作者/白賢順、劉勇，山東服裝職業(yè)學(xué)院

礦燈智能管理系統(tǒng)的研究及實(shí)際應(yīng)用

作者/白賢順、劉勇，山東服裝職業(yè)學(xué)院

煤礦行業(yè)是一個(gè)比較危險(xiǎn)且工作量繁重的行業(yè)，而且井下作業(yè)礦燈是必須的工具，所以，礦燈智能管理系統(tǒng)就尤為的重要，智能化管理節(jié)省了崗位人員，經(jīng)濟(jì)效益得到提高，從而有效的保證了井下工作的安全，是一項(xiàng)很有意義且值得推廣的技術(shù)。礦燈智能化管理是科學(xué)發(fā)展的產(chǎn)物，是很有意義的管理，智能化管理優(yōu)點(diǎn)很多，是當(dāng)前十分主要的管理模式，筆者經(jīng)過深刻的分析，認(rèn)為礦燈智能化管理很有必要。

礦燈管理；智能化；礦燈智能化管理系統(tǒng)的應(yīng)用

1.礦燈管理

傳統(tǒng)礦燈管理方式存在問題。目前的礦燈管理采用集中的管理，自行取用的方法，礦上的工作人員拿著本人的鑰匙，自行去礦燈集中架上摘取相應(yīng)的礦燈以及自救器，這樣做雖然已經(jīng)減少了一部分的發(fā)放人員，但是，卻存在很多難以避免的問題，不能夠有效的統(tǒng)計(jì)礦燈的發(fā)放情況，不能夠有效的統(tǒng)計(jì)沒有按照規(guī)定時(shí)間上交礦燈的人員，因?yàn)椴荒軌驅(qū)ΦV燈的使用時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，所以只能采取相對(duì)的工作時(shí)間對(duì)礦燈進(jìn)行更換，這樣做大多數(shù)的情況就是礦燈還沒有到達(dá)規(guī)定的時(shí)間就被淘汰了，造成了很嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失，而且還因?yàn)槿藛T的變動(dòng)比較頻繁，管理跟不上去，就會(huì)出現(xiàn)一些礦燈被長期的擱置的情況。與此同時(shí)，因?yàn)檫€不能對(duì)礦燈的充電效果進(jìn)行檢測，這就很容易造成礦燈充電時(shí)間過長或者是礦燈的充電時(shí)間過短，使井下工作人員的工作質(zhì)量受到嚴(yán)重的影響。

2.礦燈智能化管理系統(tǒng)的特點(diǎn)

應(yīng)用程序主要是WinXP、Win2000操作系統(tǒng)中進(jìn)行的，采用的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)配備了專用的可視軟件，容易操作，界面直觀。操作系統(tǒng)十分強(qiáng)大，具備歷史記錄與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)延時(shí)故障燈報(bào)警以及實(shí)時(shí)監(jiān)測的功能，礦燈信息技術(shù)傳輸采用的是有線傳輸，信息數(shù)據(jù)的采集采用的是進(jìn)口采集模塊，這樣做就具備特別高的可靠性和穩(wěn)定性，礦燈充電系統(tǒng)采用的是先進(jìn)的方式，具備很多充電顯示方式，顯示的十分準(zhǔn)確且直觀，這樣的多功能系統(tǒng)可以滿足礦燈實(shí)現(xiàn)無人化管理的要求。

3.礦燈智能化管理系統(tǒng)

■3.1 管理的原理

在每一個(gè)充電架的側(cè)面上加裝一塊強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集功能的充電系統(tǒng)是礦燈智能化系統(tǒng)，他把所有采集的礦燈的狀態(tài)信息和充電電壓值以及電流值通過通訊系統(tǒng)傳輸?shù)搅私涌诘臄?shù)據(jù)庫服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)器在把這些數(shù)據(jù)給傳遞到管理系統(tǒng)，這就完成了現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)顯示和查詢與存儲(chǔ)以及打印和報(bào)警的功能。礦燈智能管理系統(tǒng)在現(xiàn)場上實(shí)時(shí)檢測的參數(shù)包括了礦燈的充電狀態(tài)，考勤信息采集、礦燈在架的數(shù)量以及每只礦燈充電次數(shù)的統(tǒng)計(jì)。

在這當(dāng)中礦燈的充電狀態(tài)主要是指正在充電和已經(jīng)充好電的礦燈分別用紅綠LED燈顯示，如果礦燈出現(xiàn)故障，計(jì)算機(jī)將顯示報(bào)警狀態(tài)?？记谛畔⒉杉饕侵改軌螂S時(shí)顯示礦燈的充電時(shí)間和礦燈的上下架時(shí)間，還要根據(jù)礦燈的使用狀況對(duì)井下工作人員的數(shù)量進(jìn)行查詢，并且還能夠拓展下井人員的相關(guān)信息。至于礦燈在架數(shù)量則可以隨時(shí)增減在架的礦燈數(shù)量，這樣才能夠適應(yīng)人員變動(dòng)的增減需要。對(duì)每只礦燈的充電次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)則是為了能夠給更換電池提供理論依據(jù)。

■3.2 智能化管理的體系結(jié)構(gòu)

在當(dāng)前礦燈智能化管理系統(tǒng)采用的是層次化的管理體系，如圖1所示。

根據(jù)圖中的內(nèi)容可以看出，礦燈的監(jiān)測系統(tǒng)主要是用實(shí)時(shí)監(jiān)控當(dāng)做基礎(chǔ)，然后通過數(shù)據(jù)共享以及數(shù)據(jù)分析，最終實(shí)現(xiàn)了整個(gè)燈房礦燈的實(shí)時(shí)監(jiān)測以及考察統(tǒng)計(jì)，而且依照?qǐng)D中內(nèi)容，可以看出礦燈房內(nèi)部建立了數(shù)據(jù)中心，并且依靠WEB發(fā)布，最終能夠使整個(gè)燈房的礦燈狀態(tài)數(shù)據(jù)以及上下井信息快速及時(shí)共享，還可以為專業(yè)的部門以及公司的提供他們所需要的實(shí)時(shí)信息與分析的總數(shù)據(jù)，這就可以提高礦燈管理工作的可控度，建立本質(zhì)安全型煤礦。

圖1

■3.3 礦燈智能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能

礦燈的實(shí)時(shí)監(jiān)控方式被充電監(jiān)控子系統(tǒng)利用，然后依據(jù)礦燈房實(shí)際的管理，通過計(jì)算整理加工出過程數(shù)據(jù)以及管理數(shù)據(jù)。然后在通過曲線或者是充電模擬圖的方式顯示出有用的數(shù)據(jù)，反映出來礦燈房礦燈的上下井實(shí)際出勤情況與實(shí)際的充電狀態(tài)。其中主要涵蓋了實(shí)時(shí)監(jiān)控和超時(shí)監(jiān)控與上下井監(jiān)控以及礦燈使用的幾個(gè)功能。

首先講實(shí)時(shí)監(jiān)控，礦燈在充電的過程當(dāng)中，主要采用先進(jìn)的單片機(jī)充電控制方法，在礦燈點(diǎn)亮是充滿的狀態(tài)時(shí)，會(huì)自動(dòng)的切斷電源，有紅綠指示燈的顯示來判斷，礦燈的充電的主要用顏色來區(qū)分，不同的顏色代表著不同的狀態(tài)。紅色主要是表示正在充電的狀態(tài)，綠色的指示燈表示已經(jīng)充滿的狀態(tài)，至于白色的指示燈則是表示相關(guān)人員已經(jīng)下井了，紅色的禁止標(biāo)識(shí)主要是標(biāo)識(shí)已經(jīng)受到了損壞，黃色的禁止標(biāo)識(shí)出現(xiàn)表示的是礦燈下井的時(shí)間已經(jīng)超時(shí)了，如果出現(xiàn)了上紅下白的情況表示報(bào)警。對(duì)顯示系統(tǒng)之內(nèi)所有的礦燈在架數(shù)量和最近的礦燈上下井監(jiān)控記錄以及歷史充電曲線都做了監(jiān)控記錄。另外，超時(shí)監(jiān)控的主要內(nèi)容包括礦燈的編號(hào)，員工的名稱和充電板的編號(hào)，以及使用的壽命情況和開始使用的日期，使用的次數(shù)等一些數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)功能。出勤的管理主要包括出勤管理和出勤統(tǒng)計(jì)還有下井統(tǒng)計(jì)和月度統(tǒng)計(jì)與礦燈故障表，其中出勤查詢主要是指職工考勤開始的主要時(shí)間與考勤的結(jié)束時(shí)間還有員工的姓名與礦井和作業(yè)的查詢情況，其中最主要查詢的就是上下井時(shí)間。至于出勤統(tǒng)計(jì)和下井統(tǒng)計(jì)與查詢息息相關(guān)，內(nèi)容基本一致，月度查詢則是指能夠?qū)崿F(xiàn)按照部門展示每個(gè)月礦工每一天的考勤情況，而礦燈的故障表主要是指礦燈編號(hào)和異常類別和充電板編號(hào)與班次還有異常時(shí)間等內(nèi)容。最后來講組織結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)部門管理的分頁列表和新增與修改功能。

4.礦燈智能化管理的應(yīng)用

礦燈智能化管理系統(tǒng)包括很多方面，其中主要是礦燈智能化充電管理系統(tǒng)與礦燈井下監(jiān)控系統(tǒng)，筆者就簡單的介紹一下礦燈智能化充電管理系統(tǒng)的具體內(nèi)容，首先是礦燈充電柜，在當(dāng)前的礦燈充電系統(tǒng)的管理主機(jī)和礦燈充電柜間的通信大多情況是采用有線的方式，在現(xiàn)場布線比較繁瑣，故障排查比較困難，這個(gè)系統(tǒng)的管理主機(jī)與充電柜間應(yīng)該采用無線通信，信號(hào)強(qiáng)，傳輸?shù)木嚯x較遠(yuǎn)。然后，監(jiān)控主機(jī)應(yīng)該通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控，監(jiān)控礦燈和自救器的取放狀態(tài)，系統(tǒng)還應(yīng)該將識(shí)別卡的卡號(hào)當(dāng)作礦工的工號(hào)，監(jiān)控主機(jī)主要是負(fù)責(zé)充電柜的使用基礎(chǔ)信息與員工的基礎(chǔ)信息。最后，礦燈井下專用系統(tǒng)，礦燈井下專用系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦礦燈井下監(jiān)控的專用系統(tǒng)，主要應(yīng)該采取的是最先進(jìn)的CAN總線結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)采集器應(yīng)該掛在總線之上，這樣結(jié)構(gòu)簡單而且安裝方便快捷，更方便維護(hù)人員的維護(hù)，這樣做礦燈井下監(jiān)控系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、檢測礦燈進(jìn)行報(bào)警、數(shù)據(jù)匯總，判斷礦燈使用的整體狀態(tài)等功能。而且礦燈井下監(jiān)控專用系統(tǒng)主要是由光電傳感器，采集器與主機(jī)所組成，監(jiān)控系統(tǒng)主要有16個(gè)礦燈燈架，每一個(gè)礦燈燈架都是由102盞礦燈所組成的，每一盞礦燈相對(duì)應(yīng)1路傳感器，一共是1632路，系統(tǒng)主要采用的是分布式框架結(jié)構(gòu)，這一整套系統(tǒng)一共分成許多獨(dú)立的小單元，采用的是14路傳感器相對(duì)應(yīng)一個(gè)分線盒的模式，這種方法相對(duì)的成本低，而且維修方便，并且實(shí)用的效率高。而且充電傳感器采用的是紅外線反射型光電傳感器，這樣具有使用的壽命長，成本相對(duì)較低，不容易出現(xiàn)損壞的情況，這樣就適合許多場合使用，可以有效的檢測礦燈在線情況以及離線情況。至于礦燈的自動(dòng)化管理系統(tǒng)，每盞礦燈充電器可以彼此獨(dú)立，上百臺(tái)的礦燈充電器全部封裝在一臺(tái)燈架之上，燈架之間要相互獨(dú)立，能夠任意的組合，每個(gè)礦燈架設(shè)計(jì)出4塊信號(hào)采集板，然后將每臺(tái)礦燈的充電電流和電池電壓信息進(jìn)行集中的采集與檢測，分析和判斷，接著要用一塊無線模塊電路和采集板相連，在值班室上安裝上兩臺(tái)計(jì)算機(jī)，分別設(shè)置為主機(jī)和從機(jī)，都要連接到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的接口之上，接口應(yīng)該具備自動(dòng)切換功能，如果主機(jī)出現(xiàn)狀況的時(shí)候，接口就會(huì)自動(dòng)的轉(zhuǎn)到從機(jī)，這樣就可以保證電腦可以連續(xù)不斷的工作，保證數(shù)據(jù)可以完整，這樣才能夠有效的提高系統(tǒng)的可靠性。

綜上所述，筆者從幾個(gè)方面分析了礦燈智能化的管理，筆者認(rèn)為礦燈智能化管理十分有必要，一定要堅(jiān)決的實(shí)行礦燈的智能化管理，這樣可以有效的提高工作效率，減少礦燈統(tǒng)計(jì)的錯(cuò)誤，提高井下作業(yè)的安全性。

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