煤礦安全監測監控系統架構

　　隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進(jìn)步，煤礦安全生產(chǎn)工作也得到了人們越來(lái)越多的關(guān)注和重視。我們必須加強對煤礦安全監測監控系統架構的研究，不斷健全和完善煤礦安全監測監控系統，只有這樣，才能避免和減少煤礦安全事故的產(chǎn)生，減輕人員傷亡和經(jīng)濟損失。

　　1.檢測系統的組成

　　通常由兩級或者三級管理計算機集散系統構成煤礦安全生產(chǎn)檢測系統，包含檢測分站級和中心站。每個(gè)測控分站都會(huì )負責多路傳感器信號的采集處理和驅動(dòng)相應的執行機構。從而實(shí)現了采集和控制分散。中心站通常負責處理和存儲以及傳輸傳感器所產(chǎn)生的信號，從而將各個(gè)傳感器信號進(jìn)行收集和處理。中心站和分站與計算機網(wǎng)絡(luò )會(huì )進(jìn)行相互通信，傳感器會(huì )檢測到監控分站的數據、監控分站會(huì )執行或者控制裝置信號的傳輸，是通過(guò)信號的相互交換來(lái)實(shí)現的。地面中心站和井下工作站以及傳輸系統會(huì )組成一個(gè)完善的檢測系統。地面中心站由傳輸接口裝置連接若干計算機系統組成，計算機系統中配備電源和數據處理裝置，內置系統運行軟件，存儲和打印以及顯示相關(guān)傳感器數據�？梢酝ㄟ^(guò)機房進(jìn)行恒溫調節來(lái)控制機房的溫度，使得系統工作在正常狀態(tài)，也可以配備電源不間斷電源以保證系統的正常工作和運行。

　　井下系統由井下分站和傳感器構成。井下分站可以對眾多傳感器控制信號進(jìn)行處理，讓信號轉換成易于傳輸的信號送到地面中心站。另一方面可以將地面中心站發(fā)來(lái)的命令和傳感器的處理信號傳輸到相應執行機構，完成處理過(guò)程。比如進(jìn)行報警和斷電、控制風(fēng)扇和各個(gè)電動(dòng)機構的運行。

　　2.檢測系統的種類(lèi)

　　檢測系統通常由環(huán)境檢測體系與工況檢測體系兩部分組成。每個(gè)系統又包含相應的子系統。比如瓦斯危險警報系統和頂板檢測體系通常是環(huán)境監測系統的組成部分。膠帶監控和綜采監控則是工況系統的組成部分。

　　對于環(huán)境監測系統來(lái)說(shuō)，它的主要功能一般是用來(lái)監測煤礦生產(chǎn)各區域之中的各種自然參數，其監測區域包括機電硐室、采掘工作面以及采區主要的，監測數據則包括風(fēng)速、風(fēng)量、溫度、礦壓、負壓、地下水、煙霧、粉塵、通風(fēng)設備等，氧氣、一氧化碳、二氧化碳以及濃度為4%以下的低濃度沼氣和濃度為4%～100%之間的高濃度沼氣等氣體，也在其監測范圍之內。同時(shí)，為了保證生產(chǎn)過(guò)程的安全性，環(huán)境監測系統不僅要對檢測到的數據進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，還應結合不同礦井的實(shí)際情況，按照國家有關(guān)規定的相關(guān)要求，將必要的報警和執行設備(如燈光、音響等)，部署在有關(guān)的地點(diǎn)或是工作場(chǎng)所，用以防止煤礦災害的發(fā)生，或是及時(shí)預報災害，以便疏散工作人員，避免人員傷亡。

　　3.檢測系統的技術(shù)分析

　　對于一個(gè)安全監測監控系統而言，它的技術(shù)指標的分析，主要可以通過(guò)對組成它的各個(gè)子系統的主要技術(shù)指標進(jìn)行分析來(lái)進(jìn)行。

　　安全監測監控系統技術(shù)指標一般可通過(guò)中心站和測控分站兩部分來(lái)分析。對于中心站來(lái)說(shuō)，它的主要技術(shù)指標可分為容量、主機型號及配置、傳輸速率這三點(diǎn)。容量主要是指系統可以帶有的分站數量;主機的型號及配置指的則是主機的cpu型號是什么，內存和硬盤(pán)的容量是多大，軟驅的數量是多少、規格是什么，以及配置外設的數量規格等等一系列具體數據，此外備用主機的具體數據也應包括在內;至于傳輸速率，它所表示的是數字信號傳輸的波特率，其單位是bit/s，一般來(lái)說(shuō)，波特率越高，則系統的傳輸速率就越快。

　　相對于中心站，測控分站的主要功能是對傳感器信號的采集和執行機構的控制，包括與中心站之間的通信功能、對傳感器進(jìn)行自動(dòng)識別配接的功能、開(kāi)機自檢以及本機初始化的功能、死機自動(dòng)復位并通知中心站的功能、超限報警以及自動(dòng)控制的功能等。所以其技術(shù)指標主要包括容量、檢測精度和接配傳感器這三方面。容量是指系統的輸入輸出量的的數量以及類(lèi)型;檢測精度則是測控分站性能如何的主要判斷標準，它一般由滿(mǎn)量程的相對誤差表示，誤差越小，精度越高;接配傳感器指的則是分站連接的傳感器的數量、型號、精度、測量范圍等。

　　4.檢測系統的結構

　　集中式和分布式，這是煤礦安全監測監控系統的兩種主要系統結構的類(lèi)型。

　　由中心計算機對被控對象進(jìn)行的直接控制，這就是通常所說(shuō)的集中式控制系統的主要表現形式。對于集中式控制而言，由地面中心站的計算機直接進(jìn)行信息的采集、分析、處理以及信道的管理和控制，這是它的主要特點(diǎn)。因此，系統的最關(guān)鍵部分就是中心站計算機，它要進(jìn)行大規模的數據傳輸，負擔極重，一旦中心站和傳輸通道出現問(wèn)題，就會(huì )使系統整個(gè)癱瘓。星型控制是集中式控制的主要模式，這樣做的好處是只要將多個(gè)節點(diǎn)連接到一個(gè)中心節點(diǎn)就可以了，不僅結構簡(jiǎn)單，而且也方便增加、擴展節點(diǎn)。但弊端在于，這樣會(huì )使中心節點(diǎn)變得十分重要，系統的穩定性和可靠性大部分都要由這個(gè)中心節點(diǎn)決定。

　　相對于集中式控制，分布式控制則使用多級計算機來(lái)對系統進(jìn)行綜合控制。它的特點(diǎn)是系統由分布在各個(gè)不同地點(diǎn)的多個(gè)計算機系統相互配合協(xié)作，以此來(lái)對系統進(jìn)行控制。一般來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)單的任務(wù)會(huì )交由配置較低的計算機進(jìn)行處理，而較復雜、運算量較大的任務(wù)則集中交由高檔計算機處理。樹(shù)型結構是分布式系統的主要實(shí)現方式。它的特點(diǎn)是易于擴展，適合使用于礦井安裝施工。采用樹(shù)型結構后，只需要地面中心站將一根電纜通入井下，再將各分站并聯(lián)在電纜上即可。這樣一來(lái)，就使得分站的連接變得十分靈活，可根據礦井的具體情況來(lái)進(jìn)行相應的調整，而且由于各分站之間屬于并聯(lián)，任意一個(gè)分站出現故障，都不會(huì )對其他分站造成影響，大大提高了系統的穩定性和可靠性。但缺點(diǎn)在于若是首末站距離較遠，會(huì )使阻抗難以匹配。當然，除了樹(shù)型結構，星型、環(huán)型等結構也可以用于分布式系統，只是通訊過(guò)程中數據流的路徑和方式會(huì )因所用結構不同而有所區別。

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