一、概述
煤炭是我國重要的能源資源，我國的煤炭工業長期停留在人工開采水平，生產效率低，安全隱患多，如瓦斯爆炸、地下滲水等事故經常發生。隨著計算機應用在各行各業的逐步普及，煤炭生產水平目前逐步實現了自動化，生產效率大大提高。因為煤礦開采的特殊環境，容易發生事故，煤礦行業也被稱為高危險的行業。利用監控系統軟件，地面或中心監控人員可以直接對井下情況進行實時監控，不僅能直觀的監視和記錄井下工作現場的安全生產情況，通過在井下安裝溫濕傳感器瓦斯探測器，能及時發現事故苗子，防患于未然，也能為事后分析事故提供有關的第一手圖像資料，為將來的安全生產提供可靠的保證。因此監控系統是現代礦井安全生產監控系統的重要組成部分。
隨著國家對煤礦安全生產工作的日益重視，以及礦務局自身現代化管理的需求，煤礦安全監測系統越來越體現出其重要性。
二、系統功能要求
安全生產監控系統容通風安全環境監測監控、礦井生產監測監控和工業攝像監視監控于一體。可就地顯示瓦斯濃度、風量、風壓、溫度等參量。監控中心對各種傳感器的信息數據進行實時采集、處理和超限判別。超限情況時監控中心及現場均應有語音或聲、光報警。通過遠程開關可實現風電瓦斯閉鎖，監控中心也可根據要求進行遠程人工斷電/復電。
監測主機的信息能夠實時、準確、穩定地上傳到煤礦集團公司監測監控信息網。
系統必須具有系統煤礦安全標志，井下監測點的設置應符合《煤礦安全規程》的要求。
三、系統組成要求
系統主要由地面中心站設備、傳輸接口、井上下分站(或干線驅動器)、傳感器、傳輸電纜、信號電纜及光纜等組成。
地面中心站主機與分站(或干線驅動器)之間采用光纜連接。
1、地面中心站
地面中心站的監測主機選用工業控制計算機, 一臺工作，一臺熱備用。主機通過傳輸接口與地面、井下各分站通訊，監測主機配置打印機。系統主機可為雙機熱備方式實現自動切換，也可人工干預雙機切換。
地面設4個終端機，分別設在總工室、通風區、安監站和監控中心。
中心站主機顯示器可以顯示動、靜態圖形、數據、曲線、采掘工程平面圖、風流圖、模擬量配置圖等。在網絡上的任一臺授權的工作站上能夠顯示所有的參數。
2、井下設備配置
為防止井下有毒有害氣體危害人身和設備安全，在井下采區工作面、掘進頭及主要巷道、機電硐室等處可選擇安設瓦斯、溫度、一氧化碳、風速、負壓等環境監測傳感器；在風門處設風門開關傳感器；對風機、皮帶、變電所開關等機電設備的狀況監測和監控。
分站將監測信息傳送到地面中心站，當瓦斯超限時，由分站自主判別后可對有關設備實時斷電，必要時也可以通過主機實現異地斷電。
四、實現方法
1、系統拓撲圖


2、上位機軟件(用于主機和備機)
主機、備機軟件采用《世紀星》監控組態軟件，可以實現：雙機熱備、圖形動畫顯示、報警、曲線等功能。
《世紀星組態軟件》是在PC機上開發的智能型人機接口（MMI）軟件系統，它以Windows 98/2000/NT/XP 中文平臺作為其操作系統，全中文界面，并充分利用了Windows的各種便利功能。
《世紀星組態軟件》由開發系統和運行系統組成。開發系統是《世紀星組態軟件》的集成開發環境，軟件開發者在這個環境中完成界面的設計、數據庫定義、動畫連接、硬件設備安裝、網絡配置、系統配置等。該系統具有先進完善的圖形生成功能；數據庫中有多種數據類型，不但能合理地抽象控制對象，而且能非常簡單、方便地對數據的報警、趨勢曲線、歷史數據記錄、安全防范等進行操作；開發者利用其豐富的圖形控件和自定義圖庫功能，可以大大減少設計界面的時間；通過簡單而實用的編程命令語言，開發者不需要編程經驗就可以設計完成實際工程；方便的硬件設備安裝向導和全面地支持國內國際工控底層設備，徹底實現工控現場的數據采集和監控功能。
運行系統是《世紀星組態軟件》系統的實時運行環境，用于顯示開發系統中建立的動畫圖形畫面，并負責數據庫與硬件設備的數據交換。運行系統能實時而形象地反映現場的所有參數和實際情況；通過實時數據庫管理從工業控制對象采集各種數據；可把數據的變化用動畫的方式形象地表示出來，同時完成實時和歷史報警、歷史數據記錄、實時和歷史趨勢曲線等監控功能；可生成歷史數據文件，用于追憶歷史事件；靈活方便的組態式報表，可充分滿足用戶的各種報表需要。
五、軟件設計
1、綜采工作面


2、掘進系統


3、安全監控井下布置圖


4、排水系統