選煤機電設備狀態(tài)遠程監(jiān)測平臺設計研究

白 雪

（同煤集團洗選公司精煤分公司， 山西 大同 037001）

引言

煤炭洗選一般是指從煤中去除矸石或其他雜質的過程。原煤經(jīng)過洗煤、選煤等過程后會大大的提高煤炭的質量，同時對環(huán)境問題的改善具有較大的促進作用，因此如何改善和提高選煤技術是煤炭工業(yè)主要研究的方向，也是響應中國目前提出的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要因素。然而，受到基礎條件的限制，現(xiàn)階段大多數(shù)選煤設備人工操作，工作環(huán)境差，信息化建設程度較低，導致很難進行統(tǒng)一的調配和管理。現(xiàn)代化遠程監(jiān)測技術為選煤廠機電設備狀態(tài)檢測與數(shù)據(jù)庫構建提供了基礎，為故障診斷的數(shù)據(jù)信息移動查看提供了一種新的方法和思路，也為選煤廠管理者安全、高效、便利的管理選煤廠各項工作提供可能[1]。

1 選煤廠機電設備檢測信息

設備的故障和壽命等會嚴重影響企業(yè)的經(jīng)濟效益[2]。隨著企業(yè)對設備的重視，選煤廠較為注重對生產(chǎn)工藝設備、輔助型設備、電氣設備、質檢試驗研究設備等選煤設備狀態(tài)信息進行檢測，為選煤廠生產(chǎn)管理和數(shù)據(jù)信息分析提供重要的指標。現(xiàn)以礦井型動力煤選煤廠并主要以機電設備為研究對象，對所涉及的所有設備進行詳細分類，具體如圖1所示。

其中，關于選煤設備的電氣狀態(tài)包括總視在功率、平均電壓等狀態(tài)，檢測具體的設備有加介泵、新倉刮板機、螺桿空壓機等。總視在功率檢測系統(tǒng)主要由主機PLC控制器為核心，電壓、電流信號可以通過系統(tǒng)設備運行時進行采集，供程序開發(fā)者調用。對于選煤廠設備運行機械數(shù)據(jù)信息包括電機振動、溫度信號，檢測手段為手持巡檢設備，檢測具體設備有加介泵、新倉刮板機、螺桿空壓機等[3]。在相應的機械數(shù)據(jù)監(jiān)測完成后將面臨數(shù)據(jù)存儲和使用情況，因此在數(shù)據(jù)方面需要具備系統(tǒng)性能、可靠性、可擴充性、兼容性及安全性等。

圖1 洗煤廠設備狀態(tài)檢測分類

2 遠程監(jiān)測系統(tǒng)平臺需求分析

為滿足整個系統(tǒng)的持續(xù)性運行、后期模塊的添加和修改等要求，遠程監(jiān)測系統(tǒng)平臺需求具體如下：

1）在數(shù)據(jù)庫設計中設備等的命名、程序代碼編碼、用戶界面、接口和程序架構設計按照統(tǒng)一的規(guī)范。

2）在開發(fā)平臺的選取上遵循行業(yè)規(guī)范，采用J2EE。

3）所有命名規(guī)范進行記錄存檔，方便查閱。

4）系統(tǒng)服務器端采用易操作、易維護的B/S架構。

5）系統(tǒng)的開發(fā)滿足靈活性、可擴展性、安全性、健壯性。

3 服務器系統(tǒng)結構與功能模塊的設計

服務器系統(tǒng)在功能上主要劃分為四個大模塊。其中，系統(tǒng)管理模塊是管理員，對用戶和角色進行管理；設備檢測管理模塊主要是通過檢測信息，對參數(shù)狀態(tài)信息進行全面管理和維護；站點綜合信息管理模塊主要完成檢測區(qū)域的記錄，實現(xiàn)每一個檢測站點數(shù)據(jù)的完備性與提出的系統(tǒng)需求吻合；數(shù)據(jù)字典模塊主要對檢測的數(shù)據(jù)項和數(shù)據(jù)表的存儲情況等進行說明。

3.1 系統(tǒng)設計目標及原則

機電設備狀態(tài)遠程監(jiān)測平臺的目標是實現(xiàn)對選煤設備的各狀態(tài)相關參數(shù)情況查看，實現(xiàn)遠程監(jiān)測及故障診斷與解決，最終提高選煤廠管理效率。基于以上系統(tǒng)設計目標，為真正實現(xiàn)高效設備的管理這一系統(tǒng)的核心的業(yè)務，平臺設計需遵循以下基本原則：

1）使用性。所有監(jiān)控數(shù)據(jù)和信息數(shù)據(jù)保證其真實性和穩(wěn)健性，以供選煤廠相關人員根據(jù)數(shù)據(jù)作出決策。

2）適用性。平臺除了需具有良好的數(shù)據(jù)支撐，其軟件設計中必須提供橫向、縱向間的統(tǒng)一、穩(wěn)定的接口。

3）可復用性。即系統(tǒng)在開發(fā)過程中相同功能的模塊可以使用代碼的可復用。

4）易操作性。對業(yè)務模塊的處理確保功能與需求保持一致，以方便使用者。

5）可擴展性。平臺系統(tǒng)容量、業(yè)務范圍、數(shù)據(jù)庫視圖設計等需規(guī)范、嚴謹，方便后期的維護和擴展。

6）一致性。使用國標傳輸協(xié)議，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊恢滦浴?/p>

3.2 系統(tǒng)體系架構設計

為保證開發(fā)平臺的可移植性及移動端開發(fā)進行對接，機電設備狀態(tài)檢測平臺在服務器端的開發(fā)上采用J2EE技術架構，系統(tǒng)技術體系架構具體包括用戶交互層、數(shù)據(jù)層和服務層，且架構中每層都對應相應的功能[4]。具體如圖2所示。

其中，用戶交互層提供了設備狀態(tài)信息的監(jiān)測內容，負責顯示結果和請求發(fā)送；具體的詳細功能還包括下拉菜單選擇設備等信息，站點區(qū)域信息等相應功能的可視化界面。數(shù)據(jù)層有數(shù)據(jù)源和存取數(shù)據(jù)、文件訪問等，負責管理各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息，為業(yè)務控制邏輯設計和實現(xiàn)提供源數(shù)據(jù)訪問接口，同時通過對數(shù)據(jù)庫的視圖和存儲過程的設計，優(yōu)化代碼設計。服務層和業(yè)務控制是整個服務器端最核心的實現(xiàn)部分，服務對數(shù)據(jù)庫的基本操作和業(yè)務邏輯的設計，定義相應的接口方便調用和處理；接受來自用戶交互層的功能請求，完成組件和信息類的抽象處理，以及業(yè)務對象的各個模塊的功能實現(xiàn)。

3.3 機電設備遠程狀態(tài)監(jiān)測功能模塊設計

為實現(xiàn)對選煤設備的各狀態(tài)相關參數(shù)情況查看，在進行機電設備遠程狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)體系架構設計后，需進行服務器端功能結構設計。其主要分為兩大模塊，分別為系統(tǒng)功能模塊及業(yè)務功能核心模塊。其中，系統(tǒng)功能即系統(tǒng)管理模塊，每個功能模塊的職責是用戶管理、角色管理、系統(tǒng)管理。機電設備遠程狀態(tài)監(jiān)測模塊劃分如圖3所示。

圖2 系統(tǒng)技術體系架構

圖3 功能模塊結構圖

了解功能模塊后將對系統(tǒng)各模塊的具體實現(xiàn)進行開發(fā)，逐步完成每個模塊所需要的詳細技術，并在滿足系統(tǒng)的完備性和可靠性要求的前提下，完成服務器端系統(tǒng)的設計開發(fā)，最終實現(xiàn)機電設備遠程狀態(tài)監(jiān)測。

4 結語

以選煤廠機電設備狀態(tài)遠程監(jiān)測信息平臺開發(fā)為目標，使用計算機技術知識和云服務為技術手段進行設計與開發(fā)，使選煤廠智能化、信息化進程顯著加快，工作效率顯著提升。然而，選煤工藝各個部門都有自己的管理系統(tǒng)或者生產(chǎn)系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)庫的設計要求更加精簡、安全，對異構互聯(lián)提高要求，因此數(shù)據(jù)融合將下一步將重點關注。