李 苗，史懷利，吳建輝

(中國平煤神馬集團(tuán)平頂山天安煤業(yè)股份有限公司八礦，河南 平頂山 467012)

0 引言

隨著智能化礦山的建設(shè)，中心機(jī)房里監(jiān)控系統(tǒng)和設(shè)備數(shù)量日益增多，機(jī)房內(nèi)的動(dòng)力環(huán)境設(shè)備必須時(shí)刻為監(jiān)控系統(tǒng)提供正常的運(yùn)行環(huán)境。傳統(tǒng)的機(jī)房需要技術(shù)人員定時(shí)巡檢，發(fā)現(xiàn)問題并匯報(bào)處理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和手機(jī)客戶端程序的發(fā)展為機(jī)房動(dòng)環(huán)監(jiān)測(cè)的開發(fā)提供了極大的便利條件。機(jī)房動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用不僅節(jié)省了人力，提高了維護(hù)質(zhì)量，加快了故障的處理速度，也避免了重大事故的發(fā)生，大大節(jié)約了運(yùn)行維修成本，最終實(shí)現(xiàn)管理的科學(xué)化。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)是信息化社會(huì)發(fā)展過程中的必然產(chǎn)物，物聯(lián)網(wǎng)在構(gòu)建安全監(jiān)控系統(tǒng)的過程中起著十分重要的作用。物聯(lián)網(wǎng)將煤礦生產(chǎn)中的環(huán)境、設(shè)備、人員等信息規(guī)范整合，使系統(tǒng)變得更加智能化、科學(xué)化，提高煤礦安全生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的信息集成度，使其在煤礦安全、防災(zāi)救災(zāi)方面充分發(fā)揮作用，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)具有至關(guān)重要的意義。

2 有人云平臺(tái)

“有人云”平臺(tái)是專門為物聯(lián)網(wǎng)用戶量身定制的信息化平臺(tái)，可以提供安全可靠的設(shè)備接入和協(xié)同能力，通過應(yīng)用開發(fā)、組態(tài)服務(wù)、運(yùn)維管理、數(shù)據(jù)中心等對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行有效分析和處理。此平臺(tái)提供開放的API接口，能夠幫助用戶輕松地進(jìn)行系統(tǒng)集成和開發(fā)。

3 機(jī)房現(xiàn)狀

八礦中心機(jī)房是智能化礦山建設(shè)系統(tǒng)和設(shè)備的存儲(chǔ)大腦，機(jī)房內(nèi)放置服務(wù)器55臺(tái)(自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、視頻管理服務(wù)器、人員定位服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、考勤服務(wù)器等)、交換機(jī)15臺(tái)、防火墻3臺(tái)、路由器2臺(tái)、格力空調(diào)4臺(tái)。機(jī)房中的設(shè)備必須要在可靠穩(wěn)定的環(huán)境中運(yùn)行才能保證數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)的正常，所以機(jī)房環(huán)境是否正常顯得尤為重要。以前，八礦的機(jī)房是需要值班人員定期進(jìn)行查看，如果發(fā)生溫度超溫或者其他異常情況，而值班人員未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，這將會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行，進(jìn)而影響到智能化系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。如果配置專人對(duì)機(jī)房進(jìn)行值守會(huì)浪費(fèi)人力、物力，所以需要一套針對(duì)機(jī)房動(dòng)力環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)來確保機(jī)房環(huán)境的正常。

4 方案設(shè)計(jì)

機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包含了消防系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)，其中安防系統(tǒng)包含門禁和視頻監(jiān)控；環(huán)境系統(tǒng)包括溫濕度監(jiān)測(cè)、水侵監(jiān)測(cè)和空調(diào)監(jiān)測(cè)。這些系統(tǒng)將組合成一個(gè)有機(jī)的整體，對(duì)機(jī)房的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為值班人員提供參考依據(jù)。

整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)傳感器、PLC、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和監(jiān)控平臺(tái)組成。機(jī)房的監(jiān)控設(shè)備通過傳感器來采集相關(guān)數(shù)據(jù)，Smart200的PLC將采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，USR-LG210物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過4G無線傳輸方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)?G服務(wù)器上，再進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)中。界面開發(fā)人員通過“有人云”的智慧工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行組態(tài)顯示，并將數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)發(fā)布到手機(jī)和電腦客戶端，告警信息也將通過微信或打電話的方式通知給相關(guān)人員。

監(jiān)控系統(tǒng)主要包括UPS電源2臺(tái)，空調(diào)6臺(tái)，溫濕度監(jiān)測(cè)4個(gè)，水侵監(jiān)測(cè)1套，煙霧報(bào)警6套，門禁管理系統(tǒng)1套，視頻系統(tǒng)1套，機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1 機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖

為了保障動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性，系統(tǒng)采用PLC的采集和處理方式。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)是依托有人云平臺(tái)，采用完全圖形化的人機(jī)交互界面，對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行組態(tài)顯示，這樣可以清晰地管理機(jī)房的各種設(shè)備。另外，由于平臺(tái)是開放的，也確保了以后系統(tǒng)的接入和擴(kuò)展。

1)消防系統(tǒng)。機(jī)房對(duì)于智能礦山建設(shè)的重要性不言而喻。此系統(tǒng)在中心機(jī)房的不同位置安裝了4個(gè)煙霧報(bào)警器，調(diào)度大屏后面安裝了2個(gè)煙霧報(bào)警器，可以及時(shí)地對(duì)機(jī)房的消防情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，值班人員只需要在辦公室便可以了解機(jī)房的消防情況。

2)安防系統(tǒng)。在機(jī)房門口安裝門禁系統(tǒng)。指紋門禁系統(tǒng)主要由微處理器、指紋識(shí)別模塊、密碼盤、電控鎖和電源組成。微處理器作為系統(tǒng)的上位機(jī)，控制整個(gè)系統(tǒng)；指紋識(shí)別模塊主要完成指紋特征的采集、比對(duì)、存儲(chǔ)、刪除等功能；密碼盤用于設(shè)定開鎖密碼。機(jī)房攝像機(jī)是整個(gè)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的視頻信號(hào)源，主要負(fù)責(zé)對(duì)機(jī)房整體環(huán)境、機(jī)房設(shè)備等全天候監(jiān)視，滿足機(jī)房運(yùn)行對(duì)安全、巡視的要求。

3)環(huán)境系統(tǒng)。在中心機(jī)房安裝了2套溫、濕度傳感器，在調(diào)度大屏安裝了一套溫、濕度傳感器，用于檢測(cè)室內(nèi)的溫、濕度，溫、濕度傳感器實(shí)時(shí)顯示機(jī)房內(nèi)和大屏后的溫度和濕度。中心機(jī)房和調(diào)度大屏地板下強(qiáng)電、弱電、地線、電纜縱橫交錯(cuò)，一旦漏水，不容易發(fā)現(xiàn)，對(duì)水侵進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)十分必要。將定位水侵傳感器放置在容易發(fā)生水侵的位置，一旦有液體泄露碰到水侵傳感器，便會(huì)發(fā)出報(bào)警信息?？照{(diào)可以使機(jī)房保持恒溫，對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)行起到穩(wěn)定作用，因?yàn)橐坏┛照{(diào)自動(dòng)關(guān)機(jī)，又不能實(shí)時(shí)檢測(cè)到，機(jī)房溫度過高，會(huì)影響設(shè)備壽命。溫度傳感器對(duì)空調(diào)口進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)溫度過高，將進(jìn)行報(bào)警，值班人員可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

4)動(dòng)力系統(tǒng)。通過由UPS廠家提供的通信協(xié)議及智能通信接口，對(duì)UPS電源進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

5 系統(tǒng)功能及使用效果

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)可以對(duì)機(jī)房的環(huán)境、空調(diào)和動(dòng)力設(shè)備等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，接收現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、工作狀態(tài)及告警信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的分析、顯示和輸出。該系統(tǒng)對(duì)整個(gè)子設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)管理，實(shí)現(xiàn)無人值守的目標(biāo)，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性，減少了設(shè)備故障的發(fā)生，工作人員可以根據(jù)需要在網(wǎng)頁或是手機(jī)端打開該系統(tǒng)，以便實(shí)時(shí)監(jiān)視所有設(shè)備的運(yùn)行工況。機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)手機(jī)端監(jiān)控畫面如圖2所示，如有報(bào)警信息，還可以通過微信或打電話的形式給相關(guān)人員發(fā)送報(bào)警信息。 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的具體功能如下。

圖2 機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)手機(jī)端監(jiān)控畫面

1)系統(tǒng)可以先通過視頻監(jiān)控，實(shí)時(shí)看到機(jī)房內(nèi)的具體情況，同時(shí)能與其他子系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警聯(lián)動(dòng)，滿足機(jī)房運(yùn)行對(duì)安全、巡視的要求。這樣當(dāng)發(fā)生動(dòng)力環(huán)境量、開關(guān)量、火災(zāi)系統(tǒng)等報(bào)警時(shí)，監(jiān)控中心可以先通過視頻監(jiān)控對(duì)機(jī)房具體信息進(jìn)行直觀的了解，避免因準(zhǔn)備不足而導(dǎo)致行動(dòng)盲目、低效，不能對(duì)報(bào)警進(jìn)行及時(shí)有效的處理。

2)系統(tǒng)采用指紋和密碼雙重防護(hù)的門禁系統(tǒng)。管理員可通過手機(jī)藍(lán)牙連接進(jìn)入門禁管理后臺(tái)，錄入技術(shù)員的指紋、設(shè)定開鎖密碼，兩者同時(shí)正確之后，方能打開門禁系統(tǒng)，進(jìn)入機(jī)房。通過設(shè)定，該門禁系統(tǒng)與紅外傳感器產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)，一旦有開門動(dòng)作，將觸發(fā)紅外傳感器報(bào)警提示。

3)系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示機(jī)房內(nèi)和大屏后的溫度和濕度，并與空調(diào)產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)，當(dāng)溫、濕度超過預(yù)定值時(shí)，系統(tǒng)將對(duì)管理人員進(jìn)行電話報(bào)警，以完成對(duì)機(jī)房和大屏的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

4)系統(tǒng)實(shí)時(shí)對(duì)機(jī)房的水侵情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一旦有液體泄露，系統(tǒng)將通過語音報(bào)警通知相關(guān)人員。

5)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)視UPS的電壓和電流參數(shù)，一旦UPS報(bào)警，越限參數(shù)將變色，并伴有報(bào)警聲音。系統(tǒng)可根據(jù)用戶需要設(shè)置電話或短信通知，還可以查看相關(guān)的曲線記錄。

6)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)房的煙霧情況。一旦檢測(cè)到火災(zāi)，將電話通知值班人員進(jìn)行處理。

目前，該系統(tǒng)在八礦機(jī)房安裝調(diào)試并運(yùn)行。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，各項(xiàng)性能良好，穩(wěn)定性、可靠性得到了有效驗(yàn)證。

6 結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用大大推動(dòng)了機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)的進(jìn)步，使系統(tǒng)的采集和傳輸更方便，提高了維護(hù)效率。本文所述的動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)有效地分析采集數(shù)據(jù)，為機(jī)房安全、可靠運(yùn)行提供了重要保障。