矿灯智能管理系统的研究及实际应用

作者/白贤顺、刘勇，山东服装职业学院

矿灯智能管理系统的研究及实际应用

作者/白贤顺、刘勇，山东服装职业学院

煤矿行业是一个比较危险且工作量繁重的行业，而且井下作业矿灯是必须的工具，所以，矿灯智能管理系统就尤为的重要，智能化管理节省了岗位人员，经济效益得到提高，从而有效的保证了井下工作的安全，是一项很有意义且值得推广的技术。矿灯智能化管理是科学发展的产物，是很有意义的管理，智能化管理优点很多，是当前十分主要的管理模式，笔者经过深刻的分析，认为矿灯智能化管理很有必要。

矿灯管理；智能化；矿灯智能化管理系统的应用

1.矿灯管理

传统矿灯管理方式存在问题。目前的矿灯管理采用集中的管理，自行取用的方法，矿上的工作人员拿着本人的钥匙，自行去矿灯集中架上摘取相应的矿灯以及自救器，这样做虽然已经减少了一部分的发放人员，但是，却存在很多难以避免的问题，不能够有效的统计矿灯的发放情况，不能够有效的统计没有按照规定时间上交矿灯的人员，因为不能够对矿灯的使用时间进行统计，所以只能采取相对的工作时间对矿灯进行更换，这样做大多数的情况就是矿灯还没有到达规定的时间就被淘汰了，造成了很严重的财产损失，而且还因为人员的变动比较频繁，管理跟不上去，就会出现一些矿灯被长期的搁置的情况。与此同时，因为还不能对矿灯的充电效果进行检测，这就很容易造成矿灯充电时间过长或者是矿灯的充电时间过短，使井下工作人员的工作质量受到严重的影响。

2.矿灯智能化管理系统的特点

应用程序主要是WinXP、Win2000操作系统中进行的，采用的工业控制计算机配备了专用的可视软件，容易操作，界面直观。操作系统十分强大，具备历史记录与数据统计延时故障灯报警以及实时监测的功能，矿灯信息技术传输采用的是有线传输，信息数据的采集采用的是进口采集模块，这样做就具备特别高的可靠性和稳定性，矿灯充电系统采用的是先进的方式，具备很多充电显示方式，显示的十分准确且直观，这样的多功能系统可以满足矿灯实现无人化管理的要求。

3.矿灯智能化管理系统

■3.1 管理的原理

在每一个充电架的侧面上加装一块强大的数据采集功能的充电系统是矿灯智能化系统，他把所有采集的矿灯的状态信息和充电电压值以及电流值通过通讯系统传输到了接口的数据库服务器，数据服务器在把这些数据给传递到管理系统，这就完成了现场采集数据显示和查询与存储以及打印和报警的功能。矿灯智能管理系统在现场上实时检测的参数包括了矿灯的充电状态，考勤信息采集、矿灯在架的数量以及每只矿灯充电次数的统计。

在这当中矿灯的充电状态主要是指正在充电和已经充好电的矿灯分别用红绿LED灯显示，如果矿灯出现故障，计算机将显示报警状态。考勤信息采集主要是指能够随时显示矿灯的充电时间和矿灯的上下架时间，还要根据矿灯的使用状况对井下工作人员的数量进行查询，并且还能够拓展下井人员的相关信息。至于矿灯在架数量则可以随时增减在架的矿灯数量，这样才能够适应人员变动的增减需要。对每只矿灯的充电次数进行统计则是为了能够给更换电池提供理论依据。

■3.2 智能化管理的体系结构

在当前矿灯智能化管理系统采用的是层次化的管理体系，如图1所示。

根据图中的内容可以看出，矿灯的监测系统主要是用实时监控当做基础，然后通过数据共享以及数据分析，最终实现了整个灯房矿灯的实时监测以及考察统计，而且依照图中内容，可以看出矿灯房内部建立了数据中心，并且依靠WEB发布，最终能够使整个灯房的矿灯状态数据以及上下井信息快速及时共享，还可以为专业的部门以及公司的提供他们所需要的实时信息与分析的总数据，这就可以提高矿灯管理工作的可控度，建立本质安全型煤矿。

图1

■3.3 矿灯智能管理系统实现的功能

矿灯的实时监控方式被充电监控子系统利用，然后依据矿灯房实际的管理，通过计算整理加工出过程数据以及管理数据。然后在通过曲线或者是充电模拟图的方式显示出有用的数据，反映出来矿灯房矿灯的上下井实际出勤情况与实际的充电状态。其中主要涵盖了实时监控和超时监控与上下井监控以及矿灯使用的几个功能。

首先讲实时监控，矿灯在充电的过程当中，主要采用先进的单片机充电控制方法，在矿灯点亮是充满的状态时，会自动的切断电源，有红绿指示灯的显示来判断，矿灯的充电的主要用颜色来区分，不同的颜色代表着不同的状态。红色主要是表示正在充电的状态，绿色的指示灯表示已经充满的状态，至于白色的指示灯则是表示相关人员已经下井了，红色的禁止标识主要是标识已经受到了损坏，黄色的禁止标识出现表示的是矿灯下井的时间已经超时了，如果出现了上红下白的情况表示报警。对显示系统之内所有的矿灯在架数量和最近的矿灯上下井监控记录以及历史充电曲线都做了监控记录。另外，超时监控的主要内容包括矿灯的编号，员工的名称和充电板的编号，以及使用的寿命情况和开始使用的日期，使用的次数等一些数据的统计功能。出勤的管理主要包括出勤管理和出勤统计还有下井统计和月度统计与矿灯故障表，其中出勤查询主要是指职工考勤开始的主要时间与考勤的结束时间还有员工的姓名与矿井和作业的查询情况，其中最主要查询的就是上下井时间。至于出勤统计和下井统计与查询息息相关，内容基本一致，月度查询则是指能够实现按照部门展示每个月矿工每一天的考勤情况，而矿灯的故障表主要是指矿灯编号和异常类别和充电板编号与班次还有异常时间等内容。最后来讲组织结构管理系统实现部门管理的分页列表和新增与修改功能。

4.矿灯智能化管理的应用

矿灯智能化管理系统包括很多方面，其中主要是矿灯智能化充电管理系统与矿灯井下监控系统，笔者就简单的介绍一下矿灯智能化充电管理系统的具体内容，首先是矿灯充电柜，在当前的矿灯充电系统的管理主机和矿灯充电柜间的通信大多情况是采用有线的方式，在现场布线比较繁琐，故障排查比较困难，这个系统的管理主机与充电柜间应该采用无线通信，信号强，传输的距离较远。然后，监控主机应该通过无线网络实时监控，监控矿灯和自救器的取放状态，系统还应该将识别卡的卡号当作矿工的工号，监控主机主要是负责充电柜的使用基础信息与员工的基础信息。最后，矿灯井下专用系统，矿灯井下专用系统主要是实现对煤矿矿灯井下监控的专用系统，主要应该采取的是最先进的CAN总线结构，数据采集器应该挂在总线之上，这样结构简单而且安装方便快捷，更方便维护人员的维护，这样做矿灯井下监控系统还可以实现实时监控、检测矿灯进行报警、数据汇总，判断矿灯使用的整体状态等功能。而且矿灯井下监控专用系统主要是由光电传感器，采集器与主机所组成，监控系统主要有16个矿灯灯架，每一个矿灯灯架都是由102盏矿灯所组成的，每一盏矿灯相对应1路传感器，一共是1632路，系统主要采用的是分布式框架结构，这一整套系统一共分成许多独立的小单元，采用的是14路传感器相对应一个分线盒的模式，这种方法相对的成本低，而且维修方便，并且实用的效率高。而且充电传感器采用的是红外线反射型光电传感器，这样具有使用的寿命长，成本相对较低，不容易出现损坏的情况，这样就适合许多场合使用，可以有效的检测矿灯在线情况以及离线情况。至于矿灯的自动化管理系统，每盏矿灯充电器可以彼此独立，上百台的矿灯充电器全部封装在一台灯架之上，灯架之间要相互独立，能够任意的组合，每个矿灯架设计出4块信号采集板，然后将每台矿灯的充电电流和电池电压信息进行集中的采集与检测，分析和判断，接着要用一块无线模块电路和采集板相连，在值班室上安装上两台计算机，分别设置为主机和从机，都要连接到数据转化的接口之上，接口应该具备自动切换功能，如果主机出现状况的时候，接口就会自动的转到从机，这样就可以保证电脑可以连续不断的工作，保证数据可以完整，这样才能够有效的提高系统的可靠性。

综上所述，笔者从几个方面分析了矿灯智能化的管理，笔者认为矿灯智能化管理十分有必要，一定要坚决的实行矿灯的智能化管理，这样可以有效的提高工作效率，减少矿灯统计的错误，提高井下作业的安全性。

* [1]洪军.丁冬.王峰.新型煤矿矿灯监控系统[J].矿山机械.2008.(20)59—60

* [2]吕书泉.谷守生.陈晴晴.董佩.郑丰隆.矿灯信息自动化管理系统的设计[J].煤矿机电.2014.35（5）78—80

* [3]黄鹤松.魏国钊.廖玉波.张人元.魏兰磊.一种新型智能化矿灯呢个充电柜设计[J].工矿自动化.2015.38（9）11—14