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浅谈“黑匣子”在煤矿安全监控系统中的应用及维护

发布时间:2019-04-17  

摘要:福建煤矿安全监控系统“黑匣子”由中科达监控主机与监控数据接口盒组成,集成了数据服务器、数据采集器和网络视频服务器三者的功能,在福建煤矿安全监控系统中起到重要作用。通过分析该设备在使用过程中遇到的常见问题和故障,提出具体的解决方案和建议,为煤矿安全监控系统的稳定运行提供技术保障。

关键词:安全监控系统  中科达监控主机  监控数据接口盒  问题 解决方案

 

0 引言  

煤矿安全监控系统是矿山安全避险六大系统之一,包括煤矿井下作业环境数据监控和地面视频图像监控两部分。其中,煤矿井下作业环境数据监控是指利用信息管理、计算机网络等技术,通过模拟量、开关量、累计量的采集、传输、存储、处理、显示、打印、声光报警、控制等功能,对矿井甲烷和一氧化碳浓度、风速、风压、温度、水位、风门状态、馈电状态、局部通风机开停、主要通风机开停、水泵开停等实施远程动态监控管理,并实现甲烷、一氧化碳的超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制。监控系统由井下监测监控主机、中科达监控主机、监控数据接口盒、通讯接口、分站、传感器、断电控制器、声光报警器、电源箱、避雷器等设备组成。

其中由中科达监控主机与监控数据接口盒组成“黑匣子”,安装在煤矿企业机房中。中科达监控主机集成了数据服务器、数据采集器和网络视频服务器三者的功能,可实现每天24小时图像和井下数据(包括模拟量、开关量、人员定位信息)的实时监控存储和联动报警。井下数据采集由485信号转换成232信号直接由中科达主机存储,其中间过程未经过PC或软件处理,对于今后故障与事故分析提供最原始数据资料。因此“黑匣子”在福建煤矿安全监控系统中起到重要作用。

1、 中科达监控主机及监控数据接口盒的应用

中科达监控主机主系统为Linux系统,通过RS232串口采集井下各种监控数据。通过1-16路BNC视频输入接口采集图像信号(协议标准为H.264)。本身自带的硬盘可实现循环存储,图像存储时间不少于一个月,模拟量数据存储不少于三年。通过设置网络端口映射,接入联通专用互联网,可实现主机被远程访问。

监控数据接口盒为中科达监控主机的配套设备,可对多个RS232信号采集,满足两套或以上系统的接入要求,目前福建煤矿监控数据接口盒通过RS232A,RS232B两个串口分别采集井下数据监测系统和井下人员定位系统的数据,可将两套系统的模拟量、开关量、人员数据与运行轨迹等数据集中发送至中科达监控主机进行存储。中科达监控主机及其配套在煤矿安全监控系统中的应用如图1系统示意图。

 

图1.1系统示意图

 

数据方面:所有井下检测分站(图1系统示意图“D-01”设备)汇聚成一条RS485总线接入井下监控系统通讯接口设备——KJJ46。井下监控系统通讯接口设备的主串口连接井下监控计算机,备用串口连接监控数据接口盒COM(A)端。所有井下人员定位分站,汇聚成一条RS485总线接入井下人员定位系统通讯接口设备——KJJ46,井下人员定位系统通讯接口设备的主串口连接井下人员定位主机,通讯接口设备备用串口连接监控数据接口盒COM(B)端,监控数据接口盒COM(C)端连接到中科达监控主机,实现井下传感器数据及人员定位数据同时发送到两台计算机接收和使用,从而达到井下传感器原始数据和人员定位原始数据有效存储的目的。

视频方面:接入中科达监控主机的矿井视频信号必须经过8进16出视频分配器将视频信号一分为二后连接到对应端口,即:其一接中科达监控主机(图1系统示意图“D-03”设备)的主视第2至8端口,主视端口1作为上传通道不接,其二接扩视第1至16端口,从而达到本地录像及远程视频传输最佳效果。福建煤矿安全生产监控系统省级监控中心、市级分控中心、县级分控中心、煤矿企业机房均可通过“实时监测预警系统”客户端软件对煤矿视频图像的实时监控及录像。

2、遇到的常见问题和对策

因基层矿井技术力量较为薄弱,中科达监控主机及其配套系统在使用过程中,经常会遇到系统错误,视频数据不能及时保存等问题。1所列举了中科达监控主机及其配套系统常出现的问题,以及造成问题的可能原因及解决方案。由于“黑匣子”涉及的设备较多,导致问题的原因可能不仅限于表中所述,故在维护过程中应当实际情况,查找具体原因,制定相应的解决方案。

表2.1 现场检测检验常见问题、原因及解决方案  

设备

常见问题

可能的原因

解决方案

中科达监控主机

开机后出现重复的“嘀-嘀-嘀-嘀嘀”声音警告

1. 硬盘未格式化

2. 硬盘接线松动

3. 硬盘故障

首先检查视频服务器中硬盘是否故障,重新拔插硬盘数据线,如果硬盘故障,则需更换硬盘。

客户端无法访问

客户端配置有误

首先检查网络、IP地址、用户名及密码、端口号、报警端号是否正确,然后参考客户端软件的使用说明,查看参数配置是否有误

更改IP地址或忘记IP地址后出现网络ping不通的情况

IP设置错误

在命令模式下使用ping -t 192.0.0.64,重新启动视频服务器,如果在服务器启动过程中,会ping通几帧,说明服务器运行正常;如果ping不通,则使用IP搜索工具找回IP或按复位键做出厂初始化。(初始化后IP为192.0.0.64)

第一路画面黑屏,显示无视频图像

视频分割器没有发生作用

打开机箱,检查分割器的电源线是否脱落,如果电源线正常,说明分割器有可能损坏可与厂家联系维修与更换

第一路画面蓝屏,没有图像

分割器设置问题

如果画面呈蓝色,用万用表测试一下主视频1通道的电压,电压在0.50V~1V,所有扩展视频的电压在0.3~0.5V左右的,说明分割器没有问题,有可能是分割器的设置问题,用随机附带的监控软件对主机有关画面分割器的进行设置

视频画面没有嵌入主机号,序列号

视频部分和数据部分的IP设置有问题,使数据与视频部分无法实现正常通讯

通过IP设置工具重新设置IP

图像有串扰现象,不同的通道显示相同的画面

主机的预留矩阵功能模块4051被击穿

联系厂家予以维修与更换

主机会不定时关机

可能是中科达监控主机的电源损坏

更换电源

用笔记本的串口与中科达监控主机的数据部分串口连接,无法获取数据部分的IP

串口线型号不对

笔记本的串口与中科达监控主机的数据部分串口连接,要用串口交叉连接线(即2-3互换,5直连)连接

视频部分IP能PING通,就是无法用随机软件设置中科达监控主机

软件的版本

使用实时监测预警系统5.03版软件

查询不到远程回放录像

硬盘或者主板故障

确定查询的时间和主机的时间是否在一个时间段里。从客户端里查看硬盘状态,如果显示没有硬盘,则可能是硬盘线损坏、硬盘损坏或服务器主板故障,联系供应商维修。

远程观看视频时卡顿

通常是网络问题

先在矿井机房观看本地视频是否卡顿,如本地观看正常,则检查网络延时情况。如网络延时较大,则检查上传设置或联系运营商提升带宽

主机里有数据,但是在福建煤矿安全生产综合监控系统程序里,出现人员定位数据或井下监控数据找不到的提示

通常是因为主机时间设置有误

使用FTERM工具登录系统修改时间。

监控数据接口盒

COM(A)COM(A)的RX灯其中一个灯不亮,另外一个灯亮

通常是因为人员定位数据接口故障或井下监控数据接口故障或串口连接线连接问题

可将RS232A与RS232B的串口换线,如故障跟着线,则为数据接口或串口线问题,如故障跟着RS232A或RS232B串口,则该串口故障。更换相应故障设备或线路。

矿安全生产综合监控系统客户端提示监控数据、人员定位数据保存失败

通常是因为监控数据接口盒坏或中科达监控主机系统采集服务出错导致

可先检查监控数据接口盒COM(A)和COM(B)的RX灯闪烁是否正常,如果闪烁不正常则检查传输接口信号发送是否正常,如果闪烁正常则检查中科达监控主机采集服务是否正常

远程对话声音小或出现刺耳的噪音

矿井拾音器放置的位置不佳

边通话边调整拾音器位置,直至声音大小适合清晰,注意不要放置在离喇叭太近的位置

3、维护实例

以下就福建省内安全监控维护中遇到的典型问题进行实例分析。

3.1 案例1

接龙岩市福建省永强小坑井高组煤矿有限责任公司高陂煤矿监控室值班人员通知,打开煤矿安全生产综合监控系统提示监控数据、人员定位数据保存失败,主机重启,故障仍然存在。

3.1.1问题分析

值班人员反应打雷跳闸,所有设备重新启动后出现该问题。经检查发现监控系统和人员定位的通讯接口设备信号发送灯均正常闪烁,煤矿安全生产综合监控系统仍提示提示监控数据、人员定位数据保存失败,所以从监控数据接口盒和中科达预警主机入手检查。

3.1.2找出解决方案

1)检查了监控数据接口盒的电源灯,电源灯亮,说明该设备电源正常。按照常规方法,更换串口线,更换通讯接口设备的备用发送端口,问题仍无法解决;

(2)重新设置监控数据接口盒波特率,使用RS232交叉线连接计算机的串口与监控数据接口盒COM3,打开计算机的串口工具,成功连接上监控数据接口盒;

(3)修改监控数据接口盒COM1(RS232B)波特率为9600,COM2(RS232A)波特率为9600, 在串口工具中输入指令。DE 40是设置波特率指令,第一个00代表RS232A波特率设置成9600,第八个00代表RS232B波特率设置成9600,1E 0D为校验码。

输入:DE 40 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 1E 0D

返回:DF 40 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 1F 0D

如图2计算机串口工具Commix所示:

 

图2 计算机串口工具Commix

(4)重新设置完监控数据接口盒后,打开煤矿安全生产综合监控系统,仍提示监控数据、人员定位数据保存失败。

(5)使用FLASHFXP程序连接高陂煤矿中科达监控主机,主机IP为10.71.17.18,发现public文件夹中无da0(监控数据),da1(人员定位数据)。

(6)怀疑中科达监控主机采集服务出现故障,使用FLASHFXP程序进入中科达监控主机ENE系统文件夹,导入厂家提供的6个系统文件,修改所有文件属性为777(即允许读取、写入、执行)。重新启动主机后,打开煤矿安全生产综合监控系统,提示监控数据、人员定位数据保存成功,问题得到解决。

3.1.3 总结

因部分煤矿机房处于雷区,又由于部分机房与矿井防雷装置过于老旧,已无法起到保护作用。到了夏天容易受到雷击的影响,雷击除了会引起硬件故障外,还可能导致电子设备部分软件设置的丢失,使之恢复到默认值,这在排除故障时很容易被忽略。所以检查时必须考虑到所有可能导致故障的硬件和软件,从容易排除的开始逐步排除可能引起故障的原因,以保证高效准确的解决问题。

3.2 案例2

接龙岩市大田县惠峰矿业有限公司东井田煤矿监控室值班人员通知,省煤监局通报该矿井视频监控卡段,但是网络及监控数据上传正常,主机重启仍无效。

3.2.1问题分析

初步怀疑中科达监控主机视频端出现故障,经现场检查发现,本地观看视频未存在卡顿现象,所以从网络端入手检查。

3.2.2找出解决方案

(1)三明煤监专网如图3三明煤监专网网络拓扑图

 

3.1 三明煤监专网网络拓扑图

(2)将计算机接入S7806交换机,测试通往省煤监局的专网,使用ping命令行,输入ping 10.11.1.10 -t,发现回复延时达2000ms以上,并且出现丢包现象;

(3)测试通往本地人员定位主机的网络,输入 ping 10.81.39.8 -t,发现回复延时均在1ms以下,并未出现丢包现象;

(4)断开交换机后端所有设备,仅接维护用计算机,输入ping 10.11.1.10 -t,发现回复延时均在20ms以下,并未出现丢包现象;

(5)打开实时监测预警系统客户端,查看系统设置,发现图像上传质量设置均被配置为最高,将图像质量设置成标准后,煤监局可正常远程预览矿井图像。

3.2.3 总结

因矿井使用的联通专网带宽仅为2Mbps,而最高质量一个画面要占用2Mbps的带宽,当被调用2个以上的矿井画面时,带宽不足,导致画面卡顿。所以解决方案为上传使用标准画质或矿井提升专网带宽。除了技术方面外,矿井还应加强值班人员的管理,避免出现乱改设置的行为。

4、结束语

福建煤矿安全监控系统中的“黑匣子”由中科达监控主机和监控数据接口盒组合而成,加上实时监测预警系统软件和煤监专网,使得煤矿安全监控系统除了具有本地数据实时监控的功能外,还多了远程视频监控,视频及井下监测数据加密存储的组合拳功能,为安全监管提供了最原始数据保障。

福建省基层矿井计算机技术力量通常较为薄弱,在解决中科达监控主机和监控数据接口盒故障中经常遇到各类困难,本文通过总结该设备的常见问题和故障分析,为常见故障的解决提供解决方案。要充分发挥煤矿安全监控系统的作用,得从人员管理、设备维护上下功夫,做到先进的设备跟上先进的管理维护,形成1+1>2的良好反应,才能让煤矿安全监控系统在实际生产中发挥坚实而有效的保障作用。

 

 

参考文献:

[1]国家安全生产监督管理局.AQ1029--2007煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范 [S].北京:煤炭工业出版社 ,2007。

[2]郭迎春.煤矿安全监测监控系统的对安全生产重要性.速读(下旬),2017。


(福建省华厦能源设计研究院有限公司   缪晖



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