遠程監(jiān)控及智能化系統(tǒng)在礦山工程機械中的應(yīng)用

李成德

(中國神華哈爾烏素露天煤礦 選煤廠，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300)

工程機械在社會各領(lǐng)域發(fā)展中具有重要作用。由于重型機械管理難度較大，而遠程監(jiān)控與智能化系統(tǒng)在各行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用范圍不斷擴大，與人們?nèi)粘Ｉ罴吧a(chǎn)間的聯(lián)系更加緊密，因此應(yīng)用遠程監(jiān)控與智能化系統(tǒng)加強技術(shù)保障，確保工程機械穩(wěn)定運行，具有非常重要的意義。

1 礦山機械設(shè)備安全管理的重要意義

現(xiàn)階段，推動我國礦山機械穩(wěn)定發(fā)展，改善礦山機械行業(yè)發(fā)展中設(shè)備維修難度高、強度大，礦山機械設(shè)備完全依賴人工操作和依靠經(jīng)驗判斷設(shè)備問題，改變對于設(shè)備隱形故障不能及時發(fā)現(xiàn)和遠程監(jiān)控等尷尬局面，并制定有效的解決方案，可以更好的滿足運營管理需求，同時對提高我國礦山工程機械工藝水平具有重要作用。

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，生命財產(chǎn)安全備受人們關(guān)注，礦山采礦機械安全逐漸發(fā)展為一門獨立學科，獲得了公眾較多的認可[1]。另外，隨著我國礦山行業(yè)發(fā)展規(guī)模的不斷擴大，安全隱患日益增多，嚴重性也隨之蔓延。在煤礦企業(yè)中，安全隱患更為突出，危險因素依然存在。這些安全隱患如果疏于管理，就會造成無法彌補的安全事故，給企業(yè)帶來無法估量的經(jīng)濟損失。因而，礦山工程機械設(shè)備必須要具備一定的防爆性能，在運行過程中，重視機械設(shè)備的安全隱患問題，采取有效措施，做到防患于未然，從而為工程機械安全、穩(wěn)定運行提供保障。

2 遠程監(jiān)控與智能化系統(tǒng)基礎(chǔ)功能

(1)機械緊急保護功能。礦山工程機械長期運行中，容易發(fā)生老化與磨損現(xiàn)象，引起機器故障，遠程監(jiān)控與智能化系統(tǒng)的應(yīng)用，可在運行檢修人員采取措施前，緊急停止系統(tǒng)運行，保護設(shè)備安全，縮減維修時間，節(jié)省維修成本。

(2)統(tǒng)一管理。根據(jù)GPS定位，明確檢測工程機械設(shè)備位置，并將該信息傳送到用戶中心，以便能夠?qū)崟r掌握機械運行狀況。這在一定程度上可促使系統(tǒng)管理能力不斷提高[2]。

(3)售后服務(wù)質(zhì)量得到提升。用戶機械一旦發(fā)生故障，借助GSM網(wǎng)絡(luò)上傳工程機械設(shè)備的故障原因，并做好全面分析與處理，為用戶提供處理措施，節(jié)省維修時間。

(4)反饋性能參數(shù)。通過系統(tǒng)設(shè)定，可定期利用網(wǎng)絡(luò)獲得工程機械運行參數(shù)相關(guān)分析數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，可對存在的問題及時采取有效措施，解決安全隱患，從而為設(shè)備改善及創(chuàng)新提供技術(shù)保障，產(chǎn)品市場競爭力也可不斷提高。

礦山工程機械監(jiān)控中，集散型分布式處理結(jié)構(gòu)是主要結(jié)構(gòu)形式，主要包含：地面中心站、控制執(zhí)行裝置、傳感器、圖形處理基站、集線器、遠程控制終端、測振及測溫智能化設(shè)備等。其中在整個礦山工程機械安全監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控中心站是核心，其監(jiān)控軟件可進行調(diào)度系統(tǒng)、設(shè)備組態(tài)、配置定義、數(shù)據(jù)通信、處理及共享等任務(wù)。監(jiān)控分站工程主要體現(xiàn)為實時采集數(shù)據(jù)、預處理、報警、控制及數(shù)據(jù)通信等。監(jiān)控系統(tǒng)中心站設(shè)計形式主要包含通信協(xié)議及交互連接等[3]。

配置接口通過請求與更新兩種數(shù)據(jù)方法，實現(xiàn)動態(tài)數(shù)據(jù)庫與外界的交互連接。配置接口可設(shè)計不同配置程序，確保滿足用戶不同系統(tǒng)需求。該配置接口的主要程序配置為：首先利用參數(shù)傳遞，為動態(tài)數(shù)據(jù)庫發(fā)送數(shù)據(jù)請求，再由動態(tài)數(shù)據(jù)庫處理所傳遞的參數(shù)，并為請求者反饋核實后的數(shù)據(jù)。當配置程序修改配置后，可利用數(shù)據(jù)更新方法在動態(tài)數(shù)據(jù)庫更新配置。因此選煤廠遠程安全監(jiān)控系統(tǒng)中，通過配置接口，可進行數(shù)據(jù)庫、分站類型及模擬量等不同配置程序功能設(shè)計[4]。

3 系統(tǒng)技術(shù)指標參數(shù)

礦山工程機械遠程監(jiān)控與智能化系統(tǒng)設(shè)計中主要設(shè)計參數(shù)為：① 溫度：工作溫度保持為-20～50 ℃；存儲溫度保持為-25～70 ℃；② 電源：系統(tǒng)電源功率低于60 W，交變濕熱不低于95%(30～60 ℃)；③ 重量：部件重量低于12 kg；④ 工作時間：無故障平均工作時間不低于2 000 h。

在子系統(tǒng)影響下，有效處理分析測溫及測振等智能儀表數(shù)據(jù)，確保系統(tǒng)運行更加安全可靠。同時，GPRS無線網(wǎng)絡(luò)運輸要采用三級網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，一層為設(shè)備層，包含現(xiàn)場設(shè)備、傳感器及儀表等；二層為控制層，包含PLC系統(tǒng)與控制箱柜；三層為信息監(jiān)控層，包含工業(yè)交換機、計算機、視頻服務(wù)器等。

4 遠程監(jiān)控與智能化系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用分析

礦山工程機械運行中，遠程監(jiān)控與智能化系統(tǒng)應(yīng)用兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，底層網(wǎng)絡(luò)采用CAN總線技術(shù)；上層網(wǎng)絡(luò)選用GPRS傳輸技術(shù)。底層系統(tǒng)利用傳感器為CAN總線傳輸各類參數(shù)，再將其傳送到監(jiān)測分析嵌入系統(tǒng)。

(1)工程機械性能檢測與分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是處理相關(guān)數(shù)據(jù)信息，在綜合評測工程機械整體運行情況后，便于設(shè)備操作人員準確掌握機械使用性能。在實際檢測中，如果性能參數(shù)發(fā)生問題，可利用緊急系統(tǒng)對工程機械進行快速保護。監(jiān)測分析性能參數(shù)主要包含：工程機械發(fā)動機轉(zhuǎn)速、運行時間、機油與潤滑脂溫度、輸出電流電壓等。只有及時評測這些參數(shù)，才能確保系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定。利用GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸，將礦山工程機械運行性能檢測數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⒒到y(tǒng)中，以便檢修人員準確掌握其運行情況，利用GPS定位模塊對機械工作位置進行準確定位，及時檢測設(shè)備是否偏離中心，從而及時進行修復；如果機械損害嚴重，就要采取自動斷電、暫停運行等強行保護措施，以防損害范圍擴大[5]。

(2)人機頁面系統(tǒng)。礦山工程機械運行中，遠程監(jiān)控與智能化系統(tǒng)采用信息化對接的方式，檢修人員可利用信息化系統(tǒng)實時查看工程機械運行情況，該頁面操作方便、包含大量信息，符合機械設(shè)備生產(chǎn)環(huán)境使用需求。檢修人員可以查詢其相應(yīng)性能參數(shù)，并接收遠程信息化系統(tǒng)傳送的報警信息。另外，在此頁面上，操作人員還可及時掌握報警、機械損壞及位置等相關(guān)信息。

5 結(jié) 語

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，在礦山運營管理中，重型機械使用日益廣泛。在工程機械運行中，應(yīng)用遠程監(jiān)控與智能化系統(tǒng)，可確保檢修人員實時掌握設(shè)備運行情況與性能參數(shù)。設(shè)備運行出現(xiàn)故障時，能夠為用戶及時提供應(yīng)對措施，確保礦山工程機械設(shè)備運行更加穩(wěn)定，實現(xiàn)智能化發(fā)展目標，同時系統(tǒng)自身性能得到提高，對礦山工程機械健康穩(wěn)定運行具有重要作用，因此該系統(tǒng)具有重要的應(yīng)用價值及廣闊的發(fā)展前景。