余 萍

（山西石港煤業(yè)有限責任公司，山西 左權(quán) 032600）

引言

皮帶輸送機作為綜采工作面的主要運輸設(shè)備，承擔著運輸工作面的煤炭、矸石等任務(wù)，其運輸效率在某種程度上決定于該設(shè)備的安全性，而設(shè)備運行安全性除了取決于設(shè)備本身的可靠性外，還取決于設(shè)備運行參數(shù)的實時監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性[1]。目前，對于皮帶輸送機的監(jiān)控主要采用地面控制的方式，無法及時獲取設(shè)備運行的故障信息。因此，設(shè)計主皮帶輸送機遠程監(jiān)控系統(tǒng)（以下簡稱“主皮帶遠程監(jiān)控系統(tǒng)”）。

1 主皮帶遠程監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)及總體設(shè)計方案

主皮帶遠程監(jiān)控系統(tǒng)并不僅僅局限于綜采工作面的局域網(wǎng)，必須符合整個煤礦高自動化、高可靠性控制的大趨勢。主皮帶遠程監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)包括JSP技術(shù)、基于Strusts的MVC 機制以及對應(yīng)的JDBC 數(shù)據(jù)庫連接等技術(shù)。除此之外，結(jié)合主皮帶遠程控制系統(tǒng)的特殊性以及C/S 和B/S 模式的優(yōu)劣勢，本系統(tǒng)采用C/S 與B/S 相結(jié)合的模式實現(xiàn)主皮帶遠程監(jiān)控的功能。

本文所研究主皮帶應(yīng)用煤礦的生產(chǎn)能力為300萬t/年，所采用的帶式輸送機屬于DX 系列的強力膠帶機，該皮帶的寬度為1 000 mm。隨著綜采工作面生產(chǎn)能力和效率的不斷提升，該皮帶輸送機已經(jīng)由設(shè)計初期的2.5 m/s的運行速度增大為4.5 m/s的。目前，該主皮帶的運輸能力為1 200 t/h。本文所設(shè)計主皮帶遠程監(jiān)控系統(tǒng)位于地面，其位置與主皮帶輸送機所在位置的距離大于10 km。主皮帶遠程監(jiān)控系統(tǒng)除了具備對主皮帶輸送機運行參數(shù)監(jiān)測、控制以及相關(guān)故障報警的主要功能外，還可對運行參數(shù)進行存儲、記錄、打印等功能[2]?？偟膩碇v，為了保證所設(shè)計主皮帶遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以高效、安全、穩(wěn)定、可靠服務(wù)于煤礦生產(chǎn)，要求遠程監(jiān)控系統(tǒng)滿足要求：具有對數(shù)據(jù)處理的及時性和準確性；具有較好的開放性和擴展性，以便能夠在今后生產(chǎn)中被擴展應(yīng)用；具有使用便捷性和便于維護的特性；具有較好的先進性，以滿足企業(yè)信息處理的要求；具有較好的響應(yīng)速度，以便能夠及時對運行工況進行處理[3]。

結(jié)合上述要求和煤礦生產(chǎn)的實際需求，設(shè)計如圖1 所示的主皮帶遠程控制系統(tǒng)平臺，主要包括礦級數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)、安全監(jiān)管系統(tǒng)以及決策支持系統(tǒng)。

圖1 主皮帶遠程監(jiān)控系統(tǒng)平臺示意圖

2 主皮帶遠程監(jiān)控服務(wù)器的設(shè)計

主皮帶遠程監(jiān)控服務(wù)器是實現(xiàn)其監(jiān)測、控制功能的基礎(chǔ)。主皮帶遠程控制系統(tǒng)包括主皮帶運行控制系統(tǒng)、主皮帶監(jiān)控檢測系統(tǒng)以及煤礦皮帶管理信息系統(tǒng)。遠程監(jiān)控服務(wù)器不僅需對采集到的數(shù)據(jù)進行管理、處理以及自身的維護修理工作，還需實現(xiàn)各類參數(shù)信息的通信[4]。結(jié)合主皮帶輸送機的運行工況和遠程監(jiān)控的需求，設(shè)計如圖2 所示的服務(wù)器結(jié)構(gòu)模型。

圖2 主皮帶遠程監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器結(jié)構(gòu)示意圖

基于如圖2 所示的遠程監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器的結(jié)構(gòu)，以C/S 和B/S 混合模式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對主皮帶輸送機運行參數(shù)數(shù)據(jù)源的調(diào)度（包括對數(shù)據(jù)源狀態(tài)的檢測、對服務(wù)器的初始化等）、對主皮帶輸送機運行故障參數(shù)信息的報警處理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信；并采用傳輸控制模式避免數(shù)據(jù)傳輸過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)阻塞，實現(xiàn)運行參數(shù)及報警參數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)的組播。

3 主皮帶遠程監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計與功能實現(xiàn)

3.1 遠程監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計

本文對主皮帶遠程監(jiān)控系統(tǒng)平臺的設(shè)計基于C/S 和B/S的混合模式完成，具體如圖3 所示。

圖3 C/S 與B/S 混合模式結(jié)構(gòu)示意圖

如圖3 所示，主皮帶遠程監(jiān)控系統(tǒng)平臺分為用戶視圖層、中間應(yīng)用層以及數(shù)據(jù)服務(wù)層?；贑/S 模式完成IE 用戶、JSP 頁面、Web 服務(wù)器以及JavaBean組件等模塊的設(shè)計，實現(xiàn)與數(shù)據(jù)服務(wù)層之間的通信；基于B/S 模式直接通過IE 用戶實現(xiàn)與數(shù)據(jù)服務(wù)層的通信。

遠程監(jiān)控系統(tǒng)需具備安全功能、數(shù)據(jù)采集功能、遠程控制設(shè)備啟停功能、數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計功能、報警功能、報表功能以及打印功能等。結(jié)合上述主皮帶遠程監(jiān)控系統(tǒng)的功能需求，對應(yīng)的系統(tǒng)平臺設(shè)計有系統(tǒng)管理模塊、實時信息模塊、歷史數(shù)據(jù)模塊、參數(shù)設(shè)置模塊、遠程開關(guān)控制模塊、報警模塊以及手動控制模塊。其中：參數(shù)設(shè)置模塊作為關(guān)鍵模塊可對分站參數(shù)、傳感器類型、傳感器參數(shù)等進行設(shè)置；報警模塊可實時顯示報警信息，并對歷史報警進行查詢；實時信息模塊可實時顯示主皮帶的運行工況及直觀顯示實時變化曲線[5]。

3.2 遠程監(jiān)控系統(tǒng)軟件的功能實現(xiàn)

3.2.1 登錄窗口功能的實現(xiàn)

為了保證煤礦主皮帶輸送機運行的安全性以及相關(guān)數(shù)據(jù)的保密性，要求用戶需登錄并驗證身份后才能進行后續(xù)操作。登錄窗口模塊包括用戶身份驗證功能、用戶優(yōu)先級別的區(qū)分功能、登錄用戶跟蹤和記錄功能以及動態(tài)端口的管理和分配功能。用戶身份驗證功能主要是對用戶的身份進行核查和驗證；用戶優(yōu)先級別的區(qū)分主要功能是根據(jù)不同級別的用戶為其匹配不等的使用權(quán)限；用戶跟蹤和記錄功能是對登錄用戶的操作和訪問狀態(tài)進行監(jiān)控；動態(tài)端口的管理和分配功能主要是避免多用戶訪問服務(wù)器時存在沖突。

3.2.2 主界面功能的實現(xiàn)

主界面包括用戶登錄、密碼修改、歷史曲線、歷史數(shù)據(jù)以及退出等功能。通過主皮帶遠程監(jiān)控系統(tǒng)主界面可對電機的運行狀態(tài)進行顯示，如自動噴霧電磁閥的工作狀態(tài)、滅火灑水電磁閥的工作狀態(tài)、CST的運行狀態(tài)以及相關(guān)故障信息。

4 結(jié)語

主皮帶輸送機作為綜采工作面的關(guān)鍵運輸設(shè)備，其運行效率和安全性直接決定煤礦的生產(chǎn)能力。基于C/S 和B/S 混合模式設(shè)計的遠程監(jiān)控系統(tǒng)可實時顯示主皮帶的運行工況、相應(yīng)的報警信息以及關(guān)鍵控制開關(guān)的狀態(tài)，對于保證主皮帶輸送機安全、可靠、高效運行具有重要意義。