摘要:自动化监控系统是一项先进的检测方式,当前在诸多矿山企业中都得到了有效运用。而如何有效设计与实现矿山综合自动化监控系统更是摆在矿山企业面前的一项重要课题。
关键词:金属矿;安全生产;网络视频监控;设计;
一、矿山安全生产网络视频监控系统的现状及应用意义
以往的金属矿安全监控系统很难做到事前监测,基本上都是在井下故障发生以后才会发出报警信号,这严重影响了矿山井下生产作业的顺利进行,并导致安全监控系统工作效率难以满足预定要求,而且使井下人员对于那些不必要的故障难以实现预先检修,导致矿山井下生产安全与人员生命很难得到保障。监控工作作为矿山安全生产的基础条件,对整个矿区及周边环境都有着重要的意义和影响,并在总体的规划目标、矿区定位及安全工作等方面给其他的专业设计提供了正确的引导。考虑到井下环境的复杂性与多变性,因此在研究时不得不在综合监控方面谨慎考虑,从而涉及到矿山监控系统的全部内容。在此方面,关于优化开采作业、自动监控与信息反馈等较为少见,这就间接体现了矿山生产在网络视频监控系统控制上存在的不足。因此,在很大程度上,网络视频监控系统给矿山工程带来了一定的时代挑战意义,而网络视频监控技术在矿山安全生产中的应用无疑决定着矿山工作的优劣性,它一方面对矿山安全管理产生影响,另一方面也决定着矿山事业在未来时间中的运营与发展。当前的矿山安全监控系统,几乎不可能准时准确地实现对设备故障监控预警工作,给矿山井下故障处理增添了很多麻烦,并且白白浪费了许多的人力和物力。所以,根据矿山井下网络视频监控的现场量测数据与资料,建立一套系统、方便实用的反演方法和数值模拟分析方法,势必有利于矿山工作的技术经济效益,对矿山企业的运营与安全将会有非常好的借鉴与指导意义。
二、矿山综合自动化监控系统设计与实现
1.数据库设计与实现。在矿山综合自动化监控系统中数据库是非常重要的一项内容,其能够将数据源提供给组态画面并显示出来。在建设iFIX实时数据库过程中,要求满足如下几方面内容:根据泵房、变电所与带式输送机等分系统来统计有关数据和类型;监控数据的I/O驱动器或OPC服务器地址列表;报警条件。同时还要求能够根据规则来对数据库标签进行实时命名,以保证能够在最短时间内查询到相关数据,并且为用户浏览矿山生产监控数据提供便利。如某矿山在命名矿山综合自动化监控系统实时数据库标签时采用的是三级标签命名法,主要包括数据类型、数据块名以及设备名,并且采用下划线来实时划分。其中对于数据块名与设备名分别是采用其自身首位大写拼音字母来表示。其中数据块名主要用于详细说明数据类型、输入及输出;设备名主要是用于说明标签数据归属的监控分系统。采用该种方式来命名实时数据库不但能够有效缩短检索的时间,而且还能切实避免出现重复标签的情况。如在实时数据库中设置东部带式输送机电机运行检测量,将其命名为DB-JDJ-DJYX-DI,如若要求查询此带式输送机的监控信息,仅要求往数据库中添加“标签名={DBJDJ 3}”此过滤条件,实时数据库中便可将此数据的组态画面显示出来。
2.人机界面设计与实现。人机界面能够为操作人员提供一个窗口,以便于其实时查看矿山生产环节的有关阐述,保证相关控制操作均获得准确执行。因此,在设计人机界面前,要求工作人员能够充分且全面的了解整体矿山监控系统结构,同时综合分析实际需求,并在基础上进行详细的人机界面设计。某矿山综合自动化监控系统构成如图所示。
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图某矿山综合自动化监控系统构成示意图
从图中能够发现,主要是由一系列监控分系统来组成综合自动化监控系统。在实际设计过程中需要充分重视实际结构层次以及整体画面结果,不单单要能够实现便捷的切换不同画面,同时还需要保证能够控制的有效性。而要想能够利用画面来准确、直观以及实时反映出矿山生产的过程,则需要灵活应用起iFIX的动画功能。通常来说,一个达标、可行的人机界面设计方案需要能够让矿山综合自动化监控系统符合如下几方面要求:第一,能够进行远程启动、停止、复位与测试等操作。第二,能够实时显示出各个泵房、压风机、工作面、提升机、通风机、变电所以及输送机等有关信息。第三,如若出现工作时限超标或是设备故障灯情况,能够将语音报警提示自动发出。第四,能够利用实时趋势曲线与历史趋势曲线来反映出一些比较重要的模拟量情况。
3.硬件设计与实现。(1)环网平台。环网平台的功能主要包括如下几方面:第一,利用开放式的TCP/IP协议,其兼容性极为强大,同时能够同时接入与转换多信号,可以实时有效的监控各个子系统。第二,网管功能极强。第三,主要采取的是双电源与冗余环网工作模式,一旦系统某一线路或节点出现故障也不会在很大程度上影响到整体系统的运行情况,并且可以快速实现电源的恢复。第四,在选择传输介质时,可选择范围激光,能够支持单模、多模以及双绞线,其接线结构与方式非常灵活。第五,一旦有故障出现,可以在短时间内实现通道的自动切换,防止系统受到过大影响。第六,具备自我诊断网络故障的功能,同时覆盖面极广,可以实现系统大范围的覆盖。(2)瓦斯预警系统。在矿山井下应用矿山综合自动化监控系统,要求其具有瓦斯预警功能,能够实时采集和检测井下瓦斯情况,并深入分析实际检测所得数据,从而来构成瓦斯预警系统。(3)主风机监测。主风机监测内容主要包括绕组温度信号、风机电机轴承温度等。通过显示与记录监测所得信息,结合实际测得温度数值来绘制温度曲线,并向其进行存储作为历史资料,方便后续工作人员的查询。
总之,网络视频监控系统作为我国矿山安全生产监控的新方法、新途径,应用计算机网络技术建立视频监控的远程计算机服务端口,对矿山监控的各个阶段实施三维可视化的监控,在监控前了解各种节点在实际环境中的相对位置和相互关系,势必有利于我国矿山事业的技术经济效益。
参考文献:
[1]马燕.矿山视频监控系统的分析与设计.2018.
[2]张文兵.浅谈矿山安全监控系统的设计与实现.2019.