網絡技術在煤礦安全監測係統中的應用

隨著網絡技術的不斷發展和國家對煤礦安全生產的重視，煤礦的安全生產顯得越來越重要。從2001年至2003年國家投入40億國債資金用於煤礦安全生產技術改造，全國大多數煤礦都實行了安全監測係統聯網。雞西礦業集團於2003年8月投入運行了一套礦井安全監測網絡係統，該係統實現了集團公司與所屬的12個礦聯網。12個礦采用的是4種不同廠家生產的監測係統，在不影響各種監測係統主程序的情況下，由煤炭科學研究總院撫順分院解決了不同監測係統的聯網問題。該係統采用WIN32編程技術，可運行於win98/2000/XP係列平台，係統采用RS232串口通訊技術、先進的TCP/IP網絡通訊技術、多線程多任務並行技術、GDI動畫技術和數據庫技術。

1 係統概況及網絡結構

1.1原理及組成

從井下傳感器采集的數據經過信號線接連到地麵中心站服務器及工控機中，數據經過

03manbetx 處理後，再由網卡轉換成數字信號經過雙絞車連接到交換機上，交換數據後分配到礦內有關辦公室的終端及以太網轉換器。通過電話線連接到通信公司所屬的各礦交換中心站的網絡適配器上，由網絡適配器通過同軸電纜連接光端機，經光纖連接到集團公司監測中心。

係統由以下幾部分組成：①代理服務品（礦端主服務器），主要接收由井下傳感器采集經過井下分站上傳的數據，同時把接收到的數據按規定格式化後上傳給集團公司監測中心網絡服務器。②網絡服務器（集團公司監測中心主服務器），用來接收各礦代理服務器上傳的監測數據，為集團公司網絡終端提供數據訪問服務。③礦終端，為礦領導及有關人員提供實時監測數據顯示功能。④集團公司網絡終端，為公司領導提供動態、實時顯示的各礦監測數據。

1.2網絡應用方案

雞西礦業集團礦井安全監測網絡係統是一個綜合的以太網結構係統，聯網方式采用C/S結構，網絡的拓撲結構是采用星型和總線型相結合，該網絡由傳輸介質與連接設置組成。傳輸介質主要有光纖雙絞線、同軸電纜等。各礦內中心站與各終端采用小型星形以太網連接；集團通信公司的交換中心到集團公司監測中心采用光纖連接。連接的設備包括服務器與代理服務器、網絡適配器、以太網轉換器、交換機及網卡。

各礦的網絡核心主要有網絡適配器及交換機，網絡適配器用來把數據傳送到集團公司，交換機用來監測主機與礦終端群數據的轉換及傳送。監測主機與代理服務器放置在各礦監測中心，是各礦主要采集數據設備，負責井下瓦斯數據的采集與03manbetx 。

集團公司監測中心設在通風部三樓，配有2台服務器、1台電腦終端，1台交換機用來接收各礦數據。

1.3傳輸協議

從各礦監測中心計算機獲取數據傳給網絡服務器，關鍵的問題是數據的傳輸，網絡上使用的傳輸協議一般采用TCP/IP協議，它提供TCP和UDP兩種數據傳輸方式，TCP和UDP適合於數據的實時傳輸。由於監控係統廠家不同，使用的通訊協議不一樣，所以本係統采用4種方式獲取數據。

KJ4瓦斯監測係統是北京長安公司生產的，經過撫順分院履行後，在原有的瓦斯監測係統的基礎上將井下分站連接到地麵中心站的信號線上，並連一個串口線，連接在代理服務器上，將數據處理03manbetx 後，傳輸到集團公司的監測中心服務器主機，KJ4主機與代理服務器之間數據傳輸不存在幹擾。

KJ75是撫順安全儀器廠生產的，代理服務器利用了KJ75所提供的TCP/IP協議，網絡端口讀取數據並將數據解板處理，同時實現數據的顯示、存儲和發送。

KJ19是長春東高煤炭研究所生產的，該係統不提供網絡傳輸協議，代理服務器采用遠程拷貝主方式。在中心站的Init子目錄下有一個Ex-change.dat文件，該文件為實時數據文件，每20s進行一次刷新，因此由KJF2000代理服務器軟件每隔20s將該文件考貝到代理服務器中，實現數據的讀取、存儲和發送。

KJF2000是煤科總院撫順分院生產的，它直接從串口讀取數據，處理後通過TCP/IP協議把數據及時地發往礦各信終端及集團公司中心站。KJF2000中心站軟件同時對串口發送命令，完成對井下設備的控製。

1.4 係統軟硬件環境

中心站主要配置

服務器：X Series X 235;處理器：Intel Xeon2.4GHz;前端總線：400MHz；硬盤：18.2 GB;操作係統：Windows 2000 server中文版。

交換機：Super Stack3 Switch 4400

2 係統功能

各礦監測係統的測點定義數據的變化如：新增、改變、禁用等自動傳輸到集團公司服務器，不需要人工重新定義。各礦監測係統監測數據及畫麵，實時同步傳輸到集團公司服務器，集團公司服務器將數據按時間存儲為實時數據和趨勢數據。

集團公司服務器實時將各礦的監測數據、測點定義數據傳輸至網絡的每一個終端，領導層及有關專業人員通過終端，就能瀏覽到各礦的實時監測數據畫麵，隨時了解井下現場瓦斯變化情況。

實時顯示監測數據分3種模式，全礦數據顯示，模擬量顯示，數字量顯示。動態圖顯示程序為用戶提供友好的、形象化的界麵。主要功能有：動態圖元的添加、修改和刪除；動態圖元的驅動屬性設置；與服務器的主動連接、通訊功能；連接狀態的自動顯示；動態圖的單圖顯示；動態圖的循環顯示和循環時間間隔設置等，方便了用戶。

數據查詢與報表打印是在網絡環境下進行的，它查詢的是服務器端的數據庫，該軟件能夠在集團公司及各礦終端通用。可以查詢到實時數據、趨勢數據，特殊數據。係統對曆史曲線動態具有放大與縮小功能，對曆史曲線能查詢03manbetx 。另外，可查詢傳感器的安裝位置、當前瓦斯濃度值。當傳感器超限時，係統自動閃爍報警，同時對報警次數有累計功能。該係統具有所見所得的多頁打印功能，可打印5 min單點日報、24h日報、班報表、綜合日報。

3 結論

該係統最大的特點是通過先進技術把4種不同廠家生產的監測係統聯成網絡，在集團公司領導及有關專業部門的辦公室可以隨時隨地監督各礦的生產情況，一旦發現問題，就能采取行之有效的管理措施，為領導決策提供了準確信息，達到了實時監督和監管的效果。

係統采用先進的互聯網技術、先進的光纖通訊技術及先進的服務器配置，為將來係統擴展提供了支持。