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摘要：煤矿监控系统在煤矿生产中具有重要作用，报警管理是监控系统的重中之重，通过语音报警操作员可以及时发现并处理一些重大报警，本文详细阐述了如何使用报警优先级、报警限制、报警条件、报警区域、报警计数器以及声音报警等报警技术解决错报、误报、重复报警等现象，如何制作语音报警以期在第一时间内获得报警信息。
关键词：监控系统；iFIX；语音报警；报警管理
中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)12-2pppp-0c
Application of Voice Alarm in Monitoring System of Coal Mine Based on IFIX
ZHU Jian-bin
(Anhui Wugong Mine Coal Co. Ltd,huaibei 235131,China)
Abstract:Coal Mine Monitoring System plays an important role in coal mine production and the alarm monitoring system management is the top priority,through voice alarm operators can be found in time and deal with some major alarm,the paper detailed describs how to use the alarm priority,alarm limit,alarm conditions,the regional police,the police counter voice alarm and alarm technology to solve misstatement,misrepresentation,phenomena such as duplication of the police,how to make a voice alarm so as to get the first time alarm information.
Key words:Monitoring System;iFIX;Voice Alarm;Alarm Management
1 引言
iFIX 是由美国Intellution 公司开发的大型工控组态软件，是当今工业控制领域最为流行的上位机监控软件之
一，它包括数据采集和数据管理两个基本功能，并提供了良好的报警管理界面。随着iFIX 在国内外各种监控系统中的普遍应用，iFIX 的报警管理也日益引起系统设计和运行人员的高度重视。在煤矿监控系统中，由于设备众多，iFIX监控系统采集的过程输入量大，当故障发生时，运行操作人员可能被大量出现的报警信息所困惑；此外，当设备故障时仍然不断出现大量的报警信息队运行人员来说是难以接受的。大量来自过程的报警信息充斥了整个报警屏，运行人员很难及时确定故障的关键问题所在，有时当运行操作人员不在屏幕前时，可能看不到报警信息，这样就有可能忽略或丢失重要的报警情况，使系统的报警分析功能变得毫无意义。
在实际应用中遇到的这些问题，常常使操作人员感到困惑，系统地功能提出了怀疑，究其原因，有以下几个关键问题：①怎样根据不同的监控子系统划分报警区域②怎样过滤报警并使已经产生的报警不再重报?③增加语音报警，使操作人员不在屏幕前时可以听到有何种报警发生
2 煤矿监控系统网络图
大型煤矿企业的自动化程度随着技术的发展而越来越高，各种监控系统也越来越多，如图1所示的安全监控系统，变电所监控系统、皮带集中监控系统等，在煤矿综合监控系统中，这些子系统的报警量很多，而且归属的报警系统也不同，在报警管理中必须分门别类管理，即在各个子系统的监控页面下显示该子系统的报警信息，不能显示出其他子系统的报警信息，对一些重要的报警信息必须提供语音报警。由于数据采集量大，子系统多而复杂，各种故障发生率非常高，因此良好的报警管理系统是能及时发现和迅速排除故障、使系统安全稳定运行的有力保障。
3 报警管理的实现
煤矿监控系统的报警管理一般分为两部分：一是确定报警区域，二是确定报警的严重程度。在报警处理时我们运用了报警区域划分、报警优先级、语音报警等方法对报警信息进行了简化，以便报警信息简单明了，同时使操作员能及时收到报警信息。
3.1 设定严格的报警优先级
通过为数据库块选择一个报警优先级，来区分哪些是最关键的报警块。优先级为低、中、高3级。
高优先级报警:此类报警要求运行人员立即采取措施进行处理(如瓦斯浓度超标)；
中优先级报警；此类报警要求运行人员尽快处理(如网络传输数据不稳定)；
低优先级报警:此类报警不需要运行人员采取任何措施(如某个流量计瞬间超量程) 。
这样设定报警优先级可以区分出块报警的重要程度，使得高优先级报警与相对不重要的报警区分开来；而且还可以基于优先级过滤报警，使得低优先级的报警被自动确认并滤出。另外，为不同的报警优先级设置不同的颜色，低优先级的报警用白色背景，中优先级的报警使用橙色背景，高优先级的报警使用红色背景，结合前景色和背景色，可以给运行人员创建一个非常具有视觉效果的显示，使得报警优先级更容易区分开来。
3.2 设置报警限值、报警条件
在监控系统中主要有模拟量块和数字量块两种，通过为这两种块设置报警限值和报警条件，可以快速判断出是否产生了报警。为模拟量块输入设定值，如果过程输入量超过块的设定值，就会产生相应的报警，当过程输入量超过高报警限时，会产生一个高报警，只有超过高高报警限时才产生一个高高报警，此时不产生高报警；同样的道理，在过程输入量低于低报警限时，产生一个低报警，低于低低报警线时，产生相应的低低报警，不产生低报警。对于数字量输入块来说，可以指定一个报警条件，而不是报警限值，报警条件指定数字量块何时生成一个报警。例如，如果创建了一个块来监控处于“OFF”状态的跑偏传感器， 可以配置这个块当传感器状态改变或切换为“ON”时产生一个报警，表示有输入信号，传感器跑偏。
3.3 设置报警区域
在设置好报警限制和报警条件后，当运行iFIX后所有报警都会显示在一个报警一览控件中，其中可能包括安全监测、皮带集控、变电所监测的报警信息，这样容易造成报警混乱，给不同子系统的操作员管理带来不便，为此我们在设置报警块时必须先做好报警区域的划分，将各个需要报警的量按各个子系统分为不同的区域，我们可以将报警区域分为安全监测、变电所、皮带集控三个区域，这样，在报警时，不同系统的操作员只能看到自己系统地报警信息。
3.4 过滤报警
自动测量系统是一个非常复杂的系统，存在着块报警、事件消息、操作员消息、系统消息、应用消息等各种各样的报警和消息，这些报警和消息都会以报警的形式出现在报警一览中，从而充斥了整个报警屏幕，使运行操作人员无法分辨出一些重要的报警。例如，流量计根据生产的需要经常被打开和关闭，这些正常的操作可能被iFIX 系统误认为异常而产生报警，实际上这一报警是“误报”，如何消除这些误报、错报以及一些无关紧要的报警是提高系统报警管理功能的核心所在。通过设置过滤器可以消除这些假报警。
通过报警过滤器第一层过滤报警，一些没有必要显示在报警屏上的报警被屏蔽掉，经过第一层过滤后的报警传递到预先设定的报警区，这些报警区都代表着特定的含义，根据这些报警区运行人员能够快速定位出故障发生的位置。不同报警区的报警输出到第二层过滤报警中，在第二层过滤中可以区分出不同的报警优先级，根据用户的需要，一些低优先级的报警通过设定可以被过滤掉，这些不同的优先级报警将被输出到第三层过滤报警的不同区域中，这样，一些事件消息和无关紧要报警都会被过滤掉，操作员看到的只是需要的报警，并能非常直观的看到故障发生的区域以及报警优先级，大大提高了报警系统的可用度。
3.5 使用报警计数器
报警计数器提供一个方法，用来确定SCADA 服务器或某个报警区总的报警状态，它们表示在一个节点上有多少标签处于报警中，这些报警中各有多少是高、中、低优先权，以及各有多少被确认或未被确认的报警，报警计数器在产生新报警时加“1”，在报警被确认且返回正常值时减“1”，同一报警在没有确认时报警计数器不再增加，这样就避免了重复报警的情况。报警计数器不跨越节点，然而，如果希望查看整个系统的报警状态，可以使用VBA 脚本或数学表达式合并来自两个或更多节点的报警计数器。也可以使用报警计数器来动画和设置过程图形的颜色提示报警。例如，当在指定的报警区中存在未被确认的报警时，可以通过配置一个对象显示一个特定的前景色。使用报警计数器能够使运行人员对总的报警状况有一个直观的了解， 以便尽快采取相应的措施。
3.6 声音报警的设计
经过上述设置后，基本上解决了错报、误报、重复报警的情况，但是在iFIX的操作员站上报警的显示是通过报警一览画面来实现的，当报警产生时，只有操作员在场的情况下，才能获得报警信息，当操作员临时有事离开屏幕时，只凭报警一览的蜂鸣器的声音，不足以引起操作员的注意，因此，我们需要把声音报警以扩音器的方式输出，而且用声音来说明是哪个设备出现了报警，比方说1号皮带跑偏，我们就制作这样一个包含这种声音的WAV格式的音频文件供系统来调用。播放.WAV格式的语音文件可以通过VBA脚本里调用操作系统的API函数来进行，不需要单独编写程序。播放WAV文件的函数有两个，对应于同步和异步。所谓同步是指一次只能播放一个语音文件，不可以连续播放；而异步则可以同时打开多个语音文件，一个个连续的播放，在多个报警同时到来时非常有用。
iFIX提供了以后台任务的方式运行的调度管理器，在调度管理器里有基于时间和基于时间的两种调度。基于时间的调度与时间有关，它可以在指定的时间出发一次或者连续出发；基于事件的调度需要一个有效的数据源来触发一个动作，当指定的数据源的状态发生变化时触发一个事件。以皮带跑偏为例，当输入信号由0变为1时，数据源发生改变事件触发，这时，在VBA脚本里调用系统的API函数，将已经制作好的报警声音通过声卡输出到音响。
时间调度中的核心VBA代码如下：
异步函数为：mciSendString
使用时首先要声明：Declare Function sndPlaySound Lib "winmm.dll" Alias "sndPlaySoundA" (ByVal lpszSoundName As String， ByVal uFlags As Long) As Long
用法：
Dim filename as String
filename = "test.wav"
Call sndPlaySound(filename， SND_SYNC)
可以连续调用sndPlaySound来进行连续多个语音文件的播放。
通过声音报警程序，操作元无论是否在电脑屏幕前都可在第一时间内获知报警信息，以声音的形式给操作员以耳目一新的感觉，能起到警觉作用。
4 结论
报警管理在煤矿监测系统中占有重要作用，通过语音报警，操作人员能够及时发现产生的重要报警和何种报警，通过报警一览可以快速定位产生报警的相关部分，报警稳定可靠，使一些重要故障得到及时处理，有效保障了煤矿监控系统安全、稳定的运行，该项技术符合现代化的管理理念，在煤炭系统得到了广泛应用，提高了生产效率和保证了生产安全。
参考文献：
[1]李存斌,等.Visual Basic 高级编程及其项目应用开发.北京:中国水利水电出版社,2003,161-179.
[2]张钧良. Visual Basic6.0程序设计教程.南京:东南大学出版社,2000.
[3]iFIX4.0用户手册.Intellution.2001.
[4]基于Ifix的软件报警在自动测量中的实现.工业仪表与自动化装置,2004.3.
收稿日期：2008-01-28
作者简介：朱建斌（1966-），男，安徽临泉人，1987年7月毕业于淮南矿业学院矿山机械专业，1987年至今一直从事煤矿机电技术和管理工作。
关键词：监控系统；iFIX；语音报警；报警管理
中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)12-2pppp-0c
Application of Voice Alarm in Monitoring System of Coal Mine Based on IFIX
ZHU Jian-bin
(Anhui Wugong Mine Coal Co. Ltd,huaibei 235131,China)
Abstract:Coal Mine Monitoring System plays an important role in coal mine production and the alarm monitoring system management is the top priority,through voice alarm operators can be found in time and deal with some major alarm,the paper detailed describs how to use the alarm priority,alarm limit,alarm conditions,the regional police,the police counter voice alarm and alarm technology to solve misstatement,misrepresentation,phenomena such as duplication of the police,how to make a voice alarm so as to get the first time alarm information.
Key words:Monitoring System;iFIX;Voice Alarm;Alarm Management
1 引言
iFIX 是由美国Intellution 公司开发的大型工控组态软件，是当今工业控制领域最为流行的上位机监控软件之
一，它包括数据采集和数据管理两个基本功能，并提供了良好的报警管理界面。随着iFIX 在国内外各种监控系统中的普遍应用，iFIX 的报警管理也日益引起系统设计和运行人员的高度重视。在煤矿监控系统中，由于设备众多，iFIX监控系统采集的过程输入量大，当故障发生时，运行操作人员可能被大量出现的报警信息所困惑；此外，当设备故障时仍然不断出现大量的报警信息队运行人员来说是难以接受的。大量来自过程的报警信息充斥了整个报警屏，运行人员很难及时确定故障的关键问题所在，有时当运行操作人员不在屏幕前时，可能看不到报警信息，这样就有可能忽略或丢失重要的报警情况，使系统的报警分析功能变得毫无意义。
在实际应用中遇到的这些问题，常常使操作人员感到困惑，系统地功能提出了怀疑，究其原因，有以下几个关键问题：①怎样根据不同的监控子系统划分报警区域②怎样过滤报警并使已经产生的报警不再重报?③增加语音报警，使操作人员不在屏幕前时可以听到有何种报警发生
2 煤矿监控系统网络图
大型煤矿企业的自动化程度随着技术的发展而越来越高，各种监控系统也越来越多，如图1所示的安全监控系统，变电所监控系统、皮带集中监控系统等，在煤矿综合监控系统中，这些子系统的报警量很多，而且归属的报警系统也不同，在报警管理中必须分门别类管理，即在各个子系统的监控页面下显示该子系统的报警信息，不能显示出其他子系统的报警信息，对一些重要的报警信息必须提供语音报警。由于数据采集量大，子系统多而复杂，各种故障发生率非常高，因此良好的报警管理系统是能及时发现和迅速排除故障、使系统安全稳定运行的有力保障。
3 报警管理的实现
煤矿监控系统的报警管理一般分为两部分：一是确定报警区域，二是确定报警的严重程度。在报警处理时我们运用了报警区域划分、报警优先级、语音报警等方法对报警信息进行了简化，以便报警信息简单明了，同时使操作员能及时收到报警信息。
3.1 设定严格的报警优先级
通过为数据库块选择一个报警优先级，来区分哪些是最关键的报警块。优先级为低、中、高3级。
高优先级报警:此类报警要求运行人员立即采取措施进行处理(如瓦斯浓度超标)；
中优先级报警；此类报警要求运行人员尽快处理(如网络传输数据不稳定)；
低优先级报警:此类报警不需要运行人员采取任何措施(如某个流量计瞬间超量程) 。
这样设定报警优先级可以区分出块报警的重要程度，使得高优先级报警与相对不重要的报警区分开来；而且还可以基于优先级过滤报警，使得低优先级的报警被自动确认并滤出。另外，为不同的报警优先级设置不同的颜色，低优先级的报警用白色背景，中优先级的报警使用橙色背景，高优先级的报警使用红色背景，结合前景色和背景色，可以给运行人员创建一个非常具有视觉效果的显示，使得报警优先级更容易区分开来。
3.2 设置报警限值、报警条件
在监控系统中主要有模拟量块和数字量块两种，通过为这两种块设置报警限值和报警条件，可以快速判断出是否产生了报警。为模拟量块输入设定值，如果过程输入量超过块的设定值，就会产生相应的报警，当过程输入量超过高报警限时，会产生一个高报警，只有超过高高报警限时才产生一个高高报警，此时不产生高报警；同样的道理，在过程输入量低于低报警限时，产生一个低报警，低于低低报警线时，产生相应的低低报警，不产生低报警。对于数字量输入块来说，可以指定一个报警条件，而不是报警限值，报警条件指定数字量块何时生成一个报警。例如，如果创建了一个块来监控处于“OFF”状态的跑偏传感器， 可以配置这个块当传感器状态改变或切换为“ON”时产生一个报警，表示有输入信号，传感器跑偏。
3.3 设置报警区域
在设置好报警限制和报警条件后，当运行iFIX后所有报警都会显示在一个报警一览控件中，其中可能包括安全监测、皮带集控、变电所监测的报警信息，这样容易造成报警混乱，给不同子系统的操作员管理带来不便，为此我们在设置报警块时必须先做好报警区域的划分，将各个需要报警的量按各个子系统分为不同的区域，我们可以将报警区域分为安全监测、变电所、皮带集控三个区域，这样，在报警时，不同系统的操作员只能看到自己系统地报警信息。
3.4 过滤报警
自动测量系统是一个非常复杂的系统，存在着块报警、事件消息、操作员消息、系统消息、应用消息等各种各样的报警和消息，这些报警和消息都会以报警的形式出现在报警一览中，从而充斥了整个报警屏幕，使运行操作人员无法分辨出一些重要的报警。例如，流量计根据生产的需要经常被打开和关闭，这些正常的操作可能被iFIX 系统误认为异常而产生报警，实际上这一报警是“误报”，如何消除这些误报、错报以及一些无关紧要的报警是提高系统报警管理功能的核心所在。通过设置过滤器可以消除这些假报警。
通过报警过滤器第一层过滤报警，一些没有必要显示在报警屏上的报警被屏蔽掉，经过第一层过滤后的报警传递到预先设定的报警区，这些报警区都代表着特定的含义，根据这些报警区运行人员能够快速定位出故障发生的位置。不同报警区的报警输出到第二层过滤报警中，在第二层过滤中可以区分出不同的报警优先级，根据用户的需要，一些低优先级的报警通过设定可以被过滤掉，这些不同的优先级报警将被输出到第三层过滤报警的不同区域中，这样，一些事件消息和无关紧要报警都会被过滤掉，操作员看到的只是需要的报警，并能非常直观的看到故障发生的区域以及报警优先级，大大提高了报警系统的可用度。
3.5 使用报警计数器
报警计数器提供一个方法，用来确定SCADA 服务器或某个报警区总的报警状态，它们表示在一个节点上有多少标签处于报警中，这些报警中各有多少是高、中、低优先权，以及各有多少被确认或未被确认的报警，报警计数器在产生新报警时加“1”，在报警被确认且返回正常值时减“1”，同一报警在没有确认时报警计数器不再增加，这样就避免了重复报警的情况。报警计数器不跨越节点，然而，如果希望查看整个系统的报警状态，可以使用VBA 脚本或数学表达式合并来自两个或更多节点的报警计数器。也可以使用报警计数器来动画和设置过程图形的颜色提示报警。例如，当在指定的报警区中存在未被确认的报警时，可以通过配置一个对象显示一个特定的前景色。使用报警计数器能够使运行人员对总的报警状况有一个直观的了解， 以便尽快采取相应的措施。
3.6 声音报警的设计
经过上述设置后，基本上解决了错报、误报、重复报警的情况，但是在iFIX的操作员站上报警的显示是通过报警一览画面来实现的，当报警产生时，只有操作员在场的情况下，才能获得报警信息，当操作员临时有事离开屏幕时，只凭报警一览的蜂鸣器的声音，不足以引起操作员的注意，因此，我们需要把声音报警以扩音器的方式输出，而且用声音来说明是哪个设备出现了报警，比方说1号皮带跑偏，我们就制作这样一个包含这种声音的WAV格式的音频文件供系统来调用。播放.WAV格式的语音文件可以通过VBA脚本里调用操作系统的API函数来进行，不需要单独编写程序。播放WAV文件的函数有两个，对应于同步和异步。所谓同步是指一次只能播放一个语音文件，不可以连续播放；而异步则可以同时打开多个语音文件，一个个连续的播放，在多个报警同时到来时非常有用。
iFIX提供了以后台任务的方式运行的调度管理器，在调度管理器里有基于时间和基于时间的两种调度。基于时间的调度与时间有关，它可以在指定的时间出发一次或者连续出发；基于事件的调度需要一个有效的数据源来触发一个动作，当指定的数据源的状态发生变化时触发一个事件。以皮带跑偏为例，当输入信号由0变为1时，数据源发生改变事件触发，这时，在VBA脚本里调用系统的API函数，将已经制作好的报警声音通过声卡输出到音响。
时间调度中的核心VBA代码如下：
异步函数为：mciSendString
使用时首先要声明：Declare Function sndPlaySound Lib "winmm.dll" Alias "sndPlaySoundA" (ByVal lpszSoundName As String， ByVal uFlags As Long) As Long
用法：
Dim filename as String
filename = "test.wav"
Call sndPlaySound(filename， SND_SYNC)
可以连续调用sndPlaySound来进行连续多个语音文件的播放。
通过声音报警程序，操作元无论是否在电脑屏幕前都可在第一时间内获知报警信息，以声音的形式给操作员以耳目一新的感觉，能起到警觉作用。
4 结论
报警管理在煤矿监测系统中占有重要作用，通过语音报警，操作人员能够及时发现产生的重要报警和何种报警，通过报警一览可以快速定位产生报警的相关部分，报警稳定可靠，使一些重要故障得到及时处理，有效保障了煤矿监控系统安全、稳定的运行，该项技术符合现代化的管理理念，在煤炭系统得到了广泛应用，提高了生产效率和保证了生产安全。
参考文献：
[1]李存斌,等.Visual Basic 高级编程及其项目应用开发.北京:中国水利水电出版社,2003,161-179.
[2]张钧良. Visual Basic6.0程序设计教程.南京:东南大学出版社,2000.
[3]iFIX4.0用户手册.Intellution.2001.
[4]基于Ifix的软件报警在自动测量中的实现.工业仪表与自动化装置,2004.3.
收稿日期：2008-01-28
作者简介：朱建斌（1966-），男，安徽临泉人，1987年7月毕业于淮南矿业学院矿山机械专业，1987年至今一直从事煤矿机电技术和管理工作。