刘虎 王超 郭付矿 梁红涛
平煤股份十三矿 2021年6月）
摘要：随着煤矿两化融合的推广以及智能矿山建设的需要，基础信息化自动化建设迫在眉睫。减员增效，无人值守是矿山信息化建设的目标。在此思路前提下结合实际就井口安全仪器发放工作进行信息化改造，以达到无人值守自动发放安全设备的目的。
关键词：无人值守；刷卡；电磁锁；
0 引言
本文是对安全仪器发放工作做了信息化改造，避免了目前人为操作的一些弊端，解决了安全仪器发放的无人化管理流程，有效的提升了煤矿安全效率和信息化水平。
1矿井安全仪器发放现状
根据《煤矿安全规程》第一百四十九条规定，矿长、总工程师、各专业副总工程师、爆破工、采掘区队长、通风队队长、工程技术人员、班长、流动电钳工、安全监测工下井时必须携带便携式甲烷检测报警仪（本篇已便携作为安全仪器论述）。现在普遍是人工发放手工登记，工人按便携牌领取。
2遇到的困难
2.1流程繁琐。
升入井高峰时人员集中，发放人员有限，流程（检验便携-收牌-登记-发放、收牌-检验便携-登记-存放）繁琐，职工等候时间过长。
2.2收发记录问题。
手工登记姓名、单位、设备种类、设备个数等，窗口堆积人时容易手忙脚乱，查询历史记录时更是一本本挨个翻找，费事费力。
2.3仪器管理困难。
安全仪器需每天维修，定时送检，报废登记等，设备几百台时，手工登记更是百爪挠心。安全仪器上采用人工用油漆编号方式，容易磨损造成字迹不清，还需定期重喷。
2.4人力资源浪费。
目前安全仪器发放岗位总计9人（普遍是女工），每天三班，每班2人，另加班长1人。如遇职工怀孕、事假等情况，还需从其他岗位抽人顶替。
2.5便携牌丢失遗留隐患。
便携牌丢失后，容易被人冒领很难杜绝。
3解决思路
针对目前存在的问题，本方案在于建立一套高稳定性易于实施和维护的井口便携仪自助发放系统。可以通过IC读卡器、RFID远距离读卡器、人脸识别、虹膜等设备记录人员信息（本篇以IC卡为论述）。当人员在存储柜门刷卡时，存储柜自动开门，打开或关闭。
3.1系统设计思路
3.1.1取走设备
人员刷IC卡后，识别人员信息后储物柜自动打开，人员取出安全仪器后，系统自动绑定取走的设备。
3.1.2归还设备
人员使用完毕后，将设备投入交还通道，通道中的刷设备读取IC卡信并将使用人员设备解绑息，确认归还；同时系统将所交还仪器的编号录入数据库，完成一次仪器发放回收记录。返还仪器集中检修后由维护人员放入储存柜，通过柜中感应设备刷瓦斯便携仪上的IC卡信息，计入台帐设备，使用完毕。
3.1.3自助发放流程图
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3.2系统设计实施
3.2.1硬件设计
程控储物柜：设置10层，每层设置尽深25cm宽20cm高15cm见方箱体16个，每个箱体安装电磁锁和ic卡接收器，柜子中间六个箱体合成一个空间做为控制设备安装箱体，柜体采用304不锈钢制作。柜体后板和箱体底板都有5公分夹层以便布线和设备安装。
回收窗：采用304不锈钢制作，可控制通道开启及设备信息传输机构
16路控制器：每个柜子控制器采用10块16路控制器，有两路串口，通过232或485的方式，通过以太网转换器连接服务器。
客户机：用于管理录入信息。
打印机：打印报表。
电子标签：电子标签与安全仪器粘贴，作为设备的唯一标识。
后备电源及12v供电：有2路专用电源（带有稳压的AC 220V和大功率 DC12V），为电磁锁，控制器，读卡器提供电源。
读卡器：采用485独立地址可编写读卡模块，非接触型ic卡读卡器。读取距离0-8cm，采用485通讯接口，供电DC12v，其信息读取时间为0.2秒。
电磁锁：采用DC12V供电，供电电流1A，开启响应时间小于1S，持续供电小于60S。
交流供电电源：采用2000w不间断电源，电源供电时间不小于2小时。
12V直流供电电源：12V直流供电电源采用200A、12V工业开关电源，效率不小于95%。
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3.2.2软件设计
软件结构：管理软件采用BS结构设计，建立数据库系统，分权限管理。在正常状况下，系统各部分配件通过控制柜与计算机进行信息交互，计算机统一协调系统的总体运作，以及保存数据，提供网络共享等功能。
软件相关功能：建立用户台帐；添加系统设备和ic卡信息；人员识别卡分配（包括人员与标签绑定、解除绑定、更换标签等，可以考虑与人员定位系统的定位卡对接）；建立设备台帐；设备年检，超时报警；设备标签对照，包括设备与标签绑定、解除绑定、更换标签。管理人员权限分级；查询每个储存室设备数量；查询设备使用情况（使用情况台帐，按次、安月统计）；查询人员使用次数台帐、明细；系统维护、数据备份；
3.2.3系统的异常处理机制
考虑到计算机故障对整个系统的致命影响，系统的控制柜（控制器）端将可以在没有计算机干预的状况下，由管理员开启人员引导部件，如：打开存储柜门，亮起指示灯等等，允许人员在计算机不能使用的状况下继续领取仪器操作（需操作员记录领卡人员和便携仪信息）。等到计算机恢复运行后，记录数据可以再计算机软件给出的手动补单模块中补录单据。
参考文献：
[1]DB41/T 1383-2017,智能煤矿建设规范[S].河南省质量技术监督局，2017