网络技术在煤矿安全监测系统中的应用

网络技术在煤矿安全监测系统中的网络技术在煤矿安全监测系统中的 应用应用 随着网络技术的不断发展和国家对煤矿安全生产的重视 煤矿 的安全生产显得越来越重要 从 2001 年至 2003 年国家投入 40 亿国债资金用于煤矿安全生产技术改造 全国大多数煤矿都实 行了安全监测系统联网 鸡西矿业集团于 2003 年 8 月投入运行 了一套矿井安全监测网络系统 该系统实现了集团公司与所属 的 12 个矿联网 12 个矿采用的是 4 种不同厂家生产的监测系 统 在不影响各种监测系统主程序的情况下 由煤炭科学研究 总院抚顺分院解决了不同监测系统的联网问题 该系统采用 win32 编程技术 可运行于 win98 2000 xp 系列平台 系统采 用 rs232 串口通讯技术 先进的 tcp ip 网络通讯技术 多线程 多任务并行技术 gdi 动画技术和数据库技术 1 系统概况及网络结构 1 1 原理及组成 从井下传感器采集的数据经过信号线接连到地面中心站服务器 及工控机中 数据经过 分析处理后 再由网卡转换成数字信号经过双绞车连接到交换 机上 交换数据后分配到矿内有关办公室的终端及以太网转换 器 通过电话线连接到通信公司所属的各矿交换中心站的网络 适配器上 由网络适配器通过同轴电缆连接光端机 经光纤连 接到集团公司监测中心 系统由以下几部分组成 代理服务品 矿端主服务器 主 要接收由井下传感器采集经过井下分站上传的数据 同时把接 收到的数据按规定格式化后上传给集团公司监测中心网络服务 器 网络服务器 集团公司监测中心主服务器 用来接收 各矿代理服务器上传的监测数据 为集团公司网络终端提供数 据访问服务 矿终端 为矿领导及有关人员提供实时监测数 据显示功能 集团公司网络终端 为公司领导提供动态 实 时显示的各矿监测数据 1 2 网络应用方案 鸡西矿业集团矿井安全监测网络系统是一个综合的以太网结构 系统 联网方式采用 c s 结构 网络的拓扑结构是采用星型和 总线型相结合 该网络由传输介质与连接设置组成 传输介质 主要有光纤双绞线 同轴电缆等 各矿内中心站与各终端采用 小型星形以太网连接 集团通信公司的交换中心到集团公司监 测中心采用光纤连接 连接的设备包括服务器与代理服务器 网络适配器 以太网转换器 交换机及网卡 各矿的网络核心主要有网络适配器及交换机 网络适配器用来 把数据传送到集团公司 交换机用来监测主机与矿终端群数据 的转换及传送 监测主机与代理服务器放置在各矿监测中心 是各矿主要采集数据设备 负责井下瓦斯数据的采集与分析 集团公司监测中心设在通风部三楼 配有 2 台服务器 1 台电 脑终端 1 台交换机用来接收各矿数据 1 3 传输协议 从各矿监测中心计算机获取数据传给网络服务器 关键的问题 是数据的传输 网络上使用的传输协议一般采用 tcp ip 协议 它提供 tcp 和 udp 两种数据传输方式 tcp 和 udp 适合于数据 的实时传输 由于监控系统厂家不同 使用的通讯协议不一样 所以本系统采用 4 种方式获取数据 kj4 瓦斯监测系统是北京长安公司生产的 经过抚顺分院履行后 在原有的瓦斯监测系统的基础上将井下分站连接到地面中心站 的信号线上 并连一个串口线 连接在代理服务器上 将数据 处理分析后 传输到集团公司的监测中心服务器主机 kj4 主机 与代理服务器之间数据传输不存在干扰 kj75 是抚顺安全仪器厂生产的 代理服务器利用了 kj75 所提供 的 tcp ip 协议 网络端口读取数据并将数据解板处理 同时实 现数据的显示 存储和发送 kj19 是长春东高煤炭研究所生产的 该系统不提供网络传输协 议 代理服务器采用远程拷贝主方式 在中心站的 init 子目录 下有一个 ex change dat 文件 该文件为实时数据文件 每 20s 进行一次刷新 因此由 kjf2000 代理服务器软件每隔 20s 将该 文件考贝到代理服务器中 实现数据的读取 存储和发送 kjf2000 是煤科总院抚顺分院生产的 它直接从串口读取数据 处理后通过 tcp ip 协议把数据及时地发往矿各信终端及集团公 司中心站 kjf2000 中心站软件同时对串口发送命令 完成对井 下设备的控制 1 4 系统软硬件环境 中心站主要配置 服务器 x series x 235 处理器 intel xeon2 4ghz 前端总线 400mhz 硬盘 18 2 gb 操作系统 windows 2000 server 中文 版 交换机 super stack3 switch 4400 2 系统功能 各矿监测系统的测点定义数据的变化如 新增 改变 禁用等 自动传输到集团公司服务器 不需要人工重新定义 各矿监测 系统监测数据及画面 实时同步传输到集团公司服务器 集团 公司服务器将数据按时间存储为实时数据和趋势数据 集团公司服务器实时将各矿的监测数据 测点定义数据传输至 网络的每一个终端 领导层及有关专业人员通过终端 就能浏 览到各矿的实时监测数据画面 随时了解井下现场瓦斯变化情 况 实时显示监测数据分 3 种模式 全矿数据显示 模拟量显示 数字量显示 动态图显示程序为用户提供友好的 形象化的界 面 主要功能有 动态图元的添加 修改和删除 动态图元的 驱动属性设置 与服务器的主动连接 通讯功能 连接状态的 自动显示 动态图的单图显示 动态图的循环显示和循环时间 间隔设置等 方便了用户 数据查询与报表打印是在网络环境下进行的 它查询的是服务 器端的数据库 该软件能够在集团公司及各矿终端通用 可以 查询到实时数据 趋势数据 特殊数据 系统对历史曲线动态 具有放大与缩小功能 对历史曲线能查询分析 另外 可查询 传感器的安装位置 当前瓦斯浓度值 当传感器超限时 系统 自动闪烁报警 同时对报警次数有累计功能 该系统具有所见 所得的多页打印功能 可打印 5 min 单点日报 24h 日报 班报 表 综合日报 3 结论 该系统最大的特点是通过先进技术把 4 种不同厂家生产的监测 系统联成网