煤矿机电自动化监控平台设计.pdf

2020.17 科学技术创新 台、 古建筑监测预警等三大子平台组成。总体古建筑监测信息监测 平台流程图如图2所示。其中数据安全保密指数据监测[1]的数据内 容是否符合国家的法律法规， 是否经相关主管和保密部门的审核。 平台未来对外共享的各类数据，均需经过相关的安全审核和脱密 处理。其古建勘察监测数据都应有相关安全访问机制， 针对不同权 限的用户只能访问相应权限范围内的古建筑相关的监测数据内 容。安全保密除了常见的网络安全、 软件安全、 操作系统安全等方 面的需求外， 古建筑监测平台将全方面的记录每个用户操作日志， 监控中心管理员可以通过日志对系统运行情况进行跟踪，在系统 出现故障的时候可以根据日志信息快速对问题进行排查。 为保障古建筑监测[6]平台系统安全稳定运行， 采取如下措施 a. 本地局域网与外网隔离、 广域网边界处部署防火墙； b.在本地局域 网中部署网络入侵检测系统、 网络监控系统； c.在古建筑监测数据 库服务器上部署数据库运行监控[8]系统。 6 结论 本论文主要阐述了物联网技术在智慧古建监测领域中应用， 源于物联网在智慧古建勘察中的重大作用，对平台的稳定运行进 行概要性描述， 本论文主要阐述无线自动化网络传输方式， 对感知 终端、 通讯网络、 监控中心、 安全监测与评估等内容， 对古建筑进行 全方位保护， 从而节省了大量古建筑勘察监测人工成本， 实现了智 慧古建物联网无线自动化勘察综合效益最大化。 参考文献 [1]黄娟,程浩东,李勇峰,梁钦策.基于ZigBee和Android的古建筑 火灾监测系统设计[J].消防科学与技术,2019,7,25. [2]温淑萍.沈阳故宫古建筑保护措施的几点思考[J].沈阳故宫博物 院院刊，2017，9. [3]唐伟杰.古建筑木结构变形监测技术和寿命评估方法的研究[J]. 福州大学学报，2017，3. [4]孙英杰,周晓忠.在古建筑变形监测中些许问题的浅析[J].科技展 望，2014，5. [5]杨娜,代丹阳,秦术杰.古建筑木结构监测数据异常诊断[J].振动 工程学报，2019，2. [6]薛建阳,白福玉,张锡成,周超锋.古建筑木结构地震损伤分析及 抗侧刚度识别[J].湖南大学学报，2019，1. [7]郝琪.微幅振动对大境门古城墙影响的分析研究[J].河北建筑工 程学院学报，2019，6. 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Sensors Basel, Switzerland，2019，12. 作者简介侯全兵1989-,男,汉族,河北省衡水市人,高级物联网 应用工程师,硕士研究生学历,单位 建设综合勘察研究设计院有限 公司,研究方向智慧古建物联网。 煤矿机电自动化监控平台设计 周凯丽朱 彤 （郑煤集团杨河煤业， 河南 郑州 450000） 1 概述 当前， 全国煤矿企业的集成监测正走向一个新的高度。 其中 最明显的特点就是煤矿企业对信息化的概念与内涵有了更为 全面的认识， 企业内部信息与资源一体化的趋势日渐明显 不仅 体现在整体监测、 生产管理等集成的实施步骤上， 还体现在优化 集成企业内部的资源， 包括硬件设备与监测软件的结合、 监控体 系与决策体系的结合、 监测软件与其他软件之间的集成等。 煤矿机电自动化监控平台的目标是将煤矿底层生产车间， 包括井下作业、 瓦斯和给排水等安全检测信息与各类生产设备 的设备参数实时展示给监控中心与管理层， 让管理者与煤矿领 导能够清楚明确的了解矿上设备的生产状况， 及时对矿上生产 设备的启动与停产做出决策， 减少重大事故发生的可能性。 本文主要研究的是利用 Web 集成技术将煤矿设备实时参 数与各类生产信息， 以及设备在阶段性生产过程中的历史数据 以 Web 的方式在网上发布， 并通过系统的规则库， 对设备实时 状态、 历史数据等的相关数据进行处理， 达到故障设备报警的目 的， 使管理部门和领导能够有效的对矿上生产进行调度， 实现矿 上的安全经济生产， 为管理层提供科学、 准确的决策依据， 提升 企业的竞争力， 提高煤矿企业安全运作能力。 2 系统性能设计目标 本系统的实时监测方案是通过读取实时数据并显示，而历 史数据的查询则是通过与数据库交互完成， 实时数据在失去时 效性后会通过一定的处理规则进行处理，存入系统的后台数据 库。当管理者或用户通过 Web 进行历史报表或曲线查询时， 系 统通过调用数据库内的历史数据完成相关功能。针对煤矿机电 设备的实际情况， 系统的性能要求如下 2.1 数据的精确性 Web 集成系统的数据均来自基层设备与井下传感器，数据 的精确性在系统中显得尤为重要， 数据的确切与否直接关系到 实时信息的显示是否有误， 甚至报警信息是否正确。 摘要 针对煤矿企业目前存在的问题， 在深入调研与分析的基础上， 本文给出煤矿机电自动化监控平台的解决方案。 主要研 究的是利用 Web 集成技术， 将煤矿设备实时参数与各类生产信息， 历史数据等相关数据进行处理， 达到综合管理目的。通过设计 Web 服务器端的相关功能与实现方法， 根据煤矿企业现况提出系统运行方案。 关键词 煤矿机电， 自动化， 监控平台 中图分类号院TD672文献标识码院A文章编号院2096-4390渊2020冤17-0081-02 （转下页） 81-- 科学技术创新 2020.17 除此之外， 在采集数据的同时也不能错误修改井下设备与测点 的标准参数， 否则可能会引发重大事故。这就要求系统在采集 各类井下参数时的方法与传输协议就显得尤为重要， 采集方式 也应采用单向采集的方法， 确保在获取数据时不会修改现场设 备中的数据。 2.2 数据的实时性 Web 集成系统具有实时展示设备运行状态与井下生产参数 的能力， 系统必须具备在规定时间段内对数据有较高的处理能 力， 这就对底层数据采集后的预处理、 存储等功能有较高要求， 同时对服务器端的数据传输与处理能力也是一个考验。由于实 时性的要求， 本系统的响应时间一般不能超过 5 秒， 这需要在程 序代码编写与服务器搭建时更为合理。 2.3 数据的安全性 煤矿生产的数据一般为企业的内部机密，数据安全性是重 中之重， 用户的权限应能限制用户修改系统运行参数， 而不同 权限的用户所能访问的数据内容也不应相同， 一般仅为管理员 才具有修改系统参数的权限。 3 系统整体设计 3.1 整体设计 本系统主要完成两方面工作一是完成煤矿井下生产设备 与各类测点的实时监测和报警， 通过监控中心的大屏幕展示给 管理人员；另一方面是对存入数据库的历史数据进行处理汇 总， 形成一段时间内的各类设备报表与曲线， 为设备管理人员 提供设备运转信息， 这两类功能都能够通过 Web 网站的形式在 网上发布， 供远程用户查询。系统的主要硬件包括各类参数传 感器、 底层设备 PLC、 底层设备监测站、 监控中心主机与备用机 组、 Web 服务器机组与客户端浏览器等组成。系统的硬件结构 设计如图 1 所示。 图 1 系统硬件结构设计 3.2 数据库设计 根据上述设计思想， 结合矿上实际生产情况， 所需要的数据 库表较多， 表 1 列出了各主要数据库表的类型、 表名与用途。 表 1 系统数据库表 本系统使用数据库连接池技术来处理频繁连接与出错响应 的问题，连接池可以在内存中预先建立数个与数据库的连接， 系统需要操作数据库时便使用内存中连接， 在使用完毕后归还 到内存中。数据库连接池的基本思想是当应用程序需要与数据 库建立连接时， 无需新建立连接， 只要使用原本就存在于内存 中的连接即可， 在连接使用完毕后放回内存中， 这样就有效的 减少了数据库连接的建立与断开次数， 存储于内存中的连接由 连接池管理系统管理， 开发人员可以通过设置来操作连接池中 连接的创建与删除， 以及连接的寿命等。可以看出， 连接池可以 提高程序运行效率， 同时通过连接池管理机制对内存中的连接 进行管理， 能够更好的处理无效连接的问题。 4 系统实现要解决的关键问题 4.1 页面实时局部刷新 页面实时模块是 Web 集成监测系统的核心，它从底层 PLC 与基层监控站获取数据源， 通过 Web 界面向用户展示所关心的 信息， 由于本系统是通过网页向用户展示， 在实际操作中每次 数据更新都刷新页面的方法并不现实， 这样对服务器主机的性 能影响非常大， 同时造成不必要的刷屏现象， 本系统最终决定 采用 Ajax 来定时对网页内部分区域数据进行刷新。 4.2 集成系统数据库访问 本系统采用 ADO.NET 技术实现对数据库服务器的访问， 主 要方法有使用 DataReader 方式与使用 DataSet 方式从数据库中 检索数据， 检索出来的数据形成一个只读只进的数据流， 存储 在客户端的网络缓冲区内， DataReader 对象的 read 方法可以前 进到一下条记录。在默认情况下， 每执行一次 Read 方法只会在 内存中存储一条记录系统的开销非常少，通常在创建 DataReader 之前必须先创建 SQLCommand 对象，然后调用该对 象的 cuteReader 方法来构造 SQLdataReader 对象。 4.3 界面实现 本系统的目标是实现煤矿机电设备信息集成，除了页面显 示数据的真实性与时效性之外， 系统界面也在一定程度上影响 管理人员与决策者的操作， 一个友好的用户界面能够使得管理 人员的操作变得更为简单， 降低了误操作的可能性， 同时简洁 高效的界面也能一定程度上增加软件的经济效益。 结束语 针对煤矿企业目前存在的问题，在深入调研与分析的基础 上， 本文给出煤矿机电自动化监控平台的解决方案， 根据企业 情况， 完善企业内部网络结构， 并针对系统硬件构成复杂的情 况设计数据传输方案， 完成数据库服务器的设计与优化， 设计 Web 服务器端的相关功能与实现方法， 根据煤矿企业现况提出 系统运行安全方案。 使用 C 语言， 在.NET 框架下实现基于 Web 的实时监测与历史数据分析处理功能， 并对系统界面进行开发 设计。 参考文献 [1]宁选凤,苏昌学.矿山数字化的探讨[J].现代矿业,200931-32. 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