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監(jiān)測(cè)監(jiān)控新技術(shù)保障煤礦安全生產(chǎn)

文檔作者：李劍峰文檔來(lái)源：兗礦集團(tuán)設(shè)計(jì)研究院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年06月10日
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監(jiān)測(cè)監(jiān)控新技術(shù)保障煤礦安全生產(chǎn)
· 兗礦集團(tuán)設(shè)計(jì)研究院李劍峰
1 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的改造升級(jí)
兗州礦業(yè)(集團(tuán))公司南屯煤礦對(duì)礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)
行科學(xué)合理的技術(shù)改進(jìn)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了預(yù)報(bào)警程序和關(guān)聯(lián)分
析程序，并且自主研制了傳感器升降定位裝置，優(yōu)化了礦
井的安全監(jiān)控系統(tǒng)。
該礦的安全監(jiān)控系統(tǒng)前身是KJl型煤礦環(huán)境與生產(chǎn)監(jiān)
測(cè)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)多次改造之后升級(jí)成為KJ95N系統(tǒng)。現(xiàn)在裝
備瓦斯傳感器33個(gè)、一氧化碳傳感器l6個(gè)、風(fēng)速傳感器l 1
個(gè)、溫度傳感器12q-、負(fù)壓傳感器3個(gè)、中央泵房水位2
個(gè)、主要煤倉(cāng)煤位2個(gè)、空氣壓縮機(jī)風(fēng)壓傳感器以及各類(lèi)開(kāi)
停開(kāi)關(guān)傳感器66個(gè)，配套井上與井下的監(jiān)控分站28臺(tái)、斷
電執(zhí)行設(shè)備36臺(tái)。該系統(tǒng)的規(guī)模與功能滿足了安全生產(chǎn)的
需求。
1．1 自主研發(fā)的通風(fēng)防火監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)分析程序
(1)預(yù)報(bào)警程序。監(jiān)控值班員通常是以一定的時(shí)間間
隔來(lái)巡回檢查系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示值，但是對(duì)于現(xiàn)象的漸增、
漸減以及報(bào)警點(diǎn)以下的變化，特別是低濃度甲烷和一氧化
碳緩慢變化的現(xiàn)象，用日常的檢查方法是很難發(fā)現(xiàn)和解析
的。KJ95N系統(tǒng)只設(shè)計(jì)了單一數(shù)值的模擬量報(bào)警模式，一
旦報(bào)警發(fā)生就必須依照應(yīng)急處理的預(yù)案處理或者現(xiàn)場(chǎng)直接
發(fā)出的控制命令執(zhí)行斷電控制。他們?cè)O(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了預(yù)報(bào)警程
序。給原有的上限報(bào)警設(shè)置低限預(yù)報(bào)值或者下限報(bào)警設(shè)置
高限預(yù)報(bào)值，使系統(tǒng)能夠在設(shè)定動(dòng)作報(bào)警之前提醒監(jiān)控人
員采取必要的措施解決問(wèn)題，從而減少出現(xiàn)“報(bào)警即是事
故”的被動(dòng)處理情況。程序內(nèi)容主要包括：甲烷、一氧化
碳傳感器的高、低限自由設(shè)定和預(yù)報(bào)警提示：設(shè)定時(shí)間內(nèi)
的環(huán)境模擬量升高(降低)速率報(bào)警：設(shè)定時(shí)間內(nèi)的環(huán)境模擬
量絕對(duì)數(shù)值增(減)報(bào)警。
(2)關(guān)聯(lián)分析程序。所有測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息完全依靠監(jiān)控
值班員的連續(xù)監(jiān)視會(huì)使監(jiān)控系統(tǒng)的管理復(fù)雜化，而且值班
員還要對(duì)發(fā)生的異?，F(xiàn)象進(jìn)行快速、正確的判斷處理，為
此他們建立了數(shù)據(jù)系統(tǒng)運(yùn)用正確方法或者關(guān)聯(lián)分析程序進(jìn)
行必要的數(shù)據(jù)自動(dòng)分析?！?臺(tái)儀器報(bào)警或者預(yù)報(bào)，其它已
經(jīng)提前設(shè)定的關(guān)聯(lián)傳感器數(shù)值或者趨勢(shì)就會(huì)與報(bào)警傳感器
數(shù)值或者趨勢(shì)同時(shí)出現(xiàn)在控制主機(jī)桌面的最前端，幫助值
班員實(shí)現(xiàn)快速判斷。例如，采區(qū)回風(fēng)巷的一氧化碳傳感器
出現(xiàn)報(bào)警或者預(yù)報(bào)，已經(jīng)提前人工設(shè)定的相關(guān)聯(lián)采區(qū)采煤
工作面、煤巷掘進(jìn)工作面一氧化碳傳感器以及礦井總回風(fēng)
巷一氧化碳傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)就會(huì)與報(bào)警或者預(yù)報(bào)的數(shù)據(jù)
同時(shí)出現(xiàn)在屏幕的最前端。點(diǎn)擊“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)” ，其連續(xù)的
歷史數(shù)據(jù)曲線就會(huì)按照設(shè)定的格式顯示，便于值班人員在
第一時(shí)間判斷原因。程序的內(nèi)容主要包括：某臺(tái)傳感器報(bào)
警的時(shí)候，同一地點(diǎn)關(guān)聯(lián)傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及歷史曲線
的顯示；某臺(tái)傳感器報(bào)警的時(shí)候，同一類(lèi)型關(guān)聯(lián)傳感器的
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及歷史曲線的顯示。
1．2 監(jiān)控儀器升降定位裝置的研制
該礦嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，在井下各個(gè)
需要監(jiān)控的地點(diǎn)安設(shè)了瓦斯、風(fēng)速、溫度和～氧化碳等傳
感器。傳感器的安設(shè)標(biāo)準(zhǔn)是距離頂板不大于300mm、距離
巷幫不小于200mm，而且每隔l Od就要對(duì)瓦斯傳感器和一氧
化碳傳感器進(jìn)行一次標(biāo)校。傳感器的吊掛位置相對(duì)比較高
以及需要頻繁標(biāo)校的要求，使得監(jiān)測(cè)人員每次維護(hù)標(biāo)校都
要面臨登高作業(yè)以及跨越膠帶輸送機(jī)的安全隱患。對(duì)此，
他們研制出了由升降桿、連接鋼絲繩、導(dǎo)向輪和升降螺旋
器組成的傳感器升降自動(dòng)定位裝置。該裝置在導(dǎo)向輪上設(shè)
有定位槽，可以與對(duì)應(yīng)的升降桿定位，保證了傳感器吊掛位
置的準(zhǔn)確可靠。標(biāo)校或者檢修傳感器的時(shí)候，旋轉(zhuǎn)該裝置的
升降旋轉(zhuǎn)器到達(dá)便于操作的位置，操作完畢之后再旋轉(zhuǎn)該裝
置的升降旋轉(zhuǎn)器到頂板位置。迄今為止，該升降裝置已經(jīng)在
93 O3采煤工作面、3315采煤工作面和93 12采煤工作面投人
使用，解除了登高作業(yè)以及跨越膠帶輸送機(jī)的危險(xiǎn)，提高
了工作效率，使得傳感器的安裝更加整潔和標(biāo)準(zhǔn)化。
2 基于ZigBee的礦井救援監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
兗州礦業(yè)(集團(tuán))公司計(jì)算中心應(yīng)用ZigBee通信方式研究
的礦井救援監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在正常情況下可以通過(guò)監(jiān)視井下各
種環(huán)境參數(shù)來(lái)了解井下的情況，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)急條件下的救援
監(jiān)測(cè)管理。

是體現(xiàn)被測(cè)對(duì)象與系統(tǒng)相互聯(lián)系的信號(hào)輸入通道，是原始
參數(shù)輸入通道。它將獲自傳感器的信號(hào)變換處理并以一定
方式傳至單片機(jī)，是被測(cè)對(duì)象與單片機(jī)之間的一座橋梁。
前向通道主要有信號(hào)拾取電路、信號(hào)調(diào)節(jié)和信號(hào)變換電路
等組成。
經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)化后的壓力量，信號(hào)幅度很小，很難直接
進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，因此需要對(duì)該模擬信號(hào)進(jìn)行放大處理。微
弱電壓信號(hào)通過(guò)信號(hào)放大電路轉(zhuǎn)換成適合A／D轉(zhuǎn)換的電平。
該信號(hào)通過(guò)A／D轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號(hào)，由MCS5 1單片機(jī)將多
路數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成串行信號(hào)。該串行信號(hào)包含著多根鋼絲
繩承擔(dān)載荷信息，鋼絲繩承擔(dān)載荷之和即為提升載荷。
數(shù)據(jù)無(wú)線發(fā)射傳輸部分是將載荷信號(hào)傳輸?shù)降孛婧途?
下的固定接收裝置上。無(wú)線發(fā)射傳輸部分的工作原理為：
鋼絲繩載荷串行數(shù)據(jù)將信號(hào)發(fā)射機(jī)高頻信號(hào)調(diào)制成FSK信
號(hào)，然后將FSK信號(hào)進(jìn)行功率放大，放大后的高頻信號(hào)由
發(fā)射天線發(fā)射出去。基于FSK的調(diào)制方式采用高效前向糾
錯(cuò)信道編碼技術(shù)提高了數(shù)據(jù)抗突發(fā)干擾和隨機(jī)干擾的能力
在信道誤碼率為10—2可得到實(shí)際誤碼率10—5—10-6。發(fā)射出去
的無(wú)線信號(hào)由安裝在地面或井下的無(wú)線接收機(jī)天線接收，
無(wú)線接收機(jī)將高頻FSK信號(hào)解調(diào)成鋼絲繩載荷信號(hào)，這樣
就把鋼絲繩載荷數(shù)據(jù)傳輸?shù)搅说孛婊蚓鹿潭ń邮諜C(jī)上，
地面固定接收機(jī)再利用RS485接口便可將鋼絲繩載荷數(shù)據(jù)傳
輸?shù)奖O(jiān)測(cè)主機(jī)。井下固定接收機(jī)信號(hào)通過(guò)井筒電纜傳送到
設(shè)在地面的監(jiān)測(cè)主機(jī)。
監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主機(jī)對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)的傳輸和處理，
并將處理結(jié)果以曲線、圖像和文字形式分別同時(shí)顯示，以
便于及時(shí)的進(jìn)行緊急處理，從而確保人員和設(shè)施的安全。
整個(gè)載荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)上位機(jī)運(yùn)行的載荷動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟
件來(lái)實(shí)現(xiàn)。主要完成以下任務(wù)：完成提升鋼絲繩載荷到提
升載荷的轉(zhuǎn)換；可顯示箕斗卸載前載荷和卸空后載荷數(shù)值
及卸載過(guò)程的載荷變化曲線；能可靠判斷箕斗是否將煤炭
卸空，出現(xiàn)未卸空狀況能及時(shí)報(bào)警；判斷定量斗煤炭是否
完全裝入到箕斗中；可存儲(chǔ)、顯示la的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
3．3 與故障診斷系統(tǒng)
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)和兗州礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司針對(duì)空
氣壓縮機(jī)控制系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)出了一種無(wú)人值守
的空氣壓縮機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，以PLC為控制核心，將整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)
構(gòu)成一個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并且結(jié)合遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷技
術(shù)以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，使得壓風(fēng)系統(tǒng)更加安全和穩(wěn)定，最終
達(dá)到無(wú)人值守的目的。
(1)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)：該系統(tǒng)以礦山的大型空氣壓縮機(jī)為
研究對(duì)象，基于Windows XP／NT開(kāi)發(fā)。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要
求，采用IPC+PLC的多級(jí)分布式結(jié)構(gòu)。利用PLC構(gòu)成系統(tǒng)的
螺警 霸
控制站，負(fù)責(zé)模擬信號(hào)的采集與模擬控制信號(hào)的發(fā)送等；
工控機(jī)IPC構(gòu)成系統(tǒng)的操作站，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理、控制計(jì)算以
及整個(gè)系統(tǒng)的綜合管理，并且結(jié)合Ethernet構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)
具有組態(tài)容易、操作簡(jiǎn)單、易于維護(hù)、安全性以及穩(wěn)定性
高等優(yōu)點(diǎn)。
(2)故障診斷系統(tǒng)：當(dāng)前狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的發(fā)
展趨勢(shì)是建立集成化、智能化的綜合系統(tǒng)，使得硬件與軟
件達(dá)到真正的融合，以克服傳統(tǒng)的分離式監(jiān)測(cè)或者單功能
以及局部監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)的弊端。此系統(tǒng)將空氣壓縮機(jī)在
線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)成多傳感器、多參數(shù)、集中控制與處
理、模塊化可擴(kuò)展可重構(gòu)的柔性化軟硬件融合集成的系統(tǒng)
結(jié)構(gòu)?？諝鈮嚎s機(jī)監(jiān)控故障診斷系統(tǒng)具備設(shè)備與過(guò)程的運(yùn)
行狀態(tài)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)采集、信號(hào)處理、狀態(tài)綜合判別、自動(dòng)報(bào)
警及突發(fā)故障自動(dòng)保護(hù)、故障推理診斷等功能。根據(jù)各個(gè)
組成部分在物理連接和功能上的不同，將系統(tǒng)分為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)
試、數(shù)據(jù)傳輸、狀態(tài)監(jiān)控和決策管理4個(gè)層次。
(3)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)：他們開(kāi)發(fā)了一套可以建立完成數(shù)
據(jù)采集、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理的實(shí)時(shí)
數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)軟件，為用戶提供接口，使用戶能夠?qū)?lái)自現(xiàn)
場(chǎng)控制系統(tǒng)或者人工鍵入的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并且能夠
對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行反饋控制輸出，為實(shí)現(xiàn)過(guò)程的控制及其最
優(yōu)化或者為其它的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)服務(wù)。在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的時(shí)
候，主要考慮了以下幾個(gè)基本設(shè)計(jì)目的：能夠快速查找各
種記錄；數(shù)據(jù)庫(kù)易于維護(hù)和改進(jìn)；能夠方便地刪除無(wú)用的
數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫(kù)包括兩個(gè)表：運(yùn)行數(shù)據(jù)表，主要為空氣壓縮
機(jī)運(yùn)行的電氣參數(shù)、輸人信號(hào)狀態(tài)、輸出信號(hào)狀態(tài)、風(fēng)壓
及電動(dòng)機(jī)工藝參數(shù)等隨時(shí)間變化而變化的信息；用戶資料
信息表，主要用于存放操作用戶的用戶名、密碼和權(quán)限等
信息。實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊傳輸進(jìn)
入系統(tǒng)，系統(tǒng)對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并且將其保存在實(shí)時(shí)數(shù)
據(jù)庫(kù)中；系統(tǒng)判斷數(shù)據(jù)是否達(dá)到報(bào)警限制，若達(dá)到則對(duì)系
統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警處理，并且記錄報(bào)警的信息，定時(shí)將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)
保存到統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中；系統(tǒng)根據(jù)接收的數(shù)據(jù)
判斷是否有系統(tǒng)事件滿足觸發(fā)條件，若滿足則觸發(fā)相應(yīng)的
應(yīng)用程序。
3．4 風(fēng)筒風(fēng)量傳感器一電閉鎖在局部通風(fēng)中的應(yīng)用
實(shí)現(xiàn)風(fēng)一電、瓦斯一電閉鎖是局部通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)后
和瓦斯超限情況下，通過(guò)閉鎖裝置斷開(kāi)供風(fēng)區(qū)域除了本安
型電器之外的所有設(shè)備電源。兗州礦業(yè)(集團(tuán))公司南屯煤礦
九采區(qū)掘進(jìn)巷道的局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)距離遠(yuǎn)、送風(fēng)阻力大，
而且受Ngb力的作用容易造成風(fēng)筒脫節(jié)，致使迎頭風(fēng)量小
或者無(wú)風(fēng)，然而迎頭的設(shè)備卻正常供電，無(wú)法真正地實(shí)現(xiàn)
風(fēng)一電、瓦斯一電閉鎖。他們采用了風(fēng)筒風(fēng)量傳感器以
風(fēng)筒風(fēng)量傳感器接點(diǎn)(動(dòng)合)一風(fēng)電閉鎖用繼電器zJ線圈一
13#線一電容器C3(動(dòng)合)一地線回路。zJ得電吸合，斷開(kāi)風(fēng)
電閉鎖開(kāi)關(guān)脫扣線圈TQ回路，風(fēng)電閉鎖開(kāi)關(guān)可以合閘送
電，實(shí)現(xiàn)風(fēng)一電、瓦斯一電以及風(fēng)筒風(fēng)量傳感器一電的監(jiān)
測(cè)保護(hù)。②風(fēng)一電閉鎖。當(dāng)風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)斷電以后，風(fēng)機(jī)停止
運(yùn)轉(zhuǎn)，C3斷開(kāi)，即36V一8≠≠線一瓦斯監(jiān)測(cè)(常閉)一風(fēng)筒風(fēng)量
傳感器(動(dòng)斷)一zJ線圈一13#線一c3一地線回路斷開(kāi)，zJ失
電，閉合風(fēng)電閉鎖開(kāi)關(guān)脫扣線圈TQ回路，TQ得電吸合，
斷開(kāi)風(fēng)電閉鎖開(kāi)關(guān)，工作面迎頭設(shè)備斷電，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)一電
閉鎖。③瓦斯一電閉鎖。當(dāng)風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行而瓦斯超限的時(shí)
候，瓦斯監(jiān)測(cè)傳感器給瓦斯保護(hù)箱發(fā)送信號(hào)，保護(hù)器動(dòng)
作，瓦斯監(jiān)測(cè)保護(hù)接點(diǎn)斷開(kāi)。即36V--8#線一瓦斯監(jiān)測(cè)保護(hù)
(斷開(kāi))一風(fēng)筒風(fēng)量傳感器(動(dòng)合)一zJ線圈一13#線一C3(閉合)
一地線回路斷開(kāi)，zJ失電，閉合風(fēng)電閉鎖開(kāi)關(guān)的脫扣線圈
TQ回路，TQ得電吸合，斷開(kāi)風(fēng)電閉鎖開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)了瓦斯一
電閉鎖。④ 風(fēng)筒風(fēng)量傳感器一電閉鎖。當(dāng)風(fēng)機(jī)正常供風(fēng)瓦
斯不超限而假定的任何一點(diǎn)風(fēng)筒脫節(jié)漏風(fēng)嚴(yán)重的時(shí)候，造
成工作面迎頭的風(fēng)量小或者處于無(wú)風(fēng)狀態(tài)，環(huán)抱風(fēng)筒的傳
感器動(dòng)作。36V--*'8#線一瓦斯監(jiān)測(cè)保護(hù)接點(diǎn)(常閉)一風(fēng)筒風(fēng)
量傳感器(斷開(kāi))一zJ線圈一13#線--"C3(閉合)一地線回路被
斷開(kāi)，zJ失電，閉合風(fēng)電閉鎖開(kāi)關(guān)脫扣器線圈TQ回路，TQ
吸合，斷開(kāi)風(fēng)一電閉鎖開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)筒風(fēng)量傳感器一電
閉鎖。
4 主委能耗設(shè)備動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦的應(yīng)用
兗州礦業(yè)(集團(tuán))公司濟(jì)寧三號(hào)煤礦應(yīng)用主要能耗設(shè)備
動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，從簡(jiǎn)單的報(bào)表到基于能源的設(shè)備效率分析
提供了強(qiáng)大的能源系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析功能。
完善和提高保護(hù)性能，同時(shí)具有本地分時(shí)計(jì)量和最大需要
量的計(jì)量功能。
(3)井下中央變電所的電量實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。在中央變電
所設(shè)置1臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸分站，通過(guò)RS485總線采集各個(gè)電表的
數(shù)據(jù)，并且進(jìn)行數(shù)據(jù)打包上傳，建立井下中央變電所的電
量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，并且對(duì)中央泵房的
各臺(tái)水泵單獨(dú)計(jì)量，實(shí)行重點(diǎn)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
(4)西部變電所的電力監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)。西部變電所保護(hù)
器的數(shù)據(jù)通過(guò)OPC數(shù)據(jù)接口，對(duì)有功功率進(jìn)行實(shí)時(shí)積分統(tǒng)
計(jì)，進(jìn)而反映該變電所的用電計(jì)量狀況。
4．2 系統(tǒng)的功能
實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)能耗傳感、傳輸和顯示，
主要為各個(gè)用電設(shè)備的電量參數(shù)。
(1)能源計(jì)量與管理信息系統(tǒng)的主要功能。能源賬頁(yè)管
理、能源結(jié)算報(bào)表管理、能耗分析管理、實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線和
棒圖查詢、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)查詢等。
(2)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)功能。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)寫(xiě)庫(kù)、實(shí)時(shí)流程圖顯示、
趨勢(shì)曲線顯示分析、柱形圖實(shí)時(shí)顯示、動(dòng)態(tài)表格查詢、歷
史數(shù)據(jù)查詢、系統(tǒng)狀態(tài)顯示、菜單設(shè)置和系統(tǒng)維護(hù)。
(3)能源結(jié)算功能。電能結(jié)算管理、能源結(jié)算報(bào)表管
理、能耗分析管理和能源基礎(chǔ)信息維護(hù)。
(4)計(jì)量設(shè)備管理功能。測(cè)量設(shè)備檔案、測(cè)量設(shè)備校準(zhǔn)
信息、測(cè)量設(shè)備運(yùn)行信息和測(cè)量設(shè)備事故信息。計(jì)量精度
達(dá)到企業(yè)內(nèi)部計(jì)量的要求：電量(三相)最大誤差0．5％，環(huán)境
參數(shù)符合采樣規(guī)定。
(5)數(shù)據(jù)采集。采用上位機(jī)、通訊分站和采集模塊
三層結(jié)構(gòu)。通過(guò)傳感模塊采集信號(hào)，相對(duì)集中的若干傳
感模塊數(shù)據(jù)送到一個(gè)通訊分站進(jìn)行協(xié)議交換，而后通過(guò)
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ControlNet或以太網(wǎng)傳送到上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。軟件上采
用visualC++和iFIX編程來(lái)實(shí)現(xiàn)地面計(jì)算機(jī)對(duì)設(shè)備的監(jiān)控，
達(dá)到能耗設(shè)備動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的要求
5 視頻監(jiān)控系統(tǒng)在電力調(diào)度中的應(yīng)用
為了減少災(zāi)難性事故的發(fā)生和提高電力系統(tǒng)的安全
性，兗州礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司將MPEG一4網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控
系統(tǒng)用于對(duì)煤矸石熱電廠和變電所的實(shí)時(shí)調(diào)度監(jiān)控，取得
了較好的效果。
5．1 MPEG—4 的H264數(shù)字壓縮算法)視頻編碼技術(shù)
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，基于TCP／CP協(xié)
議的IP網(wǎng)的應(yīng)用得到廣泛普及。高速寬帶主干網(wǎng)的建成
和各地區(qū)高速接人系統(tǒng)的迅速發(fā)展，促進(jìn)基于IP技術(shù)的各
種視頻通信應(yīng)用，如網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的發(fā)展，在電力調(diào)度安
全監(jiān)控系統(tǒng)中引入現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)將是一種趨
勢(shì)。MPEG-4是1種高效率的編碼標(biāo)準(zhǔn)，其最低碼率可以達(dá)到
5N64kbps。他們?cè)陂_(kāi)發(fā)低碼率的同時(shí)，更加注重具體視頻
對(duì)象的交互性和可操作性，并對(duì)多媒體應(yīng)用領(lǐng)域的各種編碼
進(jìn)行兼容。MPEG-4提供基于內(nèi)容(對(duì)象)的隨機(jī)存取方式，在
有限的時(shí)間內(nèi)能夠以較高的分辨率，按幀或任意形狀對(duì)象
對(duì)1個(gè)音視頻序進(jìn)行隨機(jī)存取。MPEG．4的編碼系統(tǒng)是開(kāi)放
的，為各種多媒體應(yīng)用提供1個(gè)靈活的框架和1套開(kāi)發(fā)的編
碼工具。不同的應(yīng)用可以選取不同的算法。解碼器是可編
程的，各種解碼工具可以與信息內(nèi)容本身一起下載。
5．2 電力調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)和改造不斷發(fā)展完菩，電網(wǎng)
企業(yè)大多已經(jīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程變電所、電廠發(fā)電機(jī)組的遙測(cè)、
遙信、遙控、遙調(diào)，即四遙功能。當(dāng)前，各企業(yè)為了提高
勞動(dòng)生產(chǎn)率、增加經(jīng)濟(jì)效益，開(kāi)始對(duì)電力生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)無(wú)人值
守模式或者遠(yuǎn)程遙控操作，視頻監(jiān)控系統(tǒng)一五遙作為對(duì)四
遙的進(jìn)一步補(bǔ)充和完善。越來(lái)越多的變電所、電廠現(xiàn)在一
般都有“四遙” 系統(tǒng)，可以在此基礎(chǔ)上增加視頻監(jiān)控，將
變電所、電廠的視頻數(shù)據(jù)和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)由變電所、電廠的前
端設(shè)備采集編碼，并將編碼后的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)诫娏?
調(diào)度中心，電力調(diào)度中心接收編碼后的視頻數(shù)據(jù)和監(jiān)控?cái)?shù)
據(jù)，進(jìn)行監(jiān)控、存儲(chǔ)、管理。變電所、電廠視頻監(jiān)控的實(shí)
施為推動(dòng)電網(wǎng)的管理逐步向自動(dòng)化、綜合化、集中化、智
能化方向發(fā)展提供有力的技術(shù)保障。
變電所和熱電廠視頻監(jiān)控系統(tǒng)由電力調(diào)度中心主站、
若干受控子站和查詢終端經(jīng)現(xiàn)有通訊網(wǎng)構(gòu)成的分布式圖像
信息系統(tǒng)，包含硬盤(pán)錄像機(jī)、數(shù)字矩陣和系統(tǒng)服務(wù)器等部
分。系統(tǒng)服務(wù)器用來(lái)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的資源，包括各站的設(shè)備
敞
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配置、用戶權(quán)及告警事件等進(jìn)行統(tǒng)一管理；硬盤(pán)錄像機(jī)主
要用來(lái)報(bào)警錄像、手工錄像、定時(shí)錄像及視頻點(diǎn)監(jiān)控等。
子站設(shè)1～32個(gè)工業(yè)攝像頭(多于16個(gè)時(shí)增加矩陣控制器)，
并能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求隨時(shí)選配云臺(tái)、三可變鏡頭、球形攝像
機(jī)、音頻頭及其它報(bào)警信號(hào)傳感器等附加設(shè)備，負(fù)責(zé)本地
圖像信息采集和處理，經(jīng)通訊網(wǎng)將必要的信息發(fā)送到電力
調(diào)度中心主站及監(jiān)控終端，并接受控制，對(duì)監(jiān)控子站進(jìn)行
控制或查詢信息。
5．3 電力調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)功能
(1)圖像監(jiān)視功能。監(jiān)視各變電所和熱電廠戶外場(chǎng)區(qū)環(huán)
境，包括出入門(mén)、道路和設(shè)備區(qū)，電力調(diào)度中心和各終端
都能遠(yuǎn)程監(jiān)控其圖像；監(jiān)視各變電所和熱電廠戶外主變壓
器、開(kāi)關(guān)和刀閘等各類(lèi)高壓電氣設(shè)備，尤其能清晰監(jiān)視每
路開(kāi)關(guān)與刀閘分合狀態(tài)、閘刀接頭接觸情況、主變壓器油
位指示和檔位指示等。
(2)報(bào)警功能。提供畫(huà)面異動(dòng)報(bào)警、視頻信號(hào)丟失報(bào)
警、控制線纜斷線報(bào)警及解碼器故障報(bào)警等：子站監(jiān)控主
機(jī)能啟動(dòng)特殊功能或聯(lián)動(dòng)有關(guān)輔助設(shè)備，如消音報(bào)警提示
或聲光報(bào)警點(diǎn)、啟動(dòng)照明燈光等。
(3)控制功能。電力調(diào)度中心能控制任一變電所和熱電
廠攝像點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)遙控云臺(tái)上下、左右和鏡頭變倍、聚焦及
預(yù)置位調(diào)整并跟蹤重要場(chǎng)景。
(4)自診斷和自恢復(fù)功能。具有掉電自動(dòng)恢復(fù)自啟動(dòng)功
能；通信干擾及誤碼實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)傳輸自恢復(fù)功能；遠(yuǎn)程
可進(jìn)行重新啟動(dòng)、修改設(shè)置、軟件升級(jí)及遠(yuǎn)程維護(hù)等功能。
(5)系統(tǒng)安全功能。提供健全的用戶權(quán)限管理，最大限
度保證主站和各子站系統(tǒng)運(yùn)行可靠性；對(duì)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)進(jìn)行加
密，最大限度保證開(kāi)放系統(tǒng)的安全性。
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