１９０ 应用方 ２科０ １宰袅霸 ２年第２期 无线传输技术在水利自动化控制及视频监控系统中的应用 唐亮 ，刘洁 ，王伟 （１．江苏省江都水利工程管理处水科所，江苏扬州２２５２００；２．江苏省江都水利工程管理处电力试验中心，江苏扬州２２５２００； ３．江苏省洪泽湖水利工程管理处，江苏淮安２２３１００） 摘要介绍无线传输技术的优势以及无线局域网的架构，无线局域网在自动化控制及视频监控系统中的应用。 关键词水利；无线传输技术；无线局域网；无线网桥系统；自动化控制 中圈分类号ＴＰ 文献标识码Ａ 文章编号１６７３—９６７１一（２０１２）０１２—０１９０—０１ 随着近年来我国对水利产业的大力投入，以及信息化产业的 蓬勃发展，信息化与自动化技术在水利行业得到了广泛的应用。 同时信息化在水利行业的实际应用中也遇到了种种困难和障碍。 比如水利设施一般比较偏远，现场情况比较恶劣，不利于管道以 及线材的铺设，在这种情况下，无线传输技术的优势渐渐的体现 出来。 １）无线传输技术相对于传统的有线传输，大大降低了施工 的难度。在水利自动化工程前期的综合布线中，往往受到现场环 境的，比如桥梁、河道、控制距离较远等实际因素。甚至有 的区域无法采用有线的方式进行传输，这时候就必须要用到无线 传输技术。 ２）无线传输技术相对于传统的有线传输，明显节约了人力 物力。普通的有线传输，需要预先埋下管道以及在房屋内布线， 再铺设线材，需要大量的人力物力，而用无线技术则没有以上 难题。 １． 图１ １． ３）无线传输技术相对于传统的有线传输，覆盖范围更广。 无线局域网在开放空间覆盖半径达５５０ ｍ，室内一般覆盖半径为 ３００ ｍ－４００ ｍ，通过室外无线设备传输距离可以达到几十公里。 ４）无线传输技术相对于传统的有线传输，更利于维护。传 统的有线传输，一旦发现故障，尤其是由于线路连接不良而造成 的网络中断，往往很难查明，而且检修线路需要付出很大的代 价。而无线传输技术的故障往往是无线设备本身故障或者参数设 置不当，维修更加便利。 由于无线传输技术的相对于有线传输技术的优越性，所以在 工业自动化中应用的越来越广。但是在水利自动化行业中，一方 面因为水利自动化起步较晚，另一方面由于从业人员对无线设备 的使用与维护存在困难，所以一直没有大规模应用。 目前，在工业自动化领域中无线通讯技术协议主要是：①无 线短程网，采用的主流协议是ＩＥＥＥ ８０２．１５．４；②短程无线通信， 则是ＩＥＥＥ ８０２．１５．３；③无线局域网，采用的是ＩＥＥＥ ８０２．１１系列。而水利 行业的特点决定了应用的重点是无线局域网。 无线局域网（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ；ＷＬＡＮ）通过简单的设 计在建筑之间通过无线桥接将被控设备连接起来，管理员只需通过简单 的操作，就可以向对方发送指令，实现自动控制。在工业自动化领域， 有成千上万的感应器、检测器、计算机、ＰＬＣ、读卡器等设备，需要互 相连接形成一个控制网络，通常这些设备提供的通信接口是ＲＳ一２３２或 ＲＳ－４８５。无线局域网设备使用隔离型信号转换器，将工业设备的ＲＳ一２３２ 串口信号与无线局域网及以太网络信号相互转换，符合无线局域网ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｂ和以太网络ＩＥＥＥ ８０２．３标准，支持标准的ＴＣＰ／ＩＰ网络通信协议，有 效的扩展了工业设备的联网通信能力。 无线网通信协议可采用ＩＥＥＥ８０２．３来实现点对点传输方式或采用 ＩＥＥＥ８０２．１１实现一点对多点传输方式，也可在普通局域网基础上通过无 线Ｈｕｂ、接人站、网桥、Ｍｏｄｅｍ及网卡等来实现，其中现场以无线网卡 使用最为普遍。而无线网桥系统则是ｗＬＡＮ技术的重要应用方式。 无线网桥系统的主要构成有：①无线网桥；②室外定向或全向天 线；③避雷器。无线网桥又分为点对点桥接和点对多桥接。点对点桥接 模式，多用于两个有线局域网间，通过两台ＡＰ将它们连接在一起，实现 两个有线局域网之间通过无线方式的互连和资源共享，也可以实现有线网 一 ． ～ 一 一 一 图２ 一．＿１●，一 络的扩展。这种模式多应用于两个局域网距离并不很远，但由于中间的 地带有阻碍，不方便布线连接的情况。 简单的点对点桥接如图１。 而在一般的自动化领域，应用最多的是点对多桥接，如图２。点对 多点无线桥接能够把多个离散的远程的网络连成一体，结构相对于点对 点无线网桥来说较复杂。点对多点无线网桥通常以一个网络为中心点发 ｌＩｌ ｌ｜ｌ ｌ吐ｌＩｌ ｌ｜ｌ ｌｌｌ 送无线信号，其他接收点进行信号接收。中心点的天线在不同的项目中 会采用不同的中心天线配置方案，远程链接点通常会使用定向天线，通 过精确的天线角度定位对准中心点天线，进行无线信号接收，完成无线 桥接。用点对多桥接特点，可以弥补水利设施分散，分布广等缺陷。 在水利自动化行业，由于安全的需要，通常也会配备视频监控系统 来监视设备运行，无线局域网同样可以应用在视频监控系统中。视频监 控系统发展至今，经历了传统模拟闭路视频监控系统到现今的当前“模 拟一数字”监控系统，当视频监视主机支持ＩＰ访问时，用户可以通过远 程对视频进行监视与控制。由于水利行业的特殊性，往往有的摄像头会 离控制中心很远甚至无法布线，而无线局域网可以很便利的将摄像头 联网。 近年来，以太网、互联网等网络架构已越来越广泛地应用于自动化 （下转第１９４页） １９４ 应用方 ２科０ １２端蟊 年第２期缉盟Ｉ 煤矿通风系统安全现状的评价检查方法 赵华峰 （阳煤集团寿阳开元矿业有限责任公司，山西晋中０４５４００） 摘要在煤矿作业中，煤矿通风安全是确保矿井整体安全的重要因素。而煤矿瓦斯、煤尘、火灾是矿井下安全生产的主要影响因素，并 且矿井下的通风质量与防止瓦斯泄露、火灾和自燃密切相关。本文通过探讨开展煤矿通风的评价标准，寻找煤矿通风存在的不足，为保证 煤矿通风系统的正常运作提供科学参考，对煤矿通风提出针对性措施。 关键调安全评价；煤矿通风；安全措施 中圈分类号ＴＤ 文献标识码Ａ 文章编号１６７３—９６７１一（２０１２）０１２—０１９４一Ｏ１ 安全评价存在的意义就是为工程系统安全制定防范措施以及为管理 决策提供可靠依据。其主要措施是通过灵活运用安全系统的原理和方 法，对系统和工程中潜在的有害因素和危险进行识别和分析，从而判断 出这其中发生各种事故和急性职业危害的可能性和严重程度，为系统工 程安全体系的制定和防范提供重要的科学的参考依据。在矿井作业中， 煤矿瓦斯、煤尘和火宅等事故发生的隐患是主要的危险因素，而煤矿通 风对于防治和防止煤矿瓦斯、煤尘和火灾（自燃）起主要作用。所以， 对煤矿通风的安全评价，判断出煤矿通风存在的问题，并提出对通风环 境的整改，对煤矿的安全生产具有十分重大的意义。 等；风门、风桥和密闭等漏风区。 １）紊流的控制。煤矿井的下风流状态要求为紊流，因为紊流可以 将矿井下瓦斯、二氧化碳等有害气体带到风流中去，使之随风飘走。所 以我们通常要求，紊流状态下风流风速必须大于《规程》中规定的最小 风速，这样才能在这一点上保证基本的安全。同时不能忽略的是，低风 速区域也是矿井中瓦斯容易积淀的地方，这些地方是管理中的小节，也 是重点。 １煤矿通风安全评价 １．１煤矿通风的资料评价 在煤矿安全生产作业中，二氧化碳等级鉴定、开采煤层的自燃发火 性、煤矿瓦斯、开采煤层的煤层爆炸性鉴定结果，都是反映煤矿在该方 面有无灾害的基础依据。根据《煤矿安全规程》（一下简称《规程》） 第１３３条的规定，矿井必须确保以下工作的按时进行：每年要进行煤矿 瓦斯和二氧化碳涌出量鉴定，并经省级行业管理部门审批，上报到省级 煤矿机构部门备案。鉴定内动包括煤矿瓦斯、二氧化碳相对涌出量和绝 对涌出量。并且，《规程》还对煤层自燃发火性、煤尘爆炸性做了相关 规定。 ２）漏风。漏风就像误差一样，是无法排除的必然现象，我们在工 作中要通过对漏风的检测，计算出矿井的内部漏风和外部漏风。 ３）井巷的风流。如果井巷的风流风速过大，就出现煤尘和粉尘的 飞扬现象，所以我们在工作中要求这部分的风速必须低于《规程》规定 的最高风速，并通过计算来评价各个用风点的风量是否符合要求。 １．４对通风管理系统的评价 对通风系统的管理体系，包括日常管理制度、反风演习制度、系统 变更、技术资料等。我们在工作中要依据以上内容进行科学有效的评 价，了解影响矿井通风的因素，明确井下各用风点对矿井通风安全工作 的保障地位。最终通过这个评价找出煤矿通风存在的不足之处，达到为 不断改善煤矿通风提供科学依据的作用。 ２确保通风安全的措施 １）各级管理和监察部门必须高度重视煤矿生产这项安全生产工 作，提高对安全工作重要性的认识。始终坚持“安全第一”的生产管理 原则。并在此基础上，建立起完善和完备的矿井安全生产管理体系，做 到机构健全，职责明确，确保各项工作都有章可循，有法可依，有法必 依，执法必严，违法必究。 ２）要提高安全硬件装备水平，并提高检测员的检测水准；在煤矿 工作人员方面，对其进行安全意识和安全技术的培训是直接要求。 ３）在工作中，要做到对矿井生产的变化及时进行通风系统的改造 和维护，时刻确保矿井生产的安全。除此之外，各级监察部门的监察力 度的保证也是不可忽视的。 １．２煤矿通风系统的评价 确保矿井下各个用风点的风速流动稳定是煤矿通风系统的基本出发 点。我们要根据通风系统的特点，判断出留设煤柱是否符合本矿通风系 统的安全要求，矿井的风机、反风设施是否符合各方面要求，风门、风 桥、风窗和密封等各种通风设施是否符合要求。 为了实现通风和通风稳定，合理的采（盘）区通风系统是基本 保障，寻找煤矿通风系统中存在的角联部位，并通过分析和保障角联井 巷中通风设施，是保证其运转稳定的重要措施。例如在高瓦斯或者在煤 与瓦斯突出矿井的采区，及容易自燃的煤层，我们必须设置专用回风 巷。在低瓦斯开采煤层群，分层开采采用联合布置的采（盘）区也必须 设置专用回风巷。我们知道，由于在回采工作面的通风系统有着上行和 下行的通风区别，并且瓦斯气体密度的比空气密度小，那么上行风的流 东就和瓦斯自然流动处于同一个位置，这样就便于瓦斯气体被上行风流 带走。总之，煤矿下各个通风使用点的通风关键就在于总回风巷的瓦斯 和二氧化碳的检测。所以我们要通过煤矿一定时间内总回风巷的瓦斯 测定记录、二氧化碳浓度和瓦斯浓度的稳定来判断通风系统中是否存在 问题。 ３结束语 “安全第一”是我们煤矿安全生产的第一理念，在煤矿生产中保证 职工的人身安全才是最大的生产利益，。在这个理念的倡导下，煤矿生 产的关键工作——安全通风是确保安全第一的重要前提。只有通过对煤 矿通风系统的安全评价，才能从数据和实际情况中对安全通风有直接性 要求。在达到这个要求的前提下，我们才能顺利进行安全生产和增产。 参考文献 ［１］刘立平，林登发，何朝远．矿井瓦斯爆炸危险性定量分析【Ｊ１ｌ重庆大学学 报，２００１． １．３煤矿测风的评价 煤矿测风是通风管理的一项日常工作，测风地点包括主要进风巷、 回风巷，进、回风井，采掘用风点进、回风巷以及采（盘）区进、回风 巷；还包括低风速区域中的掘进工作面，角联巷道，回采工作面上隔角 【２】崔刚，陈开岩．矿井通风系统安全可靠性综合评价方法探讨『Ｊ］．煤炭科学技 术，１９９９． （上接第１９０页） 接形成一个无线传感器控制网络，作为信息系统内管理收集数据的工 具，能够更好的服务于国家水利事业。 参考文献 ［１】（美）拉利克．无线网络技术原理与应用［Ｍ】．电子工业出版社，２００８． 【２］李贤玉，吴小华．无线局域网安全分析与防护［Ｍ］．哈尔滨工程大学出版社，２００９ 工业领域，取代传统的串口通信将成为自动化系统通信的主流，但是在 水利行业仍然应用的不多。无线传输技术在水利自动控制中的应用，主 要包括数据采集、视频监控、泵站或者闸门控制等，帮助用户实现中心 控制室与远程设备之间的通信或移动设备之间的通信。它适用于各种环 境，即使在极恶劣的情况下也能够保证网络的可靠性和安全性。在设备 层则将现场采集单元、监控主机、ＰＬＣ、视频主机或其他设备，互相连 ［３］（美）布雷克．无线通信技术【Ｍ】．科学出版社，２００４．
