小議煤炭運輸中計算機監控系統的作用

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煤炭運輸中的計算機監控系統，利用計算機進行串行通信來實現對工業集散進行控制，其主要由上位機與下位機兩個部分構成。下位機的傳感器將煤炭運輸情況以光纖信號形式傳送到井上的上位機里，上位機連接的計算機通過識別解碼將其以動畫形式在顯示屏里顯現出井下傳輸機的工作情況，如果出現故障，就會使上位機連接的報警器進行報警，并根據計算機上顯示出的故障類型自主下達故障處理信號，而防止故障對生產進一步延滯，有效地減少了下井作業人員的數量，提高了生產效率。而且也將井下生產線上的情況及時傳送給決策者，方便其統計各類故障的幾率，及時查找出傳輸工具的故障原因，并對其檢修，以確保生產一線一直以最低故障率進行生產。

1上位機的監控動畫和工作現場一致

計算機監控系統首先要具有實時性的特點，以保證監控界面上顯示的畫面和井下工作現場中的設備狀態相一致。為了達到這種效果，在設計程序時要利用一個二維數組，來作為聯接井下設備和監控界面畫面之間的橋梁。由下位機去采集現場信號，并將其傳輸到上位機中去，由上位機進行分析整理，進而將有特定意義的數據寫進二維數組中去。與此同時，上位機的程序定時去讀取二維數組里的數據，并根據數據的特定含義去控制監控界面上的顯示內容。通過此種方式，使現場編入二維數組和讀取二維數組里的數據成為兩個獨立存在的過程，互相并沒有影響，進而保證上位機中的監控動畫同時顯示出了井下工作現場的作業情況。

2上位機的故障編碼和統計

對于井下的帶式輸送機經常出現的8種故障，可以用1個字節數據來進行表示，建議設計如表1所示。再通過對程序的編寫，使計算機可依據故障數據表示的具體值來確定發生了何種類型的故障。

3下位機的硬件構成

下位機系統主要負責實時數據的采集，其硬件主要由工業級的單片微機、傳感器及傳感器連接件、電源電路和放大電路、A/D轉換電路、數字處理電路、人機對話界面、語音電路、通信電路和報警輸出電路構成。各種實時數據會被傳感器所獲取，之后進行信號轉換。例如，輸送帶的張力會由張力傳感器對力值信號進行轉換變為電信號，而電信號會被放大電路予以放大和濾波，再經過A/D轉換電路去轉換成數字量，該數字量再由計算機進行整理，最后與上限和下限這些預先設定好的定值進行比較，而一旦張力值超限，計算機就會給出報警信號和發出相應的觸點信號，該觸點信號就可以作為開關主拖動電機的信號使用，亦可以作為拉緊絞車電動機的正反轉控制使用，由此便可以實現對張力的自動控制。

4通信方式設計

這里的計算機監控系統所采用的是兩級通信方式，讓上位機和下位機不直接連接在一起，而是分別與現場控制中心進行連接，1個上位機最多能和4個現場控制中心進行連接，而一個現場的控制中心最多可以和8個下位機智能終端進行連接，所以煤炭傳輸的監控系統最多可以同時監控32臺帶式輸送機的作業情況。其中上位機只和現場控制中心進行直接通信，而現場控制中心則負責和多臺下位機進行相互通信。

為了防止多個下位機在同一時間上傳現場作業信號，發生信號間的沖突問題，這里采用了上位機循環點名的方法，從而使上傳的數據有序。上位機將現場控制中心號和終端機號等信息結合到一個數據里，可以叫它“點名數據”，然后上位機循環發送這種數據到現場控制中心，再由現場控制中心下發。各個終端機根據這種“點名數據”，來判斷自己是否是接受點名的機器，然后接受點名了的終端機會將自己監控的帶式輸送機的作業情況上傳至現場控制中心，進而傳送到上位機中去。“點名數據”的發送時間的間隔是100ms，這樣即使上位機要和32臺下位機進行間接連接，也可以在3.2s內，將“點名數據”在下位機之間循環一遍，從而保證了井下作業現場的數據可以及時傳送到上位機，也可以對發生的故障在第一時間里發出警報和進行實時處理。

計算機監控系統的引入，不僅可以減少相應作業人員的數量，還可以保證煤礦生產中井下作業的安全，以及煤炭產量的提升等。所以，我們需要在更多的方面引入計算機的監控系統，如對煤炭的二次加工，對礦井的深度開采等，也要在實踐的過程中對發生的問題及時研究和做出處理。（本文作者：賀志芳、劉金鳳、杜國慶 單位：唐山科技職業技術學院、住友重機械（唐山）有限公司）