摘要：本文主要针对目前煤矿安全通风智能监测监控系统的硬件、软件设计进行分析，并对具体设计内容进行分析和研究，以期为矿内安全通风智能监测监控系统发展提供参考价值。

关键词：煤矿安全通风;智能监测监控;系统设计

煤矿监测监控系统的正常运行，是确保矿内安全施工的重要基础，随着科学技术不断发展，新型材料以及技术应用不断深入，高科技传感器装置和自动化控制系统也不断完善。在这样的背景下，矿内通风安全监测监控系统设计也在不断发展，其系统硬件、软件也进行了智能化设计。

1、煤矿安全通风智能监测监控系统硬件设计

1.1多参数组合式传感器硬件设计

新型煤矿通风安全智能监测监控系统中需要有多个参数组合式传感器进行组成，主要的组成部分有以下几种，本文在此进行简要分析：

（1）1台煤矿用风压型传感器，以半导体压力敏感电桥作为主要的运行原理，不间断的对煤矿内的风压进行检测。

（2）1台煤矿用风速型传感器，以超声波涡街作为运行的原理，不间断的对煤矿内的风速进行检测。

（3）1台煤矿用环境温度型传感器，以PN结测温作为主要的原理，对煤矿内的温度环境实行不间断检测。

（4）1台煤矿用瓦斯浓度型传感器，以热催化作为主要的原理，对煤矿煤瓦斯浓度进行不间断检测。

多参数组合式传感器的测量评估判断指标主要根据表1所示进行判断，在使用多参数组合式传感器进行监控监测时可作为参考[1]。

矿内风压、风速、温度和瓦斯浓度等数据将会直接显示在多参数组合式传感器上，并且需要在传感器上安装信号端口，以此来方便数据信息的传输。

1.2模入接口卡硬件设计

新型矿内通风安全智能监测监控系统中，主要有PC-6310模入接口卡组成，模入接口卡的输出方式主要有：32线路单端或者16线路的多端、单极性信号或者双极性信号，可以根据矿内实际的需要，选择不同方式进行设计。信号的输出范围可以选择0～10V或者-5-5V，增益的放大效果可以设置为1、2、5、10倍之间，在此区间内的效果最佳[2]。

1.3开关量输出卡硬件设计

新型矿内通风安全智能监测监控系统中，主要是由PC-6407D开关量输出卡组成，需要在输出卡的外部接入12V的直流电源，以此来确保设备能够稳定的运行。这种输出模式主要是以共地方式进行输出，每组有16个线路，两组共计32组，每组线路中最大电流输出量为200mA，这个输出量可以确保继电器的直接驱动，在运行中需要注重的一点是，每一组输出的电流不能低于2A。

2、矿内通风安全智能监测监控系统软件设计

2.1系统初始化设置模块软件设计

（1）采集系统设置页面设计。新型矿内通风安全智能监测监控系统软件设计过程中，系统初始化模块主要是以人机交流方式对监测监控系统中各项参数进行设计，并且根据硬件设备实际情况以及生产要求进行调整。通过设置4中不同属性的页面来完成系统初始化的模块设置。

（2）风门初始状态设置页面设计。风门初始状态的设置属性页面中，主要包含主传感器位置预测、计算校正曲线和检测分支断面积。因为传感器的输出信号主要是电压信号，需要利用校正曲线将电压类信号转变成模拟类信号，以此更真实对环境中的各种数据进行真实有效的模拟和检测。在新型智能监测监控系统设计过程中，需要应用到的校正曲线属于直线型，因此，想要得到校正曲线设置中风门出示状态，只需要2组模拟量的相关数值便可以完成。风门状态有3中模式，包括开启、半开启、关闭[3]。

（3）开关位置设定页面设计。开关位置的设置属性页面中主要包括控制量的位置和类型设计，控制量位置主要是控制仪器设备所在的矿道分支好，控制量類型分风门关闭和开启、断点和报警等。主要的设计页面可以如图1所示，对控制量类型进行调整的过程中，位置应当与类型相匹配，在选取控制量位置有断电设备或者报警设备之后，才可以选择关闭电源或者报警，控制量位置安装风门之后，才可以对风门进行开启或者关闭。

2.2自动控制风门模块软件设计

新型矿内通风安全智能监测监控系统软件中，自动控制风门模块能够同时对1个或者10个风门进行控制。系统初始化设置中开关位置的内容设置与控制需要、位置和类型设置需要保持一致，需要在系统软件中自动生产，状态需要保证为只读形式。根据系统初始化设置中风门初始状态和分支中包含的风门数量，软件自动生成目前实际的状态，状态也需要保证在只读模式。

控制状态主要有2中形式：动作和不动作。动作状态表示控制量输出控制质量给所控制的风门，不动作状态可以表示为控制量不输出控制指令，控制的默认状态是不动作状态。控制量的类型以及相关的风门状态决定着控制量能否进行选择，如果风门状态与控制量的类型不一致的情况下，控制量可以进行适当的调整，选择为动作状态，相反情况下则不能够对控制状态进行调整。

当使用人员在页面选择确定之后，系统将会自动并且按照顺序对相关程度进行读取，当控制量状态保持在动作的情况下，被系统软件检测发现的时候，运行函数为D06407Bit（），并且输出开启或者关闭的质量来对风门进行控制。调整结束后，运行函数为D0647Bit（）输出复位命令，同时对更改记录进行保存，确保各个风门当前的状态与指令保持一致。

结束语：

通过对新型矿内通风安全监测监控系统的智能化设计，对矿内的各项安全数据进行检测并同步显示数据，为矿内灾害预防以及救援提供了有效地保障。通过对矿内安全情况的数据进行检测，科学的对风量进行调节，从而减少矿内因人为因素产生的灾害。目前煤矿安全通风智能监测监控系统仍处于发展阶段，其使用情况仍存在一些不足，还需持续的进行完善和改进。

作者简介：

罗前刚（1982-），男，重庆人，工程师，学士，主要研究方向为煤矿安全监测技术研究。