隨著國家對煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)要求的不斷提高和企業(yè)自身發(fā)展的需要，我國各地的大、中、小煤礦陸續(xù)裝備了礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的裝備大大提高了礦井安全生產(chǎn)水平和安全生產(chǎn)管理效率，同時也對該項技術的正確選擇、使用、維護和企業(yè)的安全生產(chǎn)信息化管理提出了更高的要求。目前，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)具有模擬量、開關量、累計量采集、傳輸、存儲、處理、顯示、打印、聲光報警、控制等多項功能，用來監(jiān)測井下的甲烷濃度、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、風速、負壓、溫度、煙霧、饋電狀態(tài)、風門狀態(tài)、風窗狀態(tài)、風筒狀態(tài)、局部通風機開停、主要通風機開停、工作電壓、工作電流等，并且實現(xiàn)了甲烷超限聲光報警、斷電和甲烷風電閉鎖控制等。近幾年來，兗州礦業(yè)（集團）有限責任公司及其下屬各個煤礦針對以前在礦井監(jiān)測監(jiān)控方面存在的一些問題進行了認真分析和歸納，并且與有關單位共同開展了科技攻關，取得了一批卓有成效的研究成果，同時他們還積極應用當前已有的礦井監(jiān)測監(jiān)控適用新技術，提出解決方案并且在礦井上、下進行了實施，有效地保障了礦井的安全，取得了良好的效果。

　　1、大型設備集中監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦的應用

　　兗州礦業(yè)（集團）公司興隆莊煤礦東風井實現(xiàn)了大型設備的集中監(jiān)控，設備采集參數(shù)量足、用戶程序設計有利于擴展，為將來機房的無人值守創(chuàng)造了寶貴的經(jīng)驗。

　　該礦東風井發(fā)大型設備集中監(jiān)控設有主監(jiān)控系統(tǒng)、6kV級變電微機保護系統(tǒng)和工業(yè)電視視頻系統(tǒng)。主監(jiān)控系統(tǒng)下連扇風機監(jiān)控子系統(tǒng)、水泵監(jiān)控子系統(tǒng)和空氣壓縮機監(jiān)控子系統(tǒng)。其監(jiān)控上位機采用研華IPC610系列工控機，依靠與各個子系統(tǒng)的通信，集中監(jiān)控所有設備的運行，監(jiān)測空氣壓縮機子系統(tǒng)、扇風機子系統(tǒng)和水泵子系統(tǒng)的運行參數(shù)、工作狀態(tài)和故障報警信息等，能夠?qū)崟r直觀的模擬顯示空氣壓縮機、水泵和扇風機等大型設備的系統(tǒng)模擬圖。

　　該控制系統(tǒng)的明顯特點是各個子系統(tǒng)均能夠保持控制上的相對獨立性，既可以集中聯(lián)網(wǎng)實行遠程控制又能夠獨立就地控制運行，各個子系統(tǒng)互相之間不干擾。使用工業(yè)IPC做“高層面監(jiān)控”，而又用高質(zhì)量的西門子S7系列PLC做“物理層面”的采樣與控制，兩者的控制與數(shù)據(jù)處理配合使用可以實現(xiàn)優(yōu)勢互補，用來完成大型機電設備的監(jiān)控可以說是各顯其能、相得益彰。后臺的工業(yè)控制計算機、前置的PLC控制器以及扇風機的數(shù)據(jù)采集卡，其CPU都設有看門狗定時器功能，可以實現(xiàn)主機因為軟件故障而死機時系統(tǒng)在無人干預下的自動復位。

　　主監(jiān)控系統(tǒng)的操作系統(tǒng)軟件為Windows2000NT系統(tǒng)，工控軟件為國內(nèi)應用最為廣泛的“組態(tài)王”6.02版，特別便于軟件的開發(fā)。視頻系統(tǒng)的數(shù)碼錄像部分采用獨特的模塊化設計，使用先進的多媒體軟硬件技術，解決了原先監(jiān)控系統(tǒng)因為反復使用錄像帶而容易產(chǎn)生的畫面不清晰、管理復雜以及費用高昂等問題，可以實現(xiàn)手工錄像、定時錄像、視頻移動錄像和布防報警聯(lián)動錄像，具有錄滿自動刪除功能、攝像鏡頭和云臺控制的功能、軟件防死機和斷電以后來電自動恢復啟動的功能。其先進的網(wǎng)絡性能，可以在數(shù)據(jù)專線、電話線和寬帶網(wǎng)上傳輸圖像。

　　2、KJ56型煤礦調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)

　　為了滿足中小型煤礦的現(xiàn)場實際需要，山東科技大學和兗州礦業(yè)（集團）公司唐村煤礦開發(fā)出了一套成本低廉、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單、便于維護的KJ56型煤礦調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)，具有比較好的推廣應用前景。

　　整個系統(tǒng)是由7個分站和40只傳感器組成的，測點參數(shù)包括風速、瓦斯、電流電壓、設備開停、風門開閉、蒸汽壓、風壓、絞車開停以及其運行位置等。該系統(tǒng)的控制中心為地面計算機，即系統(tǒng)主機，通過通信接口與各個分站進行數(shù)據(jù)通信。分站均通過2芯通信線掛接在一起，相互之間不進行聯(lián)絡。系統(tǒng)的主機首先根據(jù)分站與傳感器的連接端口對分站的測點進行定義，定義內(nèi)容包括分站的測點數(shù)、測點的端子號、順序號、模擬量還是開關量等。定義完成之后便選擇“初始化”菜單對每一個分站接著初始化。初始化成功以后，分站就把主機發(fā)來的定義參數(shù)存入到掉電不丟失數(shù)據(jù)存儲器中。當分站因為故障斷電再送電的時候，單片機能夠自動取出原有的系統(tǒng)定義參數(shù)進行循環(huán)監(jiān)測而不需要系統(tǒng)主機再對其進行初始化。

　　KJJ12型通信接口是由主機相連接的一個通信信號轉(zhuǎn)換器，它與主機的通信采用普通的RS232標準接口，與分站的通信采用本安型、二線制基帶信號；有光耦隔離電路，具有主、從機自動切換的功能和通信指示的功能，通信誤碼率比較低。在監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中，分站內(nèi)的單片機是不允許出現(xiàn)死機故障的，所以他們設計一套可靠的單片機自動復位電路。其中，振蕩器正常工作的時候會間隔一定時間（可以進行調(diào)整）輸出一個正脈沖給復位電路，讓單片機復位。單片機在正常工作的時候卻不斷地輸出一個清零脈沖給振蕩器，使得振蕩器輸出的全部均為低電平，只有在單片機死機的時候振蕩器才能夠正常工作。

　　3、水泵自動化監(jiān)控系統(tǒng)的應用

　　在礦山井下的水泵房內(nèi)，水泵的電動機需要根據(jù)水位的變化頻繁地啟動，其操作步驟比較繁瑣、環(huán)境條件惡劣、噪聲偏大、氣溫比較高、人員容易疲勞，特別是在井下發(fā)生水災的情況下留人值守泵房也是很危險的。兗州礦業(yè)（集團）公司濟寧三號煤礦研究的水泵自動化監(jiān)控系統(tǒng)減輕了工人的負擔，實現(xiàn)了無人值守，也為全礦聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控和數(shù)字化建設奠定了基礎，在實際的應用中也有著廣泛的前景。

　　整個系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集與檢測、現(xiàn)場監(jiān)測與控制、遠程監(jiān)控指揮等組成，具有自動和就地兩種操作方式。由工業(yè)計算機根據(jù)水位的情況來自動啟、停水泵，自動實現(xiàn)水泵的輪換工作，做出合理調(diào)度。該系統(tǒng)具有過載、欠壓、泄漏和超溫等保護功能，當出現(xiàn)以上狀況或者電動機出現(xiàn)故障的時候能夠自動停止該水泵的運行，同時啟動備用水泵?，F(xiàn)場控制中心將采集到的數(shù)據(jù)和調(diào)度策略傳至地面指揮中心，并且可以同步顯示出水泵的運行狀況。系統(tǒng)保留了設備原先的手動控制方式，以便在必要的時候可以在手動控制下實現(xiàn)水泵的正常運行。系統(tǒng)軟件和客戶端軟件的操作界面全部為中文可視化界面，用戶可以根據(jù)清晰的中文功能顯示實現(xiàn)全部監(jiān)控操作。

　　水泵房自動化監(jiān)控涉及到電動機、水泵、射流泵、電動閘閥、電磁閥、儀表顯示和水位檢測等具體設備，按照水位實時檢測、抽真空和自動注水、電動機啟動與閘閥操縱、參數(shù)通信與屏幕顯示、故障預防檢測五個環(huán)節(jié)順序操作。將PLC技術應用到礦山井下的水泵房中，可以按照“避峰填谷”的原則，合理地調(diào)度各臺水泵的輪流工作與“適時啟動”，既避免了人工判斷水位的不準確、杜絕了水泵人為的頻繁啟動，也實現(xiàn)了在用電低峰期啟動水泵的功能，提高了水泵房的可靠性、用電效率、經(jīng)濟效益和現(xiàn)代化管理水平。