煤矿监控系统需求分析
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鉴于以上原因，我国煤矿事故频繁不断，如瓦斯爆炸、闭气等，严重危及人的生命安全，使财产遭到重大损失。传统的监控系统不能在线监测现场设备运行状态，及时进行故障诊断，提前将故障排除，而是等到设备瘫痪后才进行故障诊断，为此将增加维修的难度，有可能此设备由于没有及时抢修而报废，设备停止运行会影响整个生产线的工作，降低企业的经济效益，而且大部分事故是由于这些隐患而发生的，为此我们必须寻找新的解决方案。
1.实时性差：模拟量信号变化缓慢，传输速度不快，系统实时性差，对瓦
斯及CO2等气体的监测可靠性不高。
2.信息集成能力不强：在此系统中，控制器获取的信息量有限，大量的重要数据如设备参数及运行状况，故障和故障记录等数据难以得到，底层数据不全，信息集成能力不强。
3.可靠性不易保证：对于大范围分布式系统，大量的I/O 电缆及缚设施工不但增加成本，而且降低了系统的可靠性。
工作站 工作站
工作站工作站工作站
图2-3总线型拓扑结构
现场总线是采用总线型拓扑结构、应用于低层次上的一种造价低廉而又能经受工业环境的通信系统，它采用简化型网络结构，是一种开放式实时系统，可以实现与其它开放式系统的连接。现场总线采用三层网络结构——物理层、数据链路层和应用层，这种网络结构具有结构简单、执行协议直观、价格低廉等优点，同时性能又令人满意。
5.监控单元的人机接口部分：完成系统参数的修改、显示及系统状态的指示。包括液晶显示部分、按键输入部分和指示灯。
2.3
监控单元微控制器的选择有两种方案，一种是选择 MCS196 等单片机，但由于其集成度不高，必须扩展大量外设，如串行通信模块， 定时器等模块，这将增加系统的复杂性，从而使其稳定性大大降低。 同时由于系统需要采集和处理的数据较多，必将加重 CPU 的负担，影响 CPU 的其他性能，从而影响整个系统的性能和实时性。另一种方案是采用 SAMSUNG 公司的 S3C44B0X 处理器，由于SAMSUNG公司的S3C44B0X 在总线上采用并行机制和存储器采用哈佛机构等独特之处，其指令周期大大降低，运行速度大大加快，具有很强的数据运算处理能力和控制功能，能保证系统对诸多数据实时采集和处理，同时 SAMSUNG 公司的S3C44B0X 微控制器集成度较高，具有异步串行通信接口，可用于系统远程通信，以及定时器，A/D 转换等模块，提高系统的整体性能和集成度，从而保证系统的实时性和稳定性。因此，在本系统中采用 SAMSUNG 公司的 S3C44B0X 作为监控单元的微处理器。
通信
链路
…….………
图2-1煤矿远程监控系统框图
在远程监控系统中，监控单元对整个系统来说起着重要的作用，实现整个系统的主要功能，一方面它完成对现场设备的实时数据采集和实时控制，另一方面，要完成对监控点各数据进行收集和管理，同时要及时把系统的实时数据传输给远程计算机和接收远程计算机发来的命令。为完成以上功能，监控单元必须要有远程通信接口和多个监控点通信等功能。它由以下几部分组成：
图2-2S3C44B0X 处理器
2.3
监控单元和远程计算机的通信是点对点的通信方式，它们之间数据传输信道可以采用很多种方式，如电缆、电话线、光纤通道、Internet 网络等。在计算机数据通信领域内，长期以来使用 RS－232 和 CCITTV2.4 的通信标准。尽管它们被广泛地使用，但却是一种低数据速率和点对点的数据传输标准，无能力支持更高层次的计算机之间的功能操作。今工业以太网在很多企业得到应用，采用 Internet 网络作为远程监控系统的通信信道，解决了 RS－232 接口实行异步串行通信有诸多弊病，也为以后的系统扩充打下了良好的基础。特别是本文针对煤矿的监控系统，当煤矿发生突发性事故（如爆炸）时，RS－232 接口异步串行通信的能力不能达到处理突发事故的要求。综合考虑，本文一改以往采用调制解调器通过电话线的通信方式，采用 Internet 网络连接监控单元和远程计算机。
2.3
2.3
监控系统方案的选择是在满足系统功能要求的基础上必须保证系统工作的稳定，有利于系统后期的维护和功能的升级，同时在这个基础上考虑系统的产品化。产品化要求系统具有较低的硬件成本， 从而降低整个系统的生产成本，使产品具有较高的性价比。 根据系统需要实现的功能，集中监控系统的总体结构和组网体系主要由通信链路、中央集中控制室和监控单元三部分组成。整个网络系统结构如图2-1 所示。
2.CAN 总线是一种现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、多变量、多点和多站的通信系统，真正把控制功能彻底下放到现场，实现对现场设备的运行状态在线监控，将其诊断数据传给上位机，及时进行故障诊断，采取有效措施及时排除，将安全隐患降到最低。
3.从成本来看，虽然智能设备比传统模拟设备价格要高，但采用 CAN 总线，省去大量电缆，I/O 模块及工程安装费用，从整体来看，整体系统的成本不比传统的监控系统高，而且 CAN 总线系统易于后期维护，易于系统功能扩展，稳定性好，由此产生的潜在的经济效益也不容忽视。采用此方案能很好地解决上述问题，同时系统造价也不会太高，因此本方案切实可行。
第二
2.
针对第一章提出的现有煤矿监测系统存在的问题，本设计方案可以解决以下问题。
1.实时性：本系统是基于CAN总线构成的监测系统，CAN 总线是一种现场
仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、多变量、多点和多站的通信系统。相对于现有的采用模拟信号的系统，本系统能实现数字信号传送，从而可以实现传输速度快，系统实时性强，对瓦斯、CO等气体的监测可靠性强。
煤矿监控系统需求分析
及解决方案
学号：
姓名：
班级：
教师：
摘要
随着网络的日益普及，工业控制网络在社会各行各业得到了越来越广泛的应用。我国煤矿使用的煤矿安全监控系统对改善煤矿安全生产状况发挥了积极的作用，但随着系统的推广使用和扩展，现有的系统已经暴露出了技术上的种种不足。组建一个技术先进的煤矿通讯网络，这已经是煤矿行业发展的大趋势。本文阐述了工业控制网络在煤矿监控系统的需求分析以及解决方案的可行性。
4.系统的开放性：现场总线技术具有开放性和互可操作性与互用性。通信协议一致公开，各不同厂家的设备之间可实现信息交换，现场总线开发者就是要致力于建立统一的工厂底层网络的开放系统。用户可按自己的需要，把来自不同供应商的产品组成大小随意的系统，通过现场总线构筑自动化领域的开放互连系统。
5.可维护性：本系统现场信息全，便于进行现场设备在线故障诊断、报警和记录，也便于完成现场设备的远程参数设定等参数化功能，因此系统的可靠性强。
2.信息集成能力：现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。因此能够获取大量信息，底层数据全面，信息集成能力强。
3.可靠性：现有的现场设备与控制器采用一对一（一个 I/O 对设备的一个监控点）的 I/O 连接方式，当使用范围大时，需要采用大量的I/O电缆。而本系统采用局域网，使得现场设备与控制器之间的连接很顺畅，提高系统的可靠性。
关键词：工业控制网络、需求分析、解决方案、煤矿监控系统
第一章
1.1Biblioteka Baidu景
随着国民经济的快速发展和基础设施建设步伐的加快，能源需求增长加速，煤炭产量也迅速增长。但同时由于煤矿井下作业远离地面，地形复杂，环境恶劣，井下监控设备落后等原因，我国煤矿安全生产形势严峻，全国煤矿事故死亡人数居高不下，百万顿死亡率大大高于世界主要产煤国家平均水平，严重影响了煤炭工业的可持续发展和社会稳定。
2.3
在煤矿远程监控单元和各个监控点之间构成一个局域网，在这个局域网中，节点的数目是可变的，它们之间的通信方式为一点对多点的通信方式，即各监控单元和各监控点之间可以相互通信，但各监控点之间不可以相互通信。
在煤矿远程监控系统中，监控单元和各监控点之间是一点对多点的通信关系，由于各监控点的数量是不定的，因此通信局域网络应采用组网方便的拓扑结构，并且网络中某一个监控点发生故障不会引起整个网络和其它节点之间的通信。由于监控单元和监控设备之间的这些特性，它们之间的组网适合于采用总线型拓扑结构，如下图所示。
3.监控单元与各监控点的通信部分：完成监控单元与各现场设备的数据传输功能，包括监控单元对各监控点的参数设置、监控单元呼叫各监控点上传其参数、监控单元接收各监控点传上来的报警信号；
4.监控单元的输入/输出部分：完成监控单元对数字信号采集，根据整个系统的工作情况产生正确的控制逻辑，对控制对象实行有效的控制；
4.系统不开放、可集成性差：不同厂家产品之间缺乏互操作性、互换性，因此可集成性差，不易于系统功能扩展；现场设备之间及系统与外界之间难以实现信息交换，使自控系统成了“信息孤岛”，严重制约了企业信息集成及企业综合自动化的实现。
5.可维护性不高：由于现场信息不全，现场设备在线故障诊断、报警、记录功能不强。另一方面，也很难完成现场设备的远程参数设定等参数化功能， 影响系统的可维护性。
在远程监控系统中，监控单元和监控点之间的通信系统采用现场总线将会使系统可以实时采集各监控点的数据，简化系统的硬件和软件结构，方便系统根据实际需要减少或扩充监控点，同时又能够经受住现场的环境干扰。开放性、分散性与数字通信是现场总线系统最显著的特点。在这种系统中，各个现场智能设备分别代表一个网络节点，通过现场总线实现各节点之间、现场节点与过程控制管理层之间的信息传递与沟通，并实现各种复杂的自动化控制功能。控制器局部网是目前较流行的现场总线之一，CAN总线不仅具有现场总线的上述特点，还具有通信速率高、系统配置灵活、工作可靠、性能价格比高等优点，因此在煤矿远程监控系统中选用CAN总线作为监控单元和各监控设备之间的通信局域网络。
1.CPU 部分：监控单元是整个远程监控系统的核心，实现系统的监测与逻辑控制功能、与上位机的通信功能、与各监控点的通信的功能、对数据的采集功能以及系统的人机接口功能；
2.监控模块与上位机的通信部分：完成监控单元与上位机的数据传输功能，包括系统参数修改后主动将修改的数据上传给上位机、系统及监控点有报警信号产生时主动向上位机传输报警信息、响应上位机的呼叫将系统目前参数传输给上位机和接收上位机对系统设置参数的修改；
2.
本文采用了基于CAN总线构成现场控制器局域网与远程计算机组成多级网络的监控系统的解决方案。以下几点可以说明方案的可行性。
1.工业自动化系统正向分布化、智能化的实时控制方面发展，其中通信已成为关键，用户对统一的通信协议和网络的要求日益迫切。另一方面，Intranet
/Internet 等信息技术的飞速发展，要求企业从现场控制层到管理层能实现全面的无缝信息集成，并提供一个开放的基础构架。以太网进入工业控制领域是一个不可忽视的必然发展趋势。
随着计算机技术、网络技术、通信技术、微电子技术的进一步发展，矿井设备自动化水平不断提高，现代化的生产和管理在煤矿行业中不断推广。为了满足现代煤矿安全生产和信息管理的要求，煤矿监控系统朝着网络化、标准化、智能化的方向发展，并从单一的监控功能向性能可靠、功能强大的全矿井综合监控信息系统发展。
1.2煤矿
我国煤矿使用的煤矿安全监控系统对改善煤矿安全生产状况发挥了积极的作用，但随着系统的推广使用和扩展，现有的系统已经暴露出了技术上的种种不足。我国大多数煤矿中，井下现场之间是基于PLC 的分布式监控系统，现场设备与控制器采用一对一（一个 I/O 对设备的一个监控点）的I/O连接方式，它们之间采用模拟信号传递，其存在以下问题：
煤矿具有生产环节多、大型机电设备多、环境条件恶劣等特点，容易出现突发性事故。为了确保煤矿安全生产、提高劳动效率、节约成本，监控系统在煤矿得到愈来愈广泛的应用。
近年来，国家对煤矿企业安全生产要求的不断提高和为了企业自身发展的需要，我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井陆续在装备安全监控系统。我国煤矿监控领域正使用许多不同的、相互封闭的系统，多数是简单的模拟系统，只有部分重点大中型煤矿是以计算机为中心的集散型监控系统（DCS），该系统结构集中，与现场设备的接口仍然是4~20mA电流表示的模拟量信号和逻辑电平表示的开关量信号，一对一设备连接，兼容性差。由于相当一部分监控系统技术水平低、功能和扩展性能差、现场维修维护和技术服务跟不上等原因，造成相当一部分矿井无法继续正常使用已装备的系统。特别是由于老系统服务年限将至，已无继续维修维护的必要，系统面临更新改造的机遇。
1.实时性差：模拟量信号变化缓慢，传输速度不快，系统实时性差，对瓦
斯及CO2等气体的监测可靠性不高。
2.信息集成能力不强：在此系统中，控制器获取的信息量有限，大量的重要数据如设备参数及运行状况，故障和故障记录等数据难以得到，底层数据不全，信息集成能力不强。
3.可靠性不易保证：对于大范围分布式系统，大量的I/O 电缆及缚设施工不但增加成本，而且降低了系统的可靠性。
工作站 工作站
工作站工作站工作站
图2-3总线型拓扑结构
现场总线是采用总线型拓扑结构、应用于低层次上的一种造价低廉而又能经受工业环境的通信系统，它采用简化型网络结构，是一种开放式实时系统，可以实现与其它开放式系统的连接。现场总线采用三层网络结构——物理层、数据链路层和应用层，这种网络结构具有结构简单、执行协议直观、价格低廉等优点，同时性能又令人满意。
5.监控单元的人机接口部分：完成系统参数的修改、显示及系统状态的指示。包括液晶显示部分、按键输入部分和指示灯。
2.3
监控单元微控制器的选择有两种方案，一种是选择 MCS196 等单片机，但由于其集成度不高，必须扩展大量外设，如串行通信模块， 定时器等模块，这将增加系统的复杂性，从而使其稳定性大大降低。 同时由于系统需要采集和处理的数据较多，必将加重 CPU 的负担，影响 CPU 的其他性能，从而影响整个系统的性能和实时性。另一种方案是采用 SAMSUNG 公司的 S3C44B0X 处理器，由于SAMSUNG公司的S3C44B0X 在总线上采用并行机制和存储器采用哈佛机构等独特之处，其指令周期大大降低，运行速度大大加快，具有很强的数据运算处理能力和控制功能，能保证系统对诸多数据实时采集和处理，同时 SAMSUNG 公司的S3C44B0X 微控制器集成度较高，具有异步串行通信接口，可用于系统远程通信，以及定时器，A/D 转换等模块，提高系统的整体性能和集成度，从而保证系统的实时性和稳定性。因此，在本系统中采用 SAMSUNG 公司的 S3C44B0X 作为监控单元的微处理器。
通信
链路
…….………
图2-1煤矿远程监控系统框图
在远程监控系统中，监控单元对整个系统来说起着重要的作用，实现整个系统的主要功能，一方面它完成对现场设备的实时数据采集和实时控制，另一方面，要完成对监控点各数据进行收集和管理，同时要及时把系统的实时数据传输给远程计算机和接收远程计算机发来的命令。为完成以上功能，监控单元必须要有远程通信接口和多个监控点通信等功能。它由以下几部分组成：
图2-2S3C44B0X 处理器
2.3
监控单元和远程计算机的通信是点对点的通信方式，它们之间数据传输信道可以采用很多种方式，如电缆、电话线、光纤通道、Internet 网络等。在计算机数据通信领域内，长期以来使用 RS－232 和 CCITTV2.4 的通信标准。尽管它们被广泛地使用，但却是一种低数据速率和点对点的数据传输标准，无能力支持更高层次的计算机之间的功能操作。今工业以太网在很多企业得到应用，采用 Internet 网络作为远程监控系统的通信信道，解决了 RS－232 接口实行异步串行通信有诸多弊病，也为以后的系统扩充打下了良好的基础。特别是本文针对煤矿的监控系统，当煤矿发生突发性事故（如爆炸）时，RS－232 接口异步串行通信的能力不能达到处理突发事故的要求。综合考虑，本文一改以往采用调制解调器通过电话线的通信方式，采用 Internet 网络连接监控单元和远程计算机。
2.3
2.3
监控系统方案的选择是在满足系统功能要求的基础上必须保证系统工作的稳定，有利于系统后期的维护和功能的升级，同时在这个基础上考虑系统的产品化。产品化要求系统具有较低的硬件成本， 从而降低整个系统的生产成本，使产品具有较高的性价比。 根据系统需要实现的功能，集中监控系统的总体结构和组网体系主要由通信链路、中央集中控制室和监控单元三部分组成。整个网络系统结构如图2-1 所示。
2.CAN 总线是一种现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、多变量、多点和多站的通信系统，真正把控制功能彻底下放到现场，实现对现场设备的运行状态在线监控，将其诊断数据传给上位机，及时进行故障诊断，采取有效措施及时排除，将安全隐患降到最低。
3.从成本来看，虽然智能设备比传统模拟设备价格要高，但采用 CAN 总线，省去大量电缆，I/O 模块及工程安装费用，从整体来看，整体系统的成本不比传统的监控系统高，而且 CAN 总线系统易于后期维护，易于系统功能扩展，稳定性好，由此产生的潜在的经济效益也不容忽视。采用此方案能很好地解决上述问题，同时系统造价也不会太高，因此本方案切实可行。
第二
2.
针对第一章提出的现有煤矿监测系统存在的问题，本设计方案可以解决以下问题。
1.实时性：本系统是基于CAN总线构成的监测系统，CAN 总线是一种现场
仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、多变量、多点和多站的通信系统。相对于现有的采用模拟信号的系统，本系统能实现数字信号传送，从而可以实现传输速度快，系统实时性强，对瓦斯、CO等气体的监测可靠性强。
煤矿监控系统需求分析
及解决方案
学号：
姓名：
班级：
教师：
摘要
随着网络的日益普及，工业控制网络在社会各行各业得到了越来越广泛的应用。我国煤矿使用的煤矿安全监控系统对改善煤矿安全生产状况发挥了积极的作用，但随着系统的推广使用和扩展，现有的系统已经暴露出了技术上的种种不足。组建一个技术先进的煤矿通讯网络，这已经是煤矿行业发展的大趋势。本文阐述了工业控制网络在煤矿监控系统的需求分析以及解决方案的可行性。
4.系统的开放性：现场总线技术具有开放性和互可操作性与互用性。通信协议一致公开，各不同厂家的设备之间可实现信息交换，现场总线开发者就是要致力于建立统一的工厂底层网络的开放系统。用户可按自己的需要，把来自不同供应商的产品组成大小随意的系统，通过现场总线构筑自动化领域的开放互连系统。
5.可维护性：本系统现场信息全，便于进行现场设备在线故障诊断、报警和记录，也便于完成现场设备的远程参数设定等参数化功能，因此系统的可靠性强。
2.信息集成能力：现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。因此能够获取大量信息，底层数据全面，信息集成能力强。
3.可靠性：现有的现场设备与控制器采用一对一（一个 I/O 对设备的一个监控点）的 I/O 连接方式，当使用范围大时，需要采用大量的I/O电缆。而本系统采用局域网，使得现场设备与控制器之间的连接很顺畅，提高系统的可靠性。
关键词：工业控制网络、需求分析、解决方案、煤矿监控系统
第一章
1.1Biblioteka Baidu景
随着国民经济的快速发展和基础设施建设步伐的加快，能源需求增长加速，煤炭产量也迅速增长。但同时由于煤矿井下作业远离地面，地形复杂，环境恶劣，井下监控设备落后等原因，我国煤矿安全生产形势严峻，全国煤矿事故死亡人数居高不下，百万顿死亡率大大高于世界主要产煤国家平均水平，严重影响了煤炭工业的可持续发展和社会稳定。
2.3
在煤矿远程监控单元和各个监控点之间构成一个局域网，在这个局域网中，节点的数目是可变的，它们之间的通信方式为一点对多点的通信方式，即各监控单元和各监控点之间可以相互通信，但各监控点之间不可以相互通信。
在煤矿远程监控系统中，监控单元和各监控点之间是一点对多点的通信关系，由于各监控点的数量是不定的，因此通信局域网络应采用组网方便的拓扑结构，并且网络中某一个监控点发生故障不会引起整个网络和其它节点之间的通信。由于监控单元和监控设备之间的这些特性，它们之间的组网适合于采用总线型拓扑结构，如下图所示。
3.监控单元与各监控点的通信部分：完成监控单元与各现场设备的数据传输功能，包括监控单元对各监控点的参数设置、监控单元呼叫各监控点上传其参数、监控单元接收各监控点传上来的报警信号；
4.监控单元的输入/输出部分：完成监控单元对数字信号采集，根据整个系统的工作情况产生正确的控制逻辑，对控制对象实行有效的控制；
4.系统不开放、可集成性差：不同厂家产品之间缺乏互操作性、互换性，因此可集成性差，不易于系统功能扩展；现场设备之间及系统与外界之间难以实现信息交换，使自控系统成了“信息孤岛”，严重制约了企业信息集成及企业综合自动化的实现。
5.可维护性不高：由于现场信息不全，现场设备在线故障诊断、报警、记录功能不强。另一方面，也很难完成现场设备的远程参数设定等参数化功能， 影响系统的可维护性。
在远程监控系统中，监控单元和监控点之间的通信系统采用现场总线将会使系统可以实时采集各监控点的数据，简化系统的硬件和软件结构，方便系统根据实际需要减少或扩充监控点，同时又能够经受住现场的环境干扰。开放性、分散性与数字通信是现场总线系统最显著的特点。在这种系统中，各个现场智能设备分别代表一个网络节点，通过现场总线实现各节点之间、现场节点与过程控制管理层之间的信息传递与沟通，并实现各种复杂的自动化控制功能。控制器局部网是目前较流行的现场总线之一，CAN总线不仅具有现场总线的上述特点，还具有通信速率高、系统配置灵活、工作可靠、性能价格比高等优点，因此在煤矿远程监控系统中选用CAN总线作为监控单元和各监控设备之间的通信局域网络。
1.CPU 部分：监控单元是整个远程监控系统的核心，实现系统的监测与逻辑控制功能、与上位机的通信功能、与各监控点的通信的功能、对数据的采集功能以及系统的人机接口功能；
2.监控模块与上位机的通信部分：完成监控单元与上位机的数据传输功能，包括系统参数修改后主动将修改的数据上传给上位机、系统及监控点有报警信号产生时主动向上位机传输报警信息、响应上位机的呼叫将系统目前参数传输给上位机和接收上位机对系统设置参数的修改；
2.
本文采用了基于CAN总线构成现场控制器局域网与远程计算机组成多级网络的监控系统的解决方案。以下几点可以说明方案的可行性。
1.工业自动化系统正向分布化、智能化的实时控制方面发展，其中通信已成为关键，用户对统一的通信协议和网络的要求日益迫切。另一方面，Intranet
/Internet 等信息技术的飞速发展，要求企业从现场控制层到管理层能实现全面的无缝信息集成，并提供一个开放的基础构架。以太网进入工业控制领域是一个不可忽视的必然发展趋势。
随着计算机技术、网络技术、通信技术、微电子技术的进一步发展，矿井设备自动化水平不断提高，现代化的生产和管理在煤矿行业中不断推广。为了满足现代煤矿安全生产和信息管理的要求，煤矿监控系统朝着网络化、标准化、智能化的方向发展，并从单一的监控功能向性能可靠、功能强大的全矿井综合监控信息系统发展。
1.2煤矿
我国煤矿使用的煤矿安全监控系统对改善煤矿安全生产状况发挥了积极的作用，但随着系统的推广使用和扩展，现有的系统已经暴露出了技术上的种种不足。我国大多数煤矿中，井下现场之间是基于PLC 的分布式监控系统，现场设备与控制器采用一对一（一个 I/O 对设备的一个监控点）的I/O连接方式，它们之间采用模拟信号传递，其存在以下问题：
煤矿具有生产环节多、大型机电设备多、环境条件恶劣等特点，容易出现突发性事故。为了确保煤矿安全生产、提高劳动效率、节约成本，监控系统在煤矿得到愈来愈广泛的应用。
近年来，国家对煤矿企业安全生产要求的不断提高和为了企业自身发展的需要，我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井陆续在装备安全监控系统。我国煤矿监控领域正使用许多不同的、相互封闭的系统，多数是简单的模拟系统，只有部分重点大中型煤矿是以计算机为中心的集散型监控系统（DCS），该系统结构集中，与现场设备的接口仍然是4~20mA电流表示的模拟量信号和逻辑电平表示的开关量信号，一对一设备连接，兼容性差。由于相当一部分监控系统技术水平低、功能和扩展性能差、现场维修维护和技术服务跟不上等原因，造成相当一部分矿井无法继续正常使用已装备的系统。特别是由于老系统服务年限将至，已无继续维修维护的必要，系统面临更新改造的机遇。