可以完成。風門狀態(tài)有3中模式，包括開啟、半開啟、關(guān)閉[3]。

（3）開關(guān)位置設(shè)定頁面設(shè)計。開關(guān)位置的設(shè)置屬性頁面中主要包括控制量的位置和類型設(shè)計，控制量位置主要是控制儀器設(shè)備所在的礦道分支好，控制量類型分風門關(guān)閉和開啟、斷點和報警等。主要的設(shè)計頁面可以如圖1所示，對控制量類型進行調(diào)整的過程中，位置應(yīng)當與類型相匹配，在選取控制量位置有斷電設(shè)備或者報警設(shè)備之后，才可以選擇關(guān)閉電源或者報警，控制量位置安裝風門之后，才可以對風門進行開啟或者關(guān)閉。

2.2自動控制風門模塊軟件設(shè)計

新型礦內(nèi)通風安全智能監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)軟件中，自動控制風門模塊能夠同時對1個或者10個風門進行控制。系統(tǒng)初始化設(shè)置中開關(guān)位置的內(nèi)容設(shè)置與控制需要、位置和類型設(shè)置需要保持一致，需要在系統(tǒng)軟件中自動生產(chǎn)，狀態(tài)需要保證為只讀形式。根據(jù)系統(tǒng)初始化設(shè)置中風門初始狀態(tài)和分支中包含的風門數(shù)量，軟件自動生成目前實際的狀態(tài)，狀態(tài)也需要保證在只讀模式。

控制狀態(tài)主要有2中形式：動作和不動作。動作狀態(tài)表示控制量輸出控制質(zhì)量給所控制的風門，不動作狀態(tài)可以表示為控制量不輸出控制指令，控制的默認狀態(tài)是不動作狀態(tài)。控制量的類型以及相關(guān)的風門狀態(tài)決定著控制量能否進行選擇，如果風門狀態(tài)與控制量的類型不一致的情況下，控制量可以進行適當?shù)恼{(diào)整，選擇為動作狀態(tài)，相反情況下則不能夠?qū)刂茽顟B(tài)進行調(diào)整。

當使用人員在頁面選擇確定之后，系統(tǒng)將會自動并且按照順序?qū)ο嚓P(guān)程度進行讀取，當控制量狀態(tài)保持在動作的情況下，被系統(tǒng)軟件檢測發(fā)現(xiàn)的時候，運行函數(shù)為D06407Bit（），并且輸出開啟或者關(guān)閉的質(zhì)量來對風門進行控制。調(diào)整結(jié)束后，運行函數(shù)為D0647Bit（）輸出復(fù)位命令，同時對更改記錄進行保存，確保各個風門當前的狀態(tài)與指令保持一致。

結(jié)束語：

通過對新型礦內(nèi)通風安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的智能化設(shè)計，對礦內(nèi)的各項安全數(shù)據(jù)進行檢測并同步顯示數(shù)據(jù)，為礦內(nèi)災(zāi)害預(yù)防以及救援提供了有效地保障。通過對礦內(nèi)安全情況的數(shù)據(jù)進行檢測，科學的對風量進行調(diào)節(jié)，從而減少礦內(nèi)因人為因素產(chǎn)生的災(zāi)害。目前煤礦安全通風智能監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)仍處于發(fā)展階段，其使用情況仍存在一些不足，還需持續(xù)的進行完善和改進。

作者簡介：

羅前剛（1982-），男，重慶人，工程師，學士，主要研究方向為煤礦安全監(jiān)測技術(shù)研究。