ZedGraph控件在煤矿安全监控系统中的应用研究

天地（常州）自动化股份有限公司 奚冬芹

1.引言

煤矿安全监控系统用来监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、风速、风压、温度、烟雾、馈电状态、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、主要通风机开停等参数，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等[1]。煤矿安全监控系统是煤矿进行安全生产的重要保障，它利用信息化手段对影响矿井安全生产的各种环境参数进行实时监测，使用户能随时了解矿井的运行状况，并根据矿井的实际情况制定适宜的生产决策。煤矿安全监控系统运行中产生的大量监测数据往往以文本、报表、图表等方式展现；图表方式比单纯的文本或报表更能直观的反应环境参数的变化历程和发展趋势，具备更高的可读性。MSChart、TeeChart、水晶报表等商业控件能够实现数据信息的图表显示，但这些控件操作相对复杂、占用系统资源较多，需购买认证因而开发成本也高。与商业图表控件相比，开源控件以其小巧、开发简便、无成本等优势正在得到越来越多的应用，ZedGraph控件是众多开源图表控件中比较优秀的一个[2]。

ZedGraph控件是基于C#的.Net开源图表类库，同时支持Windows应用程序和Asp网页开发，能够实现各种二维图表如：Line、Bar、Pie、Area等。ZedGraph控件是面向对象的，因而在使用中具备较高的灵活性。基于ZedGraph开源的特性，可以免费获得其信息、文件、更新支持和所有发布版本[3]，在煤矿安全监控系统中采用ZedGraph控件开发监测数据的图表展现模块。

2.绘制流程

煤矿安全监控系统所收集的实时监测数据、历史监测数据均要求能以图表的形式展现出来。

图1 实时图表的绘制流程

(1)实时图表绘制流程

实时图表主要用于观察测点在近一段时内的监测值变化趋势和当前监测值的具体情况，以方便用户掌握矿井当前的安全状况。实时图表的绘制流程如图1所示。

图2 开关量测点历史图表的绘制流程

图3 模拟量测点历史图表的绘制流程

(2)历史图表绘制流程

历史图表主要用于真实再现任意历史时段的开关量测点状态变化和模拟量测点监测值分布情况。历史数据真实记录了各个测点随着时间推移监测值的变化情况，它为用户分析问题查找原因提供了依据，蕴含在历史数据中的事物发展规律也为用户制定生产决策提供了指导。特定测点之间会存在一定的关联关系，如风速、瓦斯、通风机开停、开停反馈等，用户往往需要查看特定时间段内这些关联测点的具体监测值用已排查事故原因找出问题所在，历史图表允许用户选择不同类型的多个测点进行组合查询显示，方便用户分析问题。历史图表的绘制流程如图2、3所示。

3.绘制图表

(1)同坐标图表

同坐标图表是将同一时间段内不同类型(如：模拟量和开关量)测点的数据在同一个图表中进行绘制，这种方式便于用户直观地掌握所关心的关联测点在该时间段内的整体变化趋势；随着鼠标在图表上的移动会显示出某一时刻各测点的具体信息，有利于用户快速分析问题。将查询时间段内的测点数据以(时间点，数值)这种成对的方式放入到PointPairList中，再通过GraphPane(继承自PaneBase)的AddCurve方法绘制图表，多Y轴绘制第二个Y轴对应的图表时需要设置曲线对象LineItem的IsY2Axis属性为true。GraphPane的XAxis(或者YAxis)还支持对X轴(或Y轴)坐标值的显示形式进行自定义设置，实现方法是为ScaleFormatEvent定义具体的事件内容。

图4 测点数据同坐标图表

(2)同屏图表

同屏图表是将同一时间段内不同类型(如：模拟量和开关量)测点的数据在同一界面中的不同图表对象中进行绘制，便于用户仔细观察每个测点在该时间段内的各自变化情况，有利于用户针对重要测点做详细分析。同屏图表主要是通过MasterPane(继承自PaneBase，可控制多个GraphPane对象)，为PaneList(GraphPane对象的集合)中的每个对象使用AddCurve方法一一绘制图表。

图5 测点数据同屏图表

4.结论

ZedGraph控件简单、易用、功能全面，并提供丰富的属性供开发者设置简化开发过程；其开源性使开发者可以根据具体情况修改源码以满足特定需求。在煤矿安全监控系统中使用ZedGraph控件进行图表模块的开发，将大量的数据信息快速、直观地展示出来，有利于用户及时掌握井下情况以及分析蕴含在历史数据中的规律并依此制定正确的生产决策。

[1]孙继平.煤矿监控系统手册[K].北京:煤炭工业出版社,2007.

[2]于国卿,李趁趁,赵雨森.ZedGraph控件在水闸监测系统开发中的应用研究[J].南水北调与水利科技,2008,6(3):43-45.

[3]孙吉,方明,顾燕伟.多维数据图形显示中ZedGraph控件的应用[J].电脑开发与应用,2008,21(3):55-56.