煤矿生产中计算机智能监控网络的应用

崔磊

摘要：在现代煤矿生产过程中，要重视监控管理工作的开展。在早期煤矿生产阶段，主要采用的是人工监控管理，随着现代监控技术的不断发展更新，计算机智能监控技术逐渐应用到煤矿生产中，其可以有效提高煤矿生产效率，并推动煤矿行业的健康、可持续发展。如今，在进行煤矿生产过程中，计算机智能监控系统虽然得到了广泛应用，但是由于各方面因素的影响，仍然存在一定的缺陷和不足，进而对计算机智能监控系统所发挥的效果产生不利影响。因此，本文将会对现代煤矿生产过程中，计算机智能监控系统的应用情况进行分析，以此来提高煤矿生产效率。

关键词：煤矿生产；计算机智能监控网络；应用

1我国煤矿当前使用的监控系统存在问题

安全生产监控系统在我国科技发展初期就已经引入并使用在煤矿生产中，但随着我国的科技现代化发展进程加快，科技技术的水平提高，当前用于煤矿生产的监控系统也暴露出存在的弊端。例如绞车监控系统，监控系统用于信息收集和数据传输需要的电子传感器众多，而比起智能监控系统，不但具有时间滞后性，还存在信息反馈的误差，让现有监控系统监控到的数据不够全面，无法满足现代煤矿安全生产的信息采集需求。

另外，我国各个煤矿使用的井下监控系统交流网络，还是以前的DCS网络，而井上的互联网早已经更新换代，导致两者之间的互联网信息交流不通畅，不利于井上的管理人员对井下工作执行进行统一的管理和调度。另外，井下监控系统和井上的煤矿网络系统不能兼容，在一定程度上也会阻碍信息的共享。

2计算机智能监控系统的工作原理和优点

2.1工作原理

计算机智能监控系统是依托于计算机技术、信息传输技术以及传感器技术等多种现代化技术手段，对煤矿生产链进行综合监测和控制的系统。该系统由中心站、信息传输装置和传感器执行装置三大部分构成，工作原理是：布置在煤矿生产现场的传感器对监控范围内的工作环境、机械设备的运行情况进行监测，并将监测到的图像、声音、视频等信息通过传输设备传递给中心站，然后系统中心对接收到的信息进行分析处理，并根据分析结果发出相应指令，以此来实现对煤矿生产的远程智能监测与控制。

2.2通信设计特点

计算机智能监控系统利用计算机进行串行通信来实现对煤矿生产的监视和控制。从通信设计角度来讲，该系统由上位机与下位机两个部分构成。下位机包括工业用单片机、传感器及其连接件、电源电路和放大电路、A/D转换电路、报警输出电路等硬件。下位机将采集到的煤矿生产情况转换为光纤信号后传送到上位机中，上位机连接的计算机对光纤信号进行识别解码，并将解读结果以图像、声音、视频等形式展现在显示屏上，如果计算机分析发现下位机传送的信息包含故障信号，就会控制上位机连接的报警器发出相应警报，同时根据诊断出的故障类型自主下达处理指令。

在计算机智能监控系统中，大多采用“一对多”的通信形式，即利用一台上位机通过多个下位机对煤矿生产现场的多个生产环境和机械设备实施监视和控制。为了保证系统通信有序进行，避免因上位机、下位机之间发生通信冲突影响监控效果，在实际应用中需要采用2级通信形式，在上位机和下位机之间增加控制中心一环。下位机采集到的现场信息要先发送给控制中心，然后控制中心再传送给上位机，同样的，上位机发送的控制指令也要经过控制中心再到达下位机的智能终端，这样将控制中心作为上、下位机之间的缓冲环节，可以有效提升上位机和下位机之间的通信稳定性与可靠性。

2.3计算机智能监控系统的优点

相比于人工控制和之前的模拟视频监控系统、数字视频监控系统，计算机智能监控系统具有以下优点：

（1）智能监控系统代替了传统的人工手动控制，利用多个传感器和传输设备实现了对煤矿生产链的全面监测和控制，监控效果大大提升，既优化了人力资源配置，又能避免人工控制发生安全事故。

（2）智能监控系统对煤矿生产设备工作情况信息的监测和传输更加清晰、及时，在设备发生故障后能够迅速发出反馈指令，防止故障造成的损失进一步扩大。

（3）智能监控系统实现了远程操控，同时利用互联网技术实现了监控信息共享，有利于对煤矿系统的现代化统一管理和调度。

3计算机智能监控系统在现代煤矿生产中的具体应用

3.1实时显示现场工作情况

实时显示监测信息是计算机智能监控系统的基本功能。煤矿生产企业可以将下位机设置于主井口与副井口、各个出入口、掘进区、监控室、采煤区与井下通道、机房等地点，全方位覆盖煤矿生产作业的各个环节，下位机将采集到的音视频信息经过初步处理传递给上位机，上位机对收到的信息进行特殊处理后以音视频的形式显示在屏幕上。这个过程保证了信息采集、传输和显示的可靠性，且在屏幕上显示的矿井环境情况和设备工作状态与现场实际情况保持一致，使监控人员通过系统能够实时、准确地了解到煤矿现场的作业情况。

3.2智能判别设备运行故障

带式输送机是现代煤矿生产的主要设备，其故障的监测和防治对于煤矿生产企业的正常运行具有重要意义。煤矿企业可以利用计算机智能监控系统对输送机故障进行智能化判断，从而提升故障处理效率。具体方法是：将输送机常见故障如打滑、断带、纵撕、跑偏、堆煤等，通过程序的编辑对应到相应的字节上，当输送机发生故障时，监控系统根据相应的字节来判别故障类型，进而对故障进行智能的分析判断，同时提出应对策略，为工作人员提供参考。

3.3输送机的自动化控制

智能控制是计算机智能监控系统另一基础功能，煤矿企业利用这一功能可以实现对煤矿生产链上各设备工作状态的自动化控制。以输送带张力的自动化控制为例，下位机将输送带张力值转换成数字量并传递给上位机，上位机将获取到的数字量与预设的上、下限数字量进行对比，当发现张力超限时迅速给出相应的报警信号与触点信号，而触点信号既可用于输送带电机正反转的控制，也可用作输送带电机的开关信号，完成对输送带张力的自动化控制。

3.4在井下环境控制中的应用

针对计算机智能监控系统具有的远程控制设备运行的功能，可以将该系统用于井下环境智能控制的工作中。下面以智能控制矿井中粉尘浓度为例进行说明。

在煤矿开采区的主要回风大巷中安装粉尘浓度传感器、电磁阀供电开关、防爆电磁阀和喷雾洒水装置，计算机接收到粉尘浓度传感器传送的信号后进行数据分析，以图表等形式展现出来，同时根据井下巷道内的实时粉尘浓度来确定是否需要喷雾洒水以及何时停止喷雾洒水，并下达相关指令。当粉尘浓度达到一定上限时，井下分站对电磁阀供电开关执行断电动作，电磁阀供电开关选用常闭状态供电，随即防爆电磁阀在供电状态下打开供水管道通路，喷雾洒水装置开始工作；当粉尘浓度回落到某一数值后，井下分站对电磁阀供电开关执行复电操作，电磁阀供电开关控制电路转换为开路状态，防爆电磁阀失电，其控制的供水管路被切断，喷雾洒水装置停止工作。

3.5应用注意事项

在计算机智能监控系统的应用过程中，有两点需要特别注意。其一，系统的上位机大多采用的是微软通信控件，因此上位机的设计中应尽量减少Flash动画的使用，否则，监控界面使用较多的Flash动画设计会影响系统的通信稳定性，造成上位机与下位机的连接中断。其二，在智能监控系统应用过程中有时会发生信号缺失，导致上位机传递的指令不能全面、准确的传递给下位机，因此在选择下位机硬件设备时，应充分考虑设备是否有较强的排除干扰信号的能力，从而保证下位机对上位机指令的有效执行。

综上所述，计算机智能监控系统相比于传统人工控制和模拟视频监控系统、数字视频监控系统，监测和控制效果更佳，将其应用于现代煤矿生产中能够实现现场工作情况的实时显示、设备运行故障的智能判别、输送机工作状态的自动化控制以及矿井开采区环境的智能控制，既优化了人力资源配置，又能避免人工控制发生安全事故，值得广泛推广和深入研究。

参考文献

[1]谭秦红.探讨计算机智能监控系统在煤矿生产中的应用[J].煤炭技术,2012,31(10):240-241.

[2]韩振兴.计算机智能监控系统在煤矿生产中的应用[J].煤矿机械,2014,35(12):262-264.