１９６ 童 蔗斜救 ２０１４年第１１期 ＫＪＦ２０００Ｎ监控系统三级联网平台的设计与实现 隋艳微 （煤科集团沈阳研究院有限公司，辽宁抚顺 １１３１２２） 摘要煤矿监控系统的联网实现了煤矿安全生产的集中、远程、实时监控，并逐步实现了“煤矿一市一省”三级联网监 控，可以对区域内所有煤矿瓦斯防治情况及时监管。该文提出了煤科集团沈阳研究院有限公司对神华集团大雁公司雁南煤 矿的ＫＪＦ２０００Ｎ监控系统联网的设计过程与实现方法，以及现在联网平台的实际运行情况。 关键词煤矿监控系统三级联网 联网平台 预防煤矿事故 中图分类号ＴＤ７６ 文献标识码Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００５—２８０１．２０１４．１１．８６ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｌｅｖｅｌ ｎｅｔｗｏｒｋ ｐｌａｔｆｏｒｍ ＫＪＦ２０００Ｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ＳｕｉＹａｎ—ｗｅｉ （Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ．Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｆｕｓｈｕｎ １ １ ３ １ ２２） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｔｈｅ ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ，ｒｅｍｏｔｅ，ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｏｆ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｓａｆｅｔｙ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ａｎｄ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｌｅｖｅｌ ｎｅｔｗｏｒｋ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｏｆ，ｔｈｅ”ｃｏａｌ—ｃｉｔｙ—ｐｒｏｖｉｎｃｅ，” ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｔｉｍｅｌｙ ｓｕｐｅｒｖｉｓｅ ｔｈｅ ｇａｓ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ａｒｅａ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ＫＪＦ２０００Ｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆＹａｎｎａｎ ｃｏａｌｍｉｎｅ Ｓｈｅｎｈｕａ Ｇｒｏｕｐ Ｄａｙａｎ Ｃｏｍｐａｎｙ’ｓ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｎｄ ｈｔｅ ａｃｔｕａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｎｏｗ ｎｅｔｗｏｒｋ ｐｌａｔｆｏｒｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｈｅ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｌｅｖｅｌ ｎｅｔｗｏｒｋ ｎｅｔｗｏｒｋ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｔｈｅ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ 针对目前煤矿井下特殊环境及国家对煤矿行业 用，提出ＫＪＦ２０００Ｎ监控系统联网平台设计方案。 相关文件的规定，国家已经把煤矿安全监控系统联 ＫＪＦ２０００Ｎ监控系统的联网方式是煤科集团沈阳研 网管理技术列为发展重点…，目的就是把计算机 究院有限公司测控技术分院软件部提供联网平台程 技术应用到煤矿安全生产之中、运用计算机高新技 序，即ＫＪＦ２０００Ｎ数据转换代理软件。ＫＪＦ２０００Ｎ 术、无线网络技术对煤矿日常生产中存在的各种数 数据转换代理软件程序的编写规范是根据雁南煤矿 据，特别是隐患数据进行收集，通过更深层次的数 的联网厂商（北京富力通公司）提供的联网协议， 据分析和数据挖掘，可以对矿井整体进行安全评估 生成指定的平台文件，并上传到ＦＴＰ服务器，联网 。同时，通过联网页面可对安全信息进行快速查询， 厂家到服务器上获取文件进行分析处理，在雁南矿 判断矿井的井下环境参数和工作状态 ，使煤矿、 务局网页上显示实时信息，同时把实时信息上传至 市、省各级领导及生产监控调度中心能够及时掌握 北京神华总部，并存储在各自的数据库中。 并影响生产安全的现场实时数据，预见安全隐患， 有助于提早排除隐患、提高险情发生时的指挥决策 １平台设计结构图 能力 ，以减轻事故发生的灾难性后果。 井下各种传感器接到通用分站或者基本分站 本文以神华集团大雁公司雁南煤矿为背景， 上，分站通过井下以太环网将传感器的实时值上 依托在雁南矿安装的ＫＪＦ２０００Ｎ监控系统的应 传到地面数据收发平台，ＫＪＦ２０００Ｎ监控系统软件 和ＫＪＦ２０００Ｎ数据转换代理软件实时地向数据收发 收稿日期２０１４—０８—１４ 平台读取数据，这样保证了数据读取的速度、安全 基金项目 国家科技支撑计划项目（２０１２ＢＡＫ０４Ｂｏ０） 性、一致性；同时ＫＪＦ２０００Ｎ监控系统软件还可以 作者简介隋艳微（１９８３一），女，黑龙江大庆人，硕士研究生， 主要研究煤矿安全监测监控系统、煤矿联网平台和无线技术等软 通过平台向井下的传感器发送命令。ＫＪＦ２０００Ｎ数 硬件开发。 据转换代理软件将各种传感器的实时数据进行分析 ２０１４年第１１期 东媳蕉斜枝 ３平台的实现技术 ｌ９７ 处理，写成相应的文件每１０ｓ通过ＦＴＰ上传到指定 的目录下；北京富力通联网传输软件将指定目录中 文件的数据存人数据库，并且上传至大雁公司；大 雁公司矿井安全生产监测监控联网系统网站将数据 文件采用Ｖｉｓｕａｌ ｃ＋＋６．０功能强大的可视化软 件开发工具编写，以．ｔｘｔ文本文件格式生成，运用 经过分析处理后对应地显示出来，上传至北京神华 总部，方案设计结构图如图１所示。这一煤矿安全 监控“同一平台，三级监管”的集中式联网的设计 ＦＴＰ服务器方式上传． 在实现过程中，以ＦＴＰＤａｔａＦｏｒｍａｔ（ｉｎｔ，ｉｎｔ， ｄｏｕｂｌｅ，Ｕ１ＮＴ）函数编写所成文件要求生成内容， 思路，解决了逐级传输时带来的数据不一致问题， 保证了监控数据的真实性。 北京神化集团总部 ｔ 大雁公司 早匿 接口 图１ 方案设计结构图 ２生成文件的要求 根据神华大雁公司安全监测系统联网数据传 输规范，上传数据文件包括模拟量测点定义文件， 名称为矿编码＋ＡＯＭｃ＋时间点（配置变化时生 成一次）；开关量测点定义文件，名称为矿编码 ＋ＡＱＫｃ＋时间点（配置变化时生成一次）；实时数 据文件，名称为矿编码＋Ｉ ＤＡＴＡ＋时间点；五分钟 统计值文件，名称为矿编码＋ＡＱＭＴ＋时间点；报警 数据文件，名称为矿编码＋ＡＱＢＪ＋时间点；开关量 状态变化文件，名称为矿编码＋ＡＱＫＤ＋时间点； 矿图文件结构。 文件的格式为数据头和数据体两部分，以模拟 量测点定义文件为例： 数据头：ＫＪ；ＡＱＭＣ；系统型号；系统名称；生 产厂家；模拟量点数；备用；备用；煤矿编码； 数据体：测点编号；测点值的类型编码；分站 号；测点名称（监测安装地点）；测点所属区域名 称；所属区域类型编码；测点所属区域中的位置编 码；测点类型编码；工程单位；量程上限；量程下 限；上限报警门限；上限解报门限；下限报警门限； 下限解报门限；上限断电门限；上限复电门限；下 限断电门限；下限复电门限；Ｘ坐标；Ｙ坐标；关 联测点编号；文件内容更新时间。 上传的通讯方式采用ＴＣＰ／ＩＰ协议，数据分批 发送，分批发送的时间可以设置。 以实时数据文件为例，要求生成数据头内容： ＫＪ；ＲＴＤＡＴＡ；数据个数；保留；保留；煤矿编码；文 件内容更新时间，数据体内容：安全监控系统分站 代码、传感器代码、传感器运行状态代码、模拟量 传感监测值（或：开关量传感器监测值）。部分代 码如下： ｉｆ（ｎＣｈａ＜ｌ６） ｛ ｓｐｒｉｎｔｆ（ｔｅｍｐ，”％ｄ”，ＳｅｎｓｏｒＳｔａｔｅＲＴＤＡＴＡ （ｎＳｔａ，ｎＣｈａ））； ｉｆ（ｔｅｍｐ＝＝”１２８”ＩｌｄＶａｌ＜Ｏ） ｛ ｓｐｒｉｎｔｆ（ｔｅｍｐ，”％４．２ｆ’，０）；／／值 ＦＴＰＤａｔａ＋＝ｔｅｍｐ； ｝ ｅｌｓｅ ｛ ｓｐｒｉｎｔｆ（ｔｅｍｐ，”％４．２Ｐ’，ｄＶａ１）； ＦＴＰＤａｔａ＋＝ｔｅｍｐ； ｝ ＦＴＰＤａｔａ＋＝Ｓｅｐ； ｝ 以ＦＴＰＷｒｉｔｅＦｉｌｅ（ＵＩＮＴ）函数编写生成相应文 件的名称。部分代码如下： ｉｆ（ｍｈＳＴＤＦｉｌｅ＝＝ＮＵＬＬ） ＿｛ １ＴＩ—ｈ Ｓ Ｔ Ｄ Ｆ ｉ １ ｅ＝：：Ｃ ｒ ｅ ａ ｔ ｅ Ｆ ｉ ｌ ｅ（Ｔ 一（ｓｌｒＦｉｌｅＮａｍｅ），ＧＥＮＥＲＩＣＷＲＩＴＥ，０，ＮＵＬＬ，ＣＲＥＡＴＥ＿— ＡＬＷＡＹＳ，ＦＩＬＥＡｑＴＲＩＢＵＴＥ＿＿ＮＯＲＭＡＬ，ＮＵＬＬ）； ｝ ｉｆ（ｍｈＳＴＤＦｉｌｅ！＝ＩＮＶＡＬＩＤＨＡＮＤＬＥ——— ＶＡＬＵＥ） ｛ ｓｔｒｃｐｙ（Ｔｅｍｐ，ＦＴＰＤａｔａ）； ｓｔｒｃａｔ（Ｔｅｍｐ，一Ｔ（”＼ｒｋｎ”））； ：：ＷｒｉｔｅＦｉｌｅ（ｍ＿ｈＳＴＤＦｉｌｅ，Ｔｅｍｐ，ｓｔｒｌｅｎ（Ｔｅｍｐ）， ＆ｏｕｔＮｕｍ，ＮＵＬＬ）； ｝ （下转第２００页） ２００ 童娃晨斜技 ４结语 ２ｏ１４年第１１期 （２）生产能力高：在１００１工作面地质条件差、 煤层分布不均、较薄且时有夹矸现象的情况下，依 然创造了单班（８ｈ）无人化连续推进８刀３０架的 最高纪录，月生产能力达到ｌ７万ｔ。如果将该套设 备安装在条件较好的３ １０综采工作面，预计月生产 能力将轻松突破３０万ｔ。 陕西陕煤黄陵一号煤矿１００１工作面地质条件 差、煤层分布不均、较薄且时有夹矸的情况下，采 用了自动集成控制系统，取得了很好的经济效益和 社会效益。综采工作面智能化有效地降低了工人的 劳动强度，改善了作业环境，提高了生产效率，减 少了资源浪费，是实现矿井安全高效的有效途径。 【参考文献】 ［１］ 田成金．薄煤层自动化工作面关键技术现状与展 望［Ｊ］．煤炭科学技术，２０１１，３９（８）：８３—８６． ［２］ 郭周克．薄煤层综采自动化配套装备开采技术［Ｊ］． 煤炭科学技术，２０１３，４１（４）：２４—２７． ［３］ 王巨光．薄煤层综采数字化￣ＬＡ．－ｒ作面技术研究 与应用［Ｊ］．煤炭科学技术，２０１２，４Ｏ（７）：７２—７５． （３）工作面减员效果显著：工作面作业人员 由原来的９人减至目前的１人进行监护。年节约人 工总费用４０万元。 ３．２社会效益 （１）将工人从危险的工作面到相对安全 的顺槽监控中心，提高了工人的安全系数。 （２）开创了国产成套装备采场无人化的先河， 可完全替代进口技术和产品，对我国综采工作面尤 其是薄煤层有着重要的现实意义。 （３）将工人从操作工变成巡检工，大大降低 了工人的劳动强度、改善了作业环境。 （４）提高了原煤产量和煤炭资源回收率，减 少了资源浪费。 ［４］ 高士岗．薄煤层自动化无人工作面开采［Ｊ］．科 技信息，２００９（３）． ［５］ 牟海强．矿用智能型设备的应用及发展［Ｊ］．甘 肃科技纵横，２００４（５）． （上接第１９７页） ＫＪＦ２０００Ｎ监控系统经过ＫＪＦ２０００Ｎ数据转换代理 软件和北京富力通联网传输软件进行数据传输、数 据统一发布，减少了数据传输环节，有利于规避中 间环节对报警数据过滤的行为，使监控数据来源一 致，为神华集团的三级用户提供了统一的监控、监 管平台，保证了数据的真实性和各级监管的有效性， 减少了监控监管部门的瞒报、漏报甚至谎报的情况， 以ＦＴＰＳｅｎｄ（）函数上传１０ｓ内生成的实时文件， 在此期间内如果有模拟量，开关量，控制量变化， 会生成相应的文件，如果有报警数据，会生成报警 文件等所有文件。生成代码略。 ４平台的运行情况 雁南煤矿监控系统联网已经完成，各软硬件系统 运行至今，运行良好、性能稳定、监控数据准确、人 对预防煤矿事故的发生起到了积极的作用。 【参考文献】 ［１］ 任刚．信息化时代的煤矿安全监控系统［Ｊ］．同 煤科技，２００９（３）：６－８． 机界面友好、软件操作方便快捷、维护方便以及故障 率低等优点，受到大雁公司、神华集团的肯定及好评。 ５结论 ［２］ 张宇．煤矿安全的现状与发展分析［Ｊ］．煤炭技术， ２００８，２７（７）：２０—２３． ＫＪＦ２０００Ｎ监控系统三级联网平台在雁南矿一 年多的实际应用中，根据用户的需求不断地完善， 以保证煤矿监控中心与雁南市、北京神华总部三个 ［３］ 孙继平．煤矿安全监控系统联网技术研究［Ｊ］． 煤炭学报．２００９，３４（１１）：１５４６—１５４９． 监管级别的监控数据来源一致，保证数据的真实性 和监管的有效性以及各级监管的实时性。实践证明， ［４］ 吴恂恂．煤矿瓦斯监测联网系统［Ｄ］．天津：天 津工业大学，２００７．
