隨著網(wǎng)絡技術(shù)的不斷發(fā)展和國家對煤礦安全生產(chǎn)的重視，煤礦的安全生產(chǎn)顯得越來越重要。從2001年至2003年國家投入40億國債資金用于煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)改造，全國大多數(shù)煤礦都實行了安全監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。雞西礦業(yè)集團于2003年8月投入運行了一套礦井安全監(jiān)測網(wǎng)絡系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)了集團公司與所屬的12個礦聯(lián)網(wǎng)。12個礦采用的是4種不同廠家生產(chǎn)的監(jiān)測系統(tǒng)，在不影響各種監(jiān)測系統(tǒng)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(jiān)測系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)問題。該系統(tǒng)采用WIN32編程技術(shù)，可運行于win98/2000/XP系列平臺，系統(tǒng)采用RS232串口通訊技術(shù)、先進的TCP/IP網(wǎng)絡通訊技術(shù)、多線程多任務并行技術(shù)、GDI動畫技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)。

1 系統(tǒng)概況及網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

1.1原理及組成

從井下傳感器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過信號線接連到地面中心站服務器及工控機中，數(shù)據(jù)經(jīng)過

分析處理后，再由網(wǎng)卡轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號經(jīng)過雙絞車連接到交換機上，交換數(shù)據(jù)后分配到礦內(nèi)有關(guān)辦公室的終端及以太網(wǎng)轉(zhuǎn)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(wǎng)絡適配器上，由網(wǎng)絡適配器通過同軸電纜連接光端機，經(jīng)光纖連接到集團公司監(jiān)測中心。

系統(tǒng)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(jīng)過井下分站上傳的數(shù)據(jù)，同時把接收到的數(shù)據(jù)按規(guī)定格式化后上傳給集團公司監(jiān)測中心網(wǎng)絡服務器。②網(wǎng)絡服務器（集團公司監(jiān)測中心主服務器），用來接收各礦代理服務器上傳的監(jiān)測數(shù)據(jù)，為集團公司網(wǎng)絡終端提供數(shù)據(jù)訪問服務。③礦終端，為礦領(lǐng)導及有關(guān)人員提供實時監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示功能。④集團公司網(wǎng)絡終端，為公司領(lǐng)導提供動態(tài)、實時顯示的各礦監(jiān)測數(shù)據(jù)。

1.2網(wǎng)絡應用方案

雞西礦業(yè)集團礦井安全監(jiān)測網(wǎng)絡系統(tǒng)是一個綜合的以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，聯(lián)網(wǎng)方式采用C/S結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)是采用星型和總線型相結(jié)合，該網(wǎng)絡由傳輸介質(zhì)與連接設置組成。傳輸介質(zhì)主要有光纖雙絞線、同軸電纜等。各礦內(nèi)中心站與各終端采用小型星形以太網(wǎng)連接；集團通信公司的交換中心到集團公司監(jiān)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(wǎng)絡適配器、以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器、交換機及網(wǎng)卡。

各礦的網(wǎng)絡核心主要有網(wǎng)絡適配器及交換機，網(wǎng)絡適配器用來把數(shù)據(jù)傳送到集團公司，交換機用來監(jiān)測主機與礦終端群數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換及傳送。監(jiān)測主機與代理服務器放置在各礦監(jiān)測中心，是各礦主要采集數(shù)據(jù)設備，負責井下瓦斯數(shù)據(jù)的采集與分析。

集團公司監(jiān)測中心設在通風部三樓，配有2臺服務器、1臺電腦終端，1臺交換機用來接收各礦數(shù)據(jù)。

1.3傳輸協(xié)議

從各礦監(jiān)測中心計算機獲取數(shù)據(jù)傳給網(wǎng)絡服務器，關(guān)鍵的問題是數(shù)據(jù)的傳輸，網(wǎng)絡上使用的傳輸協(xié)議一般采用TCP/IP協(xié)議，它提供TCP和UDP兩種數(shù)據(jù)傳輸方式，TCP和UDP適合于數(shù)據(jù)的實時傳輸。由于監(jiān)控系統(tǒng)廠家不同，使用的通訊協(xié)議不一樣，所以本系統(tǒng)采用4種方式獲取數(shù)據(jù)。

KJ4瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)是北京長安公司生產(chǎn)的，經(jīng)過撫順分院履行后，在原有的瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上將井下分站連接到地面中心站的信號線上，并連一個串口線，連接在代理服務器上，將數(shù)據(jù)處理分析后，傳輸?shù)郊瘓F公司的監(jiān)測中心服務器主機，KJ4主機與代理服務器之間數(shù)據(jù)傳輸不存在干擾。

KJ75是撫順安全儀器廠生產(chǎn)的，代理服務器利用了KJ75所提供的TCP/IP協(xié)議，網(wǎng)絡端口讀取數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)解板處理，同時實現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示、存儲和發(fā)送。

KJ19是長春東高煤炭研究所生產(chǎn)的，該系統(tǒng)不提供網(wǎng)絡傳輸協(xié)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(shù)據(jù)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(xiàn)數(shù)據(jù)的讀取、存儲和發(fā)送。

KJF2000是煤科總院撫順分院生產(chǎn)的，它直接從串口讀取數(shù)據(jù)，處理后通過TCP/IP協(xié)議把數(shù)據(jù)及時地發(fā)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(fā)送命令，完成對井下設備的控制。

1.4 系統(tǒng)軟硬件環(huán)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;操作系統(tǒng)：Windows 2000 server中文版。

交換機：Super Stack3 Switch 4400

2 系統(tǒng)功能

各礦監(jiān)測系統(tǒng)的測點定義數(shù)據(jù)的變化如：新增、改變、禁用等自動傳輸?shù)郊瘓F公司服務器，不需要人工重新定義。各礦監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)及畫面，實時同步傳輸?shù)郊瘓F公司服務器，集團公司服務器將數(shù)據(jù)按時間存儲為實時數(shù)據(jù)和趨勢數(shù)據(jù)。

集團公司服務器實時將各礦的監(jiān)測數(shù)據(jù)、測點定義數(shù)據(jù)傳輸至網(wǎng)絡的每一個終端，領(lǐng)導層及有關(guān)專業(yè)人員通過終端，就能瀏覽到各礦的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)畫面，隨時了解井下現(xiàn)場瓦斯變化情況。

實時顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)分3種模式，全礦數(shù)據(jù)顯示，模擬量顯示，數(shù)字量顯示。動態(tài)圖顯示程序為用戶提供友好的、形象化的界面。主要功能有：動態(tài)圖元的添加、修改和刪除；動態(tài)圖元的驅(qū)動屬性設置；與服務器的主動連接、通訊功能；連接狀態(tài)的自動顯示；動態(tài)圖的單圖顯示；動態(tài)圖的循環(huán)顯示和循環(huán)時間間隔設置等，方便了用戶。

數(shù)據(jù)查詢與報表打印是在網(wǎng)絡環(huán)境下進行的，它查詢的是服務器端的數(shù)據(jù)庫，該軟件能夠在集團公司及各礦終端通用?？梢圆樵兊綄崟r數(shù)據(jù)、趨勢數(shù)據(jù)，特殊數(shù)據(jù)。系統(tǒng)對歷史曲線動態(tài)具有放大與縮小功能，對歷史曲線能查詢分析。另外，可查詢傳感器的安裝位置、當前瓦斯?jié)舛戎?。當傳感器超限時，系統(tǒng)自動閃爍報警，同時對報警次數(shù)有累計功能。該系統(tǒng)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(jié)論

該系統(tǒng)最大的特點是通過先進技術(shù)把4種不同廠家生產(chǎn)的監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)成網(wǎng)絡，在集團公司領(lǐng)導及有關(guān)專業(yè)部門的辦公室可以隨時隨地監(jiān)督各礦的生產(chǎn)情況，一旦發(fā)現(xiàn)問題，就能采取行之有效的管理措施，為領(lǐng)導決策提供了準確信息，達到了實時監(jiān)督和監(jiān)管的效果。

系統(tǒng)采用先進的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、先進的光纖通訊技術(shù)及先進的服務器配置，為將來系統(tǒng)擴展提供了支持。