基于移动互联的煤矿通风机远程监控技术.pdf

第 4 2卷 第 3 期 2 0 1 6年 3月 工矿 自 动化 I ndu s t r y a nd M i ne Aut o mat i o n Vo 1 ． 4 2 No． 3 M a r ．2 0 1 6 文章 编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 6 0 3 0 0 0 7 0 6 DOI 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 1 x ． 2 0 1 6 ． 0 3 ． 0 0 2 马小平 ， 吴新忠， 任子晖． 基于移动互联的煤矿通风机远程监控技术E J ] ． 工矿 自动化， 2 0 1 6 ， 4 2 3 7 - 1 2 ． 基于移动互联的煤矿通风机远程监控技术 马 小平 ， 吴新 忠 ， 任 子 晖 中国矿业 大 学 信息 与 电气工 程学 院 ， 江 苏 徐州 2 2 1 1 1 6 摘要 针 对 目前 煤矿 通风机 采 用冷 备 用方式 及供 电 系统 采用单 母 线分段 运行 方式 存在 安全 隐 患的 问题 ， 介绍了在通风机不停风倒机控制、 风门设计 、 通风机供 电安全 、 通风机监控 系统冗余、 通风机故障诊断等方面 所做 的研 究 ， 研 究成 果的 应 用提 高 了煤 矿通 风机 的安 全 运行 水 平 和 自动 化程 度 ； 针 对 通风 机 房位 置 偏远 、 容 易陷入信 息孤 岛的 问题 ， 采 用移动 互联 相 关技 术 ， 构 建 了基 于 移动 互联 的煤矿 通 风 机远 程 监 控 系统 ， 着重 介 绍 了该 系统 移 动客 户端 的功 能设 计及 基 于 S o c k e t通信 的客 户 端和 服 务 器 端程 序 设 计 。该煤 矿 通 风机 远 程 监控 系统采 用 G P R S DT U 模 块从 P L C采集数 据 ， 通过 GP RS网络将 监控 数 据上 传 至基 于 P C 的数据 服 务 中心 ， 并通过 数据 服 务 中心 与移动 客 户端 的 S o c k e t 通信 ， 实现 随时 随地 的通风 机远 程监控 功 能 。 关键 词 通 风机 监控 ；移动 互联 ； GP R S D TU； An d r o i d系统 ； S o c k e t 编程 中图分 类号 TD 6 7 ／ 7 2 4 文 献标 志码 A 网络 出版 时 间 2 0 1 6 0 3 0 7 1 5 1 0 网络 出版地 址 h t t p ／ ／ w ww． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． TP ． 2 0 1 6 0 3 0 7 ． 1 5 1 0 ． 0 0 2 ． h t ml Ve nt i l a t o r r e mo t e mo ni t o r i n g t e c hn o l o gy o f c o a l mi ne ba s e d o n mo b i l e I n t e r n e t M A Xi a o pi ng． W U Xi n z h on g。 REN Zi hu i S c h o o l o f I n f o r ma t i o n a n d El e c t r i c a l En g i n e e r i n g，Ch i n a Un i v e r s i t y o f Mi n i n g a n d Te c hno l o gy，Xu z hou 2 2 11 1 6，Ch i na Abs t r a c t For hi d de n da n ge r c a us e d by c ol d s t a n d by mo de o f c oa l mi ne v e n t i l a t or s e g m e n t a t i on o pe r a t i on mo de o f p o we r s u pp l y s ys t e m a t p r e s e nt ，a s e r i e s o f r e s e a r c h wo r k a n d s i ng l e bus we r e i n t r od uc e d ab ou t s wi t c h ov e r wi t h ou t bl o wi ng o u t o f v e n t i l a t o r ， a i r d oo r de s i g n， po we r s a f e t y o f v e n t i l a t or ， r e d und a n c y of v e nt i l a t o r moni t o r i ng s y s t e m ，f a u l t d i a gno s i s o f v e nt i l a t o r ， e t c ． App l i c a t i o n of c o r r e s p o n d i n g r e s e a r c h a c h i e v e me n t s i mp r o v e s s a f e o p e r a t i o n l e v e l a n d a u t o ma t i o n d e g r e e o f c o a l mi n e v e n t i l a t o r ．Si nc e v e nt i l a t o r r o o m l o c a t e s on r e m o t e p l a c e s a n d v e n t i l a t o r mon i t o r i ng s y s t e m i s e a s y t o f a l l i ng i nt o i nf o r m a t i o n i s ol a t e d i s l a n d，a r e m o t e mo ni t o r i ng s y s t e m of c oa l m i ne v e n t i l a t o r ba s e d o n mo bi l e I nt e r ne t wa s bu i l t by us e o f c or r e s po nd i ng mob i l e I n t e r ne t t e c hn ol o g i e s ．Fu nc t i o n d e s i gn o f mob i l e c l i e n t o f t he s y s t e m a n d pr o gr a m de s i gn o f c l i e nt a n d s e r v e r b a s e d on So c ke t c o mm un i c a t i o n we r e i nt r o d uc e d i n d e t a i l s ．Th e s y s t e m c o l l e c t s d a t a f r o m PLC b y u s e o f GP RS DTU mo d u l e a n d u p l o a d s t h e d a t a t o s e r v e r t hr ou g h GPRS ne t wo r k， whi c h r e a l i z e s r e m o t e m o ni t o r i ng f u nc t i o n of v e nt i l a t o r a n y t i m e a nd a ny whe r e t hr ou g h So c k e t c o mm un i c a t i o n be t we e n s e r ve r a nd m o bi l e c l i e n t ． Ke y wo r d s ve nt i l a t or m o ni t or i ng； mo bi l e I nt e r ne t ； GPRS - DTU ； An dr o i d s ys t e m ； S oc ke t p r og r a m mi n g 收稿 日期 2 0 1 5 1 2 0 1 ； 修 回日期 2 0 1 6 0 2 2 4 ； 责 任编辑 李 明。 基金项 目 国家 自然科学基金资助项 目 6 1 3 0 3 1 8 3 ； 江苏省 自然科 学基金 资助项 目 B K2 0 1 3 0 2 0 4 ； 高等 学校博 士学科 点专项 科研基 金资助 项 目 2 0 1 2 0 0 9 5 1 2 0 0 2 3 。 作者简介 马小平 1 9 6 1 一 ， 男 ， 四川绵 阳人 ， 教授 ， 博士 ， 博士研究生导师 ， 主要研究方 向为煤矿综合 自动化 、 矿 山物联 网技术等 ， E - ma i l x p ma c u ret ． e d u ． C I 1 。 8 工矿 自动 化 2 0 1 6年 第 4 2卷 0 引言 近年来 ， 随着移动网络传输速率 的不断提高， 中 国移动互联 网产业发展 所需的各方面条件逐渐成 熟 ， 开始步人高速发展期。另一方面， 移动终端得到 普及 ， 从单 纯是通 信 网络 的终端 向多功 能方 向发展 ， 越来 越多 的移动 终 端 配备 了开 放式 操 作 系 统 ， 移 动 终端 和互 联 网的无 缝 连 接 已经形 成 。以此 为 契 机 ， 在商业领域 ， 移动平 台已成功 占领 了计算机平 台的 终 端销售 市场 ， 而这 一 潮 流 也 开始 渗 透 进 工业 监 控 领 域 ， 使 用户 能够 随时 随地接 入监控 系统 成为诉 求 。 虽然移动互联在工业监控领域 的应用仍存在安全、 流 量费 用等 问题 ， 但 不 可否认 ， 基 于移动互 联 的远程 监 控 系统 已逐 渐 形 成 了 P C终 端 监 控 的 一 个 重 要 补 充 。 本 文针 对煤矿 通风 机监 控领域 展开 研究 。首先 介 绍 了在通 风机 备用 实时性 和监 控可靠 性方 面所做 的研究工作 ， 提出的新理念 、 装备和技术 的引入为实 现通 风机远 程监 控 提供 了 良好 的 现场 设 备 基 础 ； 接 下来 应用移 动互 联 技 术 ， 构建 了基 于 移 动互 联 的煤 矿通 风机远 程监 控 系 统 ， 使得 相 关 人 员 可通 过 手 机 终端随时随地查询通风机安全监控信息 ， 以保 障监 控信 息 的及 时传 递与 处理 。 1煤矿通 风机 监控 系统现 状 据统 计 ，中 国煤 矿事 故 6 O 以上 是 由通风 管理 不善 、 瓦斯浓度过高引起的。为了保证煤矿通风安 全 ， 煤矿 安全 规程 规 定 煤 矿通 风 机 采 用 一用 一 备 的工作方 式 ， 且 采用 单母线 分段 的双 回路 供 电系统 。 但实际应用中， 备用通风机和备用供 电系统的功能 发 挥严重 不足 ， 具 体 表 现 在 ① 通 风 机采 用 冷 备 用 方式， 其启动和挂网具有不确定性 ， 导致每一次倒机 都成为通风安全隐患 。② 供 电系统采用单母线分 段 运行 方式 ， 一旦 发生 电源故 障 ， 需 要通 过切 断故 障 电源 的刀 闸和断路 器 、 闭合 备 用 电 源 的刀 闸和 断路 器 、 闭合 母联 等一 系列操 作来 实现 供 电电源 的切换 。 该操作主要 由人工完成 ， 常常错失合闸的最佳时机 ， 延长停 风 时问 ， 容 易造 成通 风事故 扩大 化l 1 ] 。 1 ． 1 通风机 不停 风倒 机 的 实现 除冷备 用方 式导致 通风 机启 动和挂 网的不确 定 性外 ， 对于 高瓦斯 矿井 ， 通风 机停 机倒机 方式 还会 引 起瓦斯 积 聚 ， 对 矿井 安 全 生 产 造成 隐患 。笔 者 提 出 通风 机热备 用思 路 ， 即 在停 转 原 运 行 通 风机 之 前 启 动备 用通 风机 ， 通过 通 风 机 由冷 备 用 向热 备 用 过 渡 来消除通风机启动的不确定性 。在备用通风机正常 启动后 ， 通过风道上的风 门实现风路切换 ， 将传统停 机 倒机 过程 中的通 风系 统停 风改 为在风 门切换 风路 的较短 时 间内 的风量波 动 ， 实 现通 风机不 停风倒 机 。 但现有通风 回路无法实现备用通风机倒机前启动 ， 因此必 须 进 行 风 道 改 造 。 图 1为 改 造 前 的通 风 回 路 ， 设 1 号 通风 机处 于运行状 态 ， 则 2 号 通风 机处 于 备用状态 ， 为备用通风机 。根据轴流式通风机 的特 点 ， 要想正常启动 ， 必须打开风 门， 否则会造成通风 机堵 转 。而备 用通 风 机 的 主风 门一旦 开 启 ， 将 会 形 成 短路 风 ， 使井 下无 风或 微风 ， 此时备 用通 风机 会 因 风流 的作用处 于反 向旋转 状态 ， 不利 于启 动 。 1 号通风机 a 侧视 2号 通 风机 b 俯视 图 1 改 造 前 的通 风 回路 图 2为改造 后 的 通风 回路 ， 在 2条 风 道上 均 设 置 了对空 短路 风 门 ， 备 用 通 风 机通 过 对 空 短路 风 门 实现提前 启动。该通风机不停风倒机 控制方案于 2 0 0 9年在 平煤 五 矿 投 入使 用 ， 实 际 运 行 表 明 ， 该 方 案设计合理 ， 提高了倒机成功率； 倒机时间由原来的 5 ～6 mi n缩 短为 3 0 S以内 ， 倒机 期 间井下风 量 波动 不超过 4 0 。另 外 ， 利 用 容 错 技 术 ， 通 风 机 监 控 系 统还实现了通风机故障情况下的自动切换 ] 。 a 侧视 l 号通风机 l 号对空短路风门1 号立式风 门 2 号通风机 2 号对空短路风门 2 号立式风门 b 俯 视 图 2 改 造 后 的通 风 回路 2 0 1 6年 第 3期 马 小平等 基 于移 动互联 的煤矿通 风机 远程 监控技 术 9 1 ． 2 高性 能 自密式 旋叶 风 门的研 究和 应 用 采 用通 风机 不 停 风倒 机 控 制 方 案后 ， 传统 的依 靠钢 丝 绳提 拉 和重 力降 落实 现开 闭 的闸板 风 门面 临 巨大挑 战 ， 尤 其 是在 带风 阻 的情况 下启 闭时 ， 将 承受 巨大 压 力 ， 容 易 卡死 ， 成 为控 制方 案 中最不 安全 的因 素 。为了提高控制方案的可靠性 ， 笔者所在团队研 发 了 自密式 旋 叶风 门 ， 如 图 3所示 。 图 3 自密式旋叶风 门 与传统的闸板风 门相比， 自密式旋 叶风门将一 整块 闸板 替换 成多 组叶 片 ， 基 于均 压思想 ， 叶片采用 菱形 结构 ， 转轴 置 于 中间 ， 在 大 风 阻情 况 下 开 、 闭灵 活 ， 提 高 了风 路切 换 的安全性 。另 外 ， 该 风 门叶 片切 换 速度 快 ， 3 0 S即可完 成风 门状态 转换 ， 在 开启状 态 下风阻小 ， 在关闭状态下漏风低 。 1 ． 3 主要 通风机 供 电安 全水平提 升 的研 究 煤 矿 通 风机 供 电系统 常 用 双 回路 供 电 、 单 母 线 分段运行方式 。为了提高主要通风 机供 电安全水 平， 笔者所在的研究团队提出在 电源故障情况下 ， 采 用高压快切装置快速切换至备用电源。高压快切装 置安 装在 2路进 线 上 ， 如 图 4所 示 ， 采用母 联切换 的 工作 方式 。与低 压 系统 常用 的备用 进线 自动投 入装 置不 同 ， 高压 快切 装 置具 有 逻 辑 判 断 和智 能 选择 多 种投 切 方式 ， 以确 保投 切 过 程 中主要 通 风 机 平稳 运 行 ， 减 小启 动 冲击 电流 。 1 号 1 号 1 号 2 号1 号换向柜1 号P T柜 联柜 2 号P T柜 2号换向柜2 号 2 号 2 号 l 号 通风机 电动机通风机电动机 通风机 电动机 通风机 电动机 图 4 高压 快切装置接人供电系统示意 对 于高速 运 行 的 大 型 电动 机 负载 ， 在 电 源 进线 响 小 ， 可 保证 在 5 0 0 7 0 0 I l l s内完成 。③ 残 压切 换 发 生故 障造成 母 线 失 电 时 ， 电动 机 由于 惯性 会 维 持 区域 若 失去 上述 2个投 切 区域时机 ， 高 压快切 装置 运转 ， 形成反电动势 ， 即在母线上形成残压 。母线残 将在母线残压降到 4 0 ％以下时投切。在该 区域切 压在一段时间内存在 。需要尽可能降低母线残压对 换对电源和主要通 风机有一定影 响， 但 比冷备用启 电 网造 成 的冲击 ， 防止备 用 电源 上级 跳 闸 ， 使停 电事 动平稳 。 故扩 大 。针 对该 问题 ， 高 压 快 切 装 置 有 3种 投 切 时 1 ． 4 通风机 监控 系统的 冗余设 计 机 ① 快速切换 区域 在 电源失 电瞬间， 高压快切装 为 了提高通风机监控系统 的可靠性 ， 笔者所在 置检测到母线 残压与备用 电源的相位 角相差 不大 的研究团队致力于系统冗余设计 。从 2 0 1 2 年开始 ， 时 ， 完成 快 速切 换 。 在该 区域 内切 换 对 电源 和 主 要 陆续研 发 了 如 图 5 a 所示 的基 于昆 腾系 列 P L C硬 通风 机 冲 击 最 小 ， 可 保 证 在 5 0～ 1 8 0 ms完 成。 冗余的通 风机监 控 系统和如 图 5 b 所示 的基 于 ② 同期 捕 捉 区 域 若 失 去 快 速 切 换 区 域 时机 ， 高 压 S 7 3 0 0系列 P L C软冗余 的通 风监 控 系统 。系统 中 快切 装 置 将 在 同期 捕 捉 区 域 进 行 同 相 位 角 相 差 C P U 和工控 机 均采用 双机 热备 形 式 ， 正常 情 况下 主 5 。 切换 。在该 区域 切 换 对 电 源 和 主要 通 风 机 影 机处 于工 作状态 ， 从 机处 于监视 状态 ， 一旦 从机 发现 1 0 工矿 自动 化 2 0 1 6 年 第 4 2卷 主机 异常 ， 将会 在 很 短 的时 间 内代 替 主机 。硬 冗 余 系统 由硬 件实 现主从 机 切换 ， 切 换 时 问为 ms 级 ； 软 冗余 系统 则通 过软件 实现 ， 切换 时 间为 s 级 。 a 硬冗余设计 主控 P L C备用 P L C b 软 冗 余 设 计 图 5 通风机监控系统 的冗余设计 1 ． 5 主要通 风机 故障 分类 、 诊 断 、 预警 和智 能控制 针对 目前 中国主要通风机故 障样本偏少 的现 状 ， 笔者所在研究团队针对通风机故障预警、 诊断和 智 能控 制技术 进行 了大 量 研 究 ， 根 据故 障特 征 实 现 了主要 通风 机 电气 和机 械 故 障 、 主 要通 风 机 进 线 电 源故 障和 主要通 风机性 能故 障 的快 速分 类 。针对 电 气和机械故障、 进线电源故障， 分别采用不停风倒机 控制 方案 和高压 快 切装 置 立 即进 行处 理 ； 对 于 性 能 故 障 ， 采用 基于人 工 免疫 的思想 ， 实 现 了基 于距离 函 数 的主要 通风机 故 障预警 和分类 。上述方 法 已成功 应 用于煤 矿通 风机 监 控 系统 ， 保 障 了通 风 机 的安 全 运行 。 1 ． 6 通 风机 监控 系统存 在 的不足 通 风机房 一般 位置偏 僻 、 远离调 度 室 ， 通 风机监 控 系统 容易 沦为信 息孤 岛 ， 即使接入 局域 网， 实时数 据的获取地点仍局 限于工业现场和调度室。安全管 理人 员和 主管领 导一 旦 离 开 办公 场 所 ， 将 无 法 获得 通风 机运行 实 时信 息 ， 无法 对 突 发 事件 进 行 快 速 响 应和科 学 决策 。 2移动 互联 相关技 术 2 ． 1 移 动互联 与 终端设 备 移动互联是将移动通信和互联 网结合 ， 用户借 助 移动 终端 设 备 手 机 、 P D A ， 通 过 网 络 访 问 互 联 网 。随着 技术 的进 步 ， 移 动 互 联 网成 为 继 宽带 技 术 后 互联 网发 展 的又 一推 动力 。随着 3 G技 术 的普 遍 应用和 4 G技术的推广 ， 越来越多 的传统互联 网用 户开始借助移 动终端设备享 用移动互联 网的便利 服务 。 2． 2 GPRS 网 络 GP RS Ge n e r a l P a c k e t Ra d i o S e r v i c e ， 通 用 无 线分 组 业 务 采 用 基 于 GS M Gl o b a l S y s t e m f o r Mo b i l e C o mmu n i c a t i o n ， 全 球移 动通信 系统 的无 线 高 速 数 据 分 组 传 输 技 术 ，理 论 传 输 速 率 达 1 7 1 ．2 k b i t ／ s 。 自 2 0 0 2年 7月 G P R S在 中 国移 动 通 信行业开始出现， 至今 已大面积应用于多媒体、 互联 网通信服务领域， 使得在工业数据监测与传输 中利 用 I n t e r n e t 实现 远距 离 、 宽 范 围 的 数 据传 输 和 管 理 成 为可 能 。 2 ． 3移 动 平 台 的 An d r o i d技 术 An d r o i d系统从 2 0 0 9年 发 布至今 ， 随着 技 术 的 不 断发 展和 成熟 ， 在 移动 终 端 中所 占比例 正 逐 步 上 升 。开放 性 、 便 携性 、 良好 的兼 容 性 、 无 缝结 合 网 络 通信 等特 点 使 An d r o i d系 统 在 各 个 领 域 都 有 广 泛 应用 。 3基 于移 动互 联 的通 风机 远程 监控 系统整 体设计 图 6为基 于移动互 联 的通风 机远 程监 控系统 整 体架 构 。 图 6基于移动互联 的通 风机远程监控 系统整体架构 该 系 统 设 计 方 案 包 含 2个 关 键 点 ① G P R S D T U 是 一 种 基 于 GP RS网 络 的 终 端 设 备 ， 通 过 R S 4 8 5接 口与 P L C通 信 ， 读 取现 场监测 数 据 和输 出 控制信号 ， 另一侧则通过 GP R S网络实现与互联网 的无缝 连 接 。因 此 ， 基 于 P C平 台 的 数 据 服 务 中心 可布 置到 任何一 个 有互 联 网 网络 连接 的地 方 ， 突 破 2 0 1 6年 第 3期 马 小平 等 基 于 移动 互联 的煤矿 通 风机远 程监 控技 术 1 1 了局域 网的地 域 限制 。② 移动 客户 端通 过 3 G， 4 G， Wi F i 网络 以无 线方 式 实现远 程 监控 ， 以满 足用 户 随 时随 地 的监控 接 入需 求 。 在构 建 了基 于 P C 平 台 的 数 据 服 务 中 心后 ， 可 对 系 统进 行后 续 功能 扩展 。图 7 为 基 于移动 互联 的 系统扩展 目标 ， 以期实现基于云计算 和大数据技术 的多 参数 整合 和 与专 家知 识相 结合 的远程 主动 分析 预警 、 控 制功 能 [ 。为 了实 现 数 据 服务 器 在 网络 上 被定 位 ， 基 于 P C平 台 的 数 据 服 务 中心 需 设 置 固定 的 I P地址 。 亟 云 计 算 技 术l， 控 制 基于云计算和大数据技术的多参数整合、 主动分 析预警 和远程控制系统 图 7 基 于 移 动 互 联 的 通 风 机 远 程 监 控 系 统 扩 展 目标 4基 于移 动互 联 的通 风机 远 程监控 系统软 件设 计 4 ． 1 移 动客 户端 功 能模 块 根 据 通 风 机 监 控 的需 求 分 析 ， 基 于 移 动互 联 的 通 风机 远 程 监 控 系 统 移 动 客 户 端 功 能 模 块 如 图 8 所示 。 系统移动客户端欢迎界面 移动客户端用户安全登录模块 l通风机安全l l通风机安全 I l 通风历史I I 系统远程I l监测模块I l 控制模块l l 数据查 询模块l I 维 护模块I 图 8 煤矿 通风机远程监控 系统移动客户端功能模块 在 系统 移动 客 户 端 欢 迎 界 面 中 ， 用 户 通 过 在 安 全登 录模 块输 入 数据 服务 器 端 的域名 和端 口号 进 行 身份校验， 保证授权合法用户安全登录。用户登录 成 功后 ， 跳 转至 程 序 主界 面 。主 界 面包 括 通 风 机 安 全监测模块 、 通风机安全控制模块、 通风历史数据查 询模 块 和 系统远 程 维 护 模 块 ， 点 击 任 意 功 能 模 块 即 可 进入 相应 的功能 主界 面 。通 风机 安全 监测 模 块实 时 获取 煤矿 通 风机 运 行 参 数 和 通 风 系 统 性 能 参 数 ， 采用 简 单 图表形 式 呈 现 ， 使 用 户 实 时掌 握 通 风 机 安 全运 行 情况 ， 并 提 供 超 限实 时 报 警 功 能 。通 风 机 安 全控制模块方便用户对通风机的现场设备进行远程 控 制 ， 出 于安全 考 虑 ， 该 模块 需要 单 独设 置授 权 登 录 密 码 。通 风历 史数 据查 询模 块 提供 历史 数据 查 询人 机 接 口， 具 有 曲线 分析 和报 表统 计 2种 表现形 式 ， 其 中曲线分析提供通风机工况历史 曲线分析 ， 报表统 计 实现 通风监 测 数 据 的历 史 报 表 生成 和 日报 、 周 报 的 自动 统计 。系统 远 程维 护 模 块 可 根据 监 测 数 据 ， 结合专 家 知识 或 由相 关 专家 进 行 系 统远 程 管 理 、 维 护、 安装和参数配置 ， 该模块同样需要单独设置登录 密码 ] 。 4 ． 2 基 于 S o c k e t 通信 的客 户端 和服务 器 端 目前主要有 Ht t p和 S o c k e t 2种通信方式实现 基 于 An d r o i d系 统 的 客 户 端 与 服 务 器 端 的 通 信 。 Ht t p通信采 用请 求 一 响 应 方 式 ， 即在 请 求 时 建立 连 接通 道 ， 当客户 端 向服务 器端 发送请 求后 ， 服务 器端 才能向该客户端返 回数据 。如果在开发网站时， 出 于 后 台数据 服务 器 的安 全 考 虑 ， 将访 问权 限设 置 为 不 能直 接从 网站 数 据库 获 取 数 据 ， 即没有 开 发 服 务 器端的任何数据接 口， 此时基 于 An d r o i d系统的客 户端只能选择 Ht t p通信方式 ， 设计核 心为如何从 服务器端返 回的静态页面中提取请求返 回的数据。 S o c k e t 通信 方式 可使 客 户 端通 过 T C P协 议 连 接 到 服务器 端 ， 且在 双方建 立连 接后 进行 数据双 向传输 ， 可实 现信 息 的主动 推 送 ， 无需 每 次 由客 户 端 向服 务 器端发送请求 ， 降低了数据丢失率， 且使用简单 ， 易 于移植 。 在基 于 移 动互 联 的通 风 机 远程 监 控 系统 中 ， 基 于 An d r o i d系统 的移动 终端 客 户端 与基 于 P C平 台的数据服务 中心 服务器端 通过 S o c k e t 通信方 式来实现交互。服务器端程序包括 1个提供 TC P 连 接服务 的 S e r v e r S o c k e t 类 对 象 和 1 个 参 与通 信 的 S o c k e t 对 象 ， 客户端 程序 只包含 1 个 参与 通信 的 S o c k e t 对象。服务器端的 S e r v e r S o c k e t 类对象提 供 TC P连接服务 ， 实 际进行通信的是服务器端 的 S o c k e t 对象 和客 户端 的 S o c k e t 对象 。连接成 功后 ， S o c k e t 对象便 可使 用 流接 口进 行 打开 、 读 、 写 、 关 闭 等操作 。 基于 移动互 联 的通风机 远程 监控 系统基 于 c ／ s 模式设计。数据服务中心和移动终端 的 S o c k e t 通 信过 程 ① 建 立 侦 听 。数 据 服 务 中 心 通 过 S e r v e r S o c k e t 建立 一 个 侦 听 线程 ， 负 责 侦 听服 务 器 端 程 序所 指定 的 端 口 ， 等 待 移 动 终 端 发 来 的会 话 请 求 。 ② 创 建 S o c k e t 。移 动 终 端 应 用 程 序 通 过 n e w S o c k e t 创建一 个 包 含 服 务 器 I P地 址 域 名 和 指 定端 口号 的 S o c k e t 对 象 ， 该 S o c k e t 对 象 向数 据 服 务中心发送会话请求 ， 试图与其建立连接 。③ 接受 请求 。服务器端的侦听线程监听到移动终端发来 的 会话请求 ， 通 过． a c c e p t 接受 请 求 ， 并创 建一 个 S o c k e t 接收连接对象 ， 与移动终端通信。④ 接收数 第 4 2卷 第 3期 2 0 1 6年 3 月 工矿 自 动化 I ndu s t r y a n d M i ne Au t o mat i o n Vo 1 ． 4 2 NO ． 3 M a r ． 2 O1 6 文章 编号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 6 0 3 ～ 0 0 1 2 0 4 DOI 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 1 X ． 2 0 1 6 ． 0 3 ． 0 0 3 龚德 明 ， 刘 同 冈 ， 徐 昌盛 ， 等 ． 基于 P L C的块煤 转 载防破 碎 系统设计 I- J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 6 ， 4 2 3 1 2 1 5 ． 基于 P L C 的块煤转载防破碎系统设计 龚德 明 ， 刘 同 冈 ， 徐 昌盛 ， 赵 志强 1 ． 中国矿业大学 机 电工程学院，江苏 徐州 2 2 1 1 1 6 ； 2 ． 邯郸矿业集团 郭二庄矿 ， 河北 邯郸0 5 6 0 0 2 摘 要 针 对选 煤厂块 煤运 输过程 中因转载 点 落差 大 而导致 块 煤 易破 碎 的 问题 ， 提 出 了一 种 基 于 P I C 的 块 煤转 载 防破 碎 系统 ， 重点介 绍 了该 系统 的 工作原 理及其 P L C控制 系统设 计 方案 。该 系统采 用超 声 波料 位 计检 测 煤位信 号 ， 并 由 P L C根 据煤 位信 号控制 变频 器调 节 电动拔轮 的转速 ， 使 块煤缓 慢输 出， 从 而达到 减 小 块 煤破碎 量 的效果 。 关 键词 选煤 厂 ；块煤 转载 ；防破 碎 ；煤位检 测 ；PL C控制 系统 中图分类 号 TD 9 4 8 ． 9 文献标 志码 A 网络 出版时 问 2 0 1 6 0 3 0 7 1 5 1 1 网络 出版 地址 h t t p ／ ／ www． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． TP ． 2 0 1 6 0 3 0 7 ． 1 5 1 1 ． 0 0 3 ． h t ml 收稿 日期 2 0 1 5 u一 0 4 ； 修回 日期 2 0 1 6 - 0 1 1 5 ； 责任编辑 李明 。 基金项 目 江苏省 自然科 学基金资助项 目 B K2 0 1 3 1 1 1 4 。 作者简介 龚德明 I 9 9 2 一 ， 男 ， 重庆人 ， 硕士研究生 ， 研究方 向为矿山机械故障诊断与保护 ， Ema i l n a n o c u mt ． e d u ． c n 。 据 。当移动 终端 接收 到数据 服务 中心 的接 收请 求 响 应数据 后 ， 双 方建立 S o c k e t 通 信 ， 移动 终端 通 过 S o c k e t 对象 创 建一 个 B u f f e r e d Re a d e r ， 使 用 ． g e t I n p u t S t r e a m 来 获 取 服 务 器 通 过B u f f e r e d Wr i t e r 传 来 的 监 控 数 据 。⑤ 结 束 通 信 。通 信 完 毕后 ， 通 过 o s ． c l o s e ， i s ． c l o s e ， s o c k e t ． c l o s e 关 闭输 出输 入 流 ， 并 关 闭 S o c k e t端 口， 完 成 S o c k e t 通信 。 客 户 端 应 用 程 序 在 接 收 到 服 务 器 端 监 测 数 据 后 ， 使 用 An d r o i d系 统 内置 的 S QL i t e数 据 库 进 行 保 存【 I 。 5 结 语 1 总结 了在提 高通 风机 监控 系统 安 全 可靠性 方面 所做 的研究 和 实践 工 作 ， 为实 现通 风 机 远 程 监 控 打下基 础 。 2 提 出并设计 了基于移 动互 联 的煤 矿 通风 机 远程 监控 系统 。该 系 统 通 过 G P R S网 络 获 取 通 风 机监 控 系统现 场数 据 ， 解 决 了 现有 通 风 机 房地 理 位 置偏远 、 容易成为信息孤岛的问题 ， 同时突破了监控 数据在煤矿局域网内传输 的区域限制。 3 选 用 S o c k e t通 信 方 式 进 行 移 动 客 户 端 与 数据服 务 中心 的交 互 ， 实 现 了基 于移 动 互 联 的 通风 机远 程监 控功 能 。相 关人 员可 通过 客户端 应用程 序 随 时随地 接人 系统 ， 并 做 出快速 响应 ， 对 防止煤矿 通 风相关事故、 避免事故 的扩大所带来 的次生灾害起 到 了极 大的作 用 。 参 考文 献 [ 1 ] 吴新忠