天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 奚冬芹

1.引言

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)用來(lái)監(jiān)測(cè)甲烷濃度、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、風(fēng)速、風(fēng)壓、溫度、煙霧、饋電狀態(tài)、風(fēng)門(mén)狀態(tài)、風(fēng)筒狀態(tài)、局部通風(fēng)機(jī)開(kāi)停、主要通風(fēng)機(jī)開(kāi)停等參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)甲烷超限聲光報(bào)警、斷電和甲烷風(fēng)電閉鎖控制等[1]。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是煤礦進(jìn)行安全生產(chǎn)的重要保障，它利用信息化手段對(duì)影響礦井安全生產(chǎn)的各種環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，使用戶(hù)能隨時(shí)了解礦井的運(yùn)行狀況，并根據(jù)礦井的實(shí)際情況制定適宜的生產(chǎn)決策。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行中產(chǎn)生的大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)往往以文本、報(bào)表、圖表等方式展現(xiàn)；圖表方式比單純的文本或報(bào)表更能直觀(guān)的反應(yīng)環(huán)境參數(shù)的變化歷程和發(fā)展趨勢(shì)，具備更高的可讀性。MSChart、TeeChart、水晶報(bào)表等商業(yè)控件能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息的圖表顯示，但這些控件操作相對(duì)復(fù)雜、占用系統(tǒng)資源較多，需購(gòu)買(mǎi)認(rèn)證因而開(kāi)發(fā)成本也高。與商業(yè)圖表控件相比，開(kāi)源控件以其小巧、開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)便、無(wú)成本等優(yōu)勢(shì)正在得到越來(lái)越多的應(yīng)用，ZedGraph控件是眾多開(kāi)源圖表控件中比較優(yōu)秀的一個(gè)[2]。

ZedGraph控件是基于C#的.Net開(kāi)源圖表類(lèi)庫(kù)，同時(shí)支持Windows應(yīng)用程序和Asp網(wǎng)頁(yè)開(kāi)發(fā)，能夠?qū)崿F(xiàn)各種二維圖表如：Line、Bar、Pie、Area等。ZedGraph控件是面向?qū)ο蟮?，因而在使用中具備較高的靈活性?；赯edGraph開(kāi)源的特性，可以免費(fèi)獲得其信息、文件、更新支持和所有發(fā)布版本[3]，在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中采用ZedGraph控件開(kāi)發(fā)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的圖表展現(xiàn)模塊。

2.繪制流程

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)所收集的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均要求能以圖表的形式展現(xiàn)出來(lái)。

圖1 實(shí)時(shí)圖表的繪制流程

(1)實(shí)時(shí)圖表繪制流程

實(shí)時(shí)圖表主要用于觀(guān)察測(cè)點(diǎn)在近一段時(shí)內(nèi)的監(jiān)測(cè)值變化趨勢(shì)和當(dāng)前監(jiān)測(cè)值的具體情況，以方便用戶(hù)掌握礦井當(dāng)前的安全狀況。實(shí)時(shí)圖表的繪制流程如圖1所示。

圖2 開(kāi)關(guān)量測(cè)點(diǎn)歷史圖表的繪制流程

圖3 模擬量測(cè)點(diǎn)歷史圖表的繪制流程

(2)歷史圖表繪制流程

歷史圖表主要用于真實(shí)再現(xiàn)任意歷史時(shí)段的開(kāi)關(guān)量測(cè)點(diǎn)狀態(tài)變化和模擬量測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)值分布情況。歷史數(shù)據(jù)真實(shí)記錄了各個(gè)測(cè)點(diǎn)隨著時(shí)間推移監(jiān)測(cè)值的變化情況，它為用戶(hù)分析問(wèn)題查找原因提供了依據(jù)，蘊(yùn)含在歷史數(shù)據(jù)中的事物發(fā)展規(guī)律也為用戶(hù)制定生產(chǎn)決策提供了指導(dǎo)。特定測(cè)點(diǎn)之間會(huì)存在一定的關(guān)聯(lián)關(guān)系，如風(fēng)速、瓦斯、通風(fēng)機(jī)開(kāi)停、開(kāi)停反饋等，用戶(hù)往往需要查看特定時(shí)間段內(nèi)這些關(guān)聯(lián)測(cè)點(diǎn)的具體監(jiān)測(cè)值用已排查事故原因找出問(wèn)題所在，歷史圖表允許用戶(hù)選擇不同類(lèi)型的多個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行組合查詢(xún)顯示，方便用戶(hù)分析問(wèn)題。歷史圖表的繪制流程如圖2、3所示。

3.繪制圖表

(1)同坐標(biāo)圖表

同坐標(biāo)圖表是將同一時(shí)間段內(nèi)不同類(lèi)型(如：模擬量和開(kāi)關(guān)量)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)在同一個(gè)圖表中進(jìn)行繪制，這種方式便于用戶(hù)直觀(guān)地掌握所關(guān)心的關(guān)聯(lián)測(cè)點(diǎn)在該時(shí)間段內(nèi)的整體變化趨勢(shì)；隨著鼠標(biāo)在圖表上的移動(dòng)會(huì)顯示出某一時(shí)刻各測(cè)點(diǎn)的具體信息，有利于用戶(hù)快速分析問(wèn)題。將查詢(xún)時(shí)間段內(nèi)的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)以(時(shí)間點(diǎn)，數(shù)值)這種成對(duì)的方式放入到PointPairList中，再通過(guò)GraphPane(繼承自PaneBase)的AddCurve方法繪制圖表，多Y軸繪制第二個(gè)Y軸對(duì)應(yīng)的圖表時(shí)需要設(shè)置曲線(xiàn)對(duì)象LineItem的IsY2Axis屬性為true。GraphPane的XAxis(或者YAxis)還支持對(duì)X軸(或Y軸)坐標(biāo)值的顯示形式進(jìn)行自定義設(shè)置，實(shí)現(xiàn)方法是為ScaleFormatEvent定義具體的事件內(nèi)容。

圖4 測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)同坐標(biāo)圖表

(2)同屏圖表

同屏圖表是將同一時(shí)間段內(nèi)不同類(lèi)型(如：模擬量和開(kāi)關(guān)量)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)在同一界面中的不同圖表對(duì)象中進(jìn)行繪制，便于用戶(hù)仔細(xì)觀(guān)察每個(gè)測(cè)點(diǎn)在該時(shí)間段內(nèi)的各自變化情況，有利于用戶(hù)針對(duì)重要測(cè)點(diǎn)做詳細(xì)分析。同屏圖表主要是通過(guò)MasterPane(繼承自PaneBase，可控制多個(gè)GraphPane對(duì)象)，為PaneList(GraphPane對(duì)象的集合)中的每個(gè)對(duì)象使用AddCurve方法一一繪制圖表。

圖5 測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)同屏圖表

4.結(jié)論

ZedGraph控件簡(jiǎn)單、易用、功能全面，并提供豐富的屬性供開(kāi)發(fā)者設(shè)置簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)過(guò)程；其開(kāi)源性使開(kāi)發(fā)者可以根據(jù)具體情況修改源碼以滿(mǎn)足特定需求。在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中使用ZedGraph控件進(jìn)行圖表模塊的開(kāi)發(fā)，將大量的數(shù)據(jù)信息快速、直觀(guān)地展示出來(lái)，有利于用戶(hù)及時(shí)掌握井下情況以及分析蘊(yùn)含在歷史數(shù)據(jù)中的規(guī)律并依此制定正確的生產(chǎn)決策。

[1]孫繼平.煤礦監(jiān)控系統(tǒng)手冊(cè)[K].北京:煤炭工業(yè)出版社,2007.

[2]于國(guó)卿,李趁趁,趙雨森.ZedGraph控件在水閘監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用研究[J].南水北調(diào)與水利科技,2008,6(3):43-45.

[3]孫吉,方明,顧燕偉.多維數(shù)據(jù)圖形顯示中ZedGraph控件的應(yīng)用[J].電腦開(kāi)發(fā)與應(yīng)用,2008,21(3):55-56.