一、概述
煤炭是我國重要的能源資源，我國的煤炭工業(yè)長期停留在人工開采水平，生產(chǎn)效率低，安全隱患多，如瓦斯爆炸、地下滲水等事故經(jīng)常發(fā)生。隨著計算機(jī)應(yīng)用在各行各業(yè)的逐步普及，煤炭生產(chǎn)水平目前逐步實現(xiàn)了自動化，生產(chǎn)效率大大提高。因為煤礦開采的特殊環(huán)境，容易發(fā)生事故，煤礦行業(yè)也被稱為高危險的行業(yè)。利用監(jiān)控系統(tǒng)軟件，地面或中心監(jiān)控人員可以直接對井下情況進(jìn)行實時監(jiān)控，不僅能直觀的監(jiān)視和記錄井下工作現(xiàn)場的安全生產(chǎn)情況，通過在井下安裝溫濕傳感器瓦斯探測器，能及時發(fā)現(xiàn)事故苗子，防患于未然，也能為事后分析事故提供有關(guān)的第一手圖像資料，為將來的安全生產(chǎn)提供可靠的保證。因此監(jiān)控系統(tǒng)是現(xiàn)代礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分。
隨著國家對煤礦安全生產(chǎn)工作的日益重視，以及礦務(wù)局自身現(xiàn)代化管理的需求，煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)越來越體現(xiàn)出其重要性。
二、系統(tǒng)功能要求
安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)容通風(fēng)安全環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控、礦井生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控和工業(yè)攝像監(jiān)視監(jiān)控于一體。可就地顯示瓦斯?jié)舛取L(fēng)量、風(fēng)壓、溫度等參量。監(jiān)控中心對各種傳感器的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集、處理和超限判別。超限情況時監(jiān)控中心及現(xiàn)場均應(yīng)有語音或聲、光報警。通過遠(yuǎn)程開關(guān)可實現(xiàn)風(fēng)電瓦斯閉鎖，監(jiān)控中心也可根據(jù)要求進(jìn)行遠(yuǎn)程人工斷電/復(fù)電。
監(jiān)測主機(jī)的信息能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確、穩(wěn)定地上傳到煤礦集團(tuán)公司監(jiān)測監(jiān)控信息網(wǎng)。
系統(tǒng)必須具有系統(tǒng)煤礦安全標(biāo)志，井下監(jiān)測點的設(shè)置應(yīng)符合《煤礦安全規(guī)程》的要求。
三、系統(tǒng)組成要求
系統(tǒng)主要由地面中心站設(shè)備、傳輸接口、井上下分站(或干線驅(qū)動器)、傳感器、傳輸電纜、信號電纜及光纜等組成。
地面中心站主機(jī)與分站(或干線驅(qū)動器)之間采用光纜連接。
1、地面中心站
地面中心站的監(jiān)測主機(jī)選用工業(yè)控制計算機(jī), 一臺工作，一臺熱備用。主機(jī)通過傳輸接口與地面、井下各分站通訊，監(jiān)測主機(jī)配置打印機(jī)。系統(tǒng)主機(jī)可為雙機(jī)熱備方式實現(xiàn)自動切換，也可人工干預(yù)雙機(jī)切換。
地面設(shè)4個終端機(jī)，分別設(shè)在總工室、通風(fēng)區(qū)、安監(jiān)站和監(jiān)控中心。
中心站主機(jī)顯示器可以顯示動、靜態(tài)圖形、數(shù)據(jù)、曲線、采掘工程平面圖、風(fēng)流圖、模擬量配置圖等。在網(wǎng)絡(luò)上的任一臺授權(quán)的工作站上能夠顯示所有的參數(shù)。
2、井下設(shè)備配置
為防止井下有毒有害氣體危害人身和設(shè)備安全，在井下采區(qū)工作面、掘進(jìn)頭及主要巷道、機(jī)電硐室等處可選擇安設(shè)瓦斯、溫度、一氧化碳、風(fēng)速、負(fù)壓等環(huán)境監(jiān)測傳感器；在風(fēng)門處設(shè)風(fēng)門開關(guān)傳感器；對風(fēng)機(jī)、皮帶、變電所開關(guān)等機(jī)電設(shè)備的狀況監(jiān)測和監(jiān)控。
分站將監(jiān)測信息傳送到地面中心站，當(dāng)瓦斯超限時，由分站自主判別后可對有關(guān)設(shè)備實時斷電，必要時也可以通過主機(jī)實現(xiàn)異地斷電。
四、實現(xiàn)方法
1、系統(tǒng)拓?fù)鋱D

2、上位機(jī)軟件(用于主機(jī)和備機(jī))
主機(jī)、備機(jī)軟件采用《世紀(jì)星》監(jiān)控組態(tài)軟件，可以實現(xiàn)：雙機(jī)熱備、圖形動畫顯示、報警、曲線等功能。
《世紀(jì)星組態(tài)軟件》是在PC機(jī)上開發(fā)的智能型人機(jī)接口（MMI）軟件系統(tǒng)，它以Windows 98/2000/NT/XP 中文平臺作為其操作系統(tǒng)，全中文界面，并充分利用了Windows的各種便利功能。
《世紀(jì)星組態(tài)軟件》由開發(fā)系統(tǒng)和運(yùn)行系統(tǒng)組成。開發(fā)系統(tǒng)是《世紀(jì)星組態(tài)軟件》的集成開發(fā)環(huán)境，軟件開發(fā)者在這個環(huán)境中完成界面的設(shè)計、數(shù)據(jù)庫定義、動畫連接、硬件設(shè)備安裝、網(wǎng)絡(luò)配置、系統(tǒng)配置等。該系統(tǒng)具有先進(jìn)完善的圖形生成功能；數(shù)據(jù)庫中有多種數(shù)據(jù)類型，不但能合理地抽象控制對象，而且能非常簡單、方便地對數(shù)據(jù)的報警、趨勢曲線、歷史數(shù)據(jù)記錄、安全防范等進(jìn)行操作；開發(fā)者利用其豐富的圖形控件和自定義圖庫功能，可以大大減少設(shè)計界面的時間；通過簡單而實用的編程命令語言，開發(fā)者不需要編程經(jīng)驗就可以設(shè)計完成實際工程；方便的硬件設(shè)備安裝向?qū)Ш腿娴刂С謬鴥?nèi)國際工控底層設(shè)備，徹底實現(xiàn)工控現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控功能。
運(yùn)行系統(tǒng)是《世紀(jì)星組態(tài)軟件》系統(tǒng)的實時運(yùn)行環(huán)境，用于顯示開發(fā)系統(tǒng)中建立的動畫圖形畫面，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫與硬件設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。運(yùn)行系統(tǒng)能實時而形象地反映現(xiàn)場的所有參數(shù)和實際情況；通過實時數(shù)據(jù)庫管理從工業(yè)控制對象采集各種數(shù)據(jù)；可把數(shù)據(jù)的變化用動畫的方式形象地表示出來，同時完成實時和歷史報警、歷史數(shù)據(jù)記錄、實時和歷史趨勢曲線等監(jiān)控功能；可生成歷史數(shù)據(jù)文件，用于追憶歷史事件；靈活方便的組態(tài)式報表，可充分滿足用戶的各種報表需要。
五、軟件設(shè)計
1、綜采工作面


2、掘進(jìn)系統(tǒng)


3、安全監(jiān)控井下布置圖


4、排水系統(tǒng)