基于大數(shù)據(jù)的礦山機電設備智能運維體系設計

蔡俊偉

（平煤集團，河南 鄭州 450000）

大數(shù)據(jù)體系的研發(fā)，可以針對數(shù)據(jù)信息進行高效率處理，利用數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)決策，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的增值化處理。伴隨著礦山機電設備的自動化、智能化完善效果來講，技術及設備的更新，將加大信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸壓力，如果在時間節(jié)點下，產(chǎn)生數(shù)據(jù)冗余現(xiàn)象，將令整個智能操控系統(tǒng)因為信息不對稱產(chǎn)生誤操作問題，無法實現(xiàn)信息平臺的實時化操控。在大數(shù)據(jù)平臺的支撐下，則可通過數(shù)據(jù)框架的對接功能，對不同結構的數(shù)據(jù)信息進行實時化處理，令礦山機電設備在運行期間，通過智能化、集成化的數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)協(xié)調化管理，進而在設備終端與管理終端建設數(shù)據(jù)對接途徑，實現(xiàn)立體化監(jiān)控。本文則是針對礦山機電設備智能運維體系設計進行探討，僅供參考。

1 礦山機電設備智能運維體系建設的重要性

從礦產(chǎn)資源的分布形式來講，大多數(shù)資源位于地下區(qū)域，在實際開采過程中，需要通過大型機械設備進行挖掘，滿足實際開采需求。在先進技術的支持下，礦產(chǎn)資源的開采逐漸由人工機械化轉變?yōu)橹悄芑⒆詣踊ㄟ^整個開采網(wǎng)絡的建設，基本實現(xiàn)在固有傳統(tǒng)空間下，數(shù)據(jù)信息的實時化傳輸，對于工作人員來講，以信息系統(tǒng)為基礎的運作模式，在一定程度上緩解工作人員的壓力，且在部分高危險操作環(huán)節(jié)中，也可通過機械設備實現(xiàn)智能化操控，規(guī)避安全風險的產(chǎn)生幾率，切實以安全為主的運營理念。從目前技術落實效果來看，先進化的技術體系，在部分方面可實現(xiàn)無人化操控，工作人員只需要控制主操控系統(tǒng)，便可實現(xiàn)對不同設備終端的操控，極大提高系統(tǒng)運作效率及安全性能。但是從礦山機電設備的實際應用情況來講，大部分設備之間并未能建立相對應的信息交互場所，造成礦山機電設備在運行過程中是依據(jù)工作人員進行獨立化操控的，一旦操作期間產(chǎn)生信息不對稱的問題，極有可能造成設備之間的碰撞問題，嚴重情況下，將產(chǎn)生安全事故，對工作人員造成危害。通過對礦山機電設備建設智能運維體系，則是通過數(shù)據(jù)框架的建設，將不同類型的機電設備所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息集成到一個平臺之上，實現(xiàn)統(tǒng)一化管理。整個智能運維平臺無需通過人工操控，便可實現(xiàn)基于程序指令的自動化操控，當機電設備在運行過程中產(chǎn)生故障的話，智能運維體系可自動檢測出故障問題的產(chǎn)生點，并依據(jù)內部專家診斷系統(tǒng)進行自主化維修。此類智能運維體系的建設，可在第一時間對設備運行中產(chǎn)生的故障問題進行監(jiān)測與分析，有效縮減問題解決時間，提高機電設備的使用壽命，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟價值。

2 基于大數(shù)據(jù)的礦山機電設備智能運維體系設計

2.1 礦山機電設備智能運維體系的軟件設計

從礦山機電設備智能運維體系的處理功能來講，是通過物理存儲、云端存儲平臺的整合運用，保證機電設備運維體系底層與頂層之間的數(shù)據(jù)對接性，提高數(shù)據(jù)信息的處理效率。對此，搭載大數(shù)據(jù)技術進行軟件設備，必須確定各項服務功能，解析出不同操控視域下，軟件功能的實現(xiàn)是否能夠更為精準契合到智能運維體系中，提高系統(tǒng)的處理質量。例如，在智能運維體系底層方面，需要架構出與服務相對應的操控環(huán)境，避免不同平臺在運行過程中產(chǎn)生差異問題。在頂層方面，則需要配備相對應的服務功能，將機電設備的運行信息通過模塊化設定，建設出相對應的數(shù)據(jù)傳輸框架，負責檢索功能的實現(xiàn)。

針對系統(tǒng)軟件進行設計時，應深度查證出機電設備運行過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，確保相關數(shù)據(jù)服務功能的實現(xiàn)，可正確映射出設備實時工作狀態(tài)，然后通過大數(shù)據(jù)分析技術，深度挖掘出整個軟件系統(tǒng)運行中存在安全隱患問題，提高數(shù)據(jù)檢索質量，確保機電設備可通過軟件整合平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的集成化處理。礦山機電設備智能監(jiān)控系統(tǒng)的云端架構，是按照虛擬化軟件為基礎，通過互聯(lián)網(wǎng)技術、物聯(lián)網(wǎng)技術等，確保承接數(shù)據(jù)存儲的虛擬網(wǎng)絡空間具備數(shù)據(jù)信息主動處理能力。只有這樣，才可進一步實現(xiàn)主系統(tǒng)接收到數(shù)據(jù)信息時，可以通過服務器進行數(shù)據(jù)信息的多維度處理，令軟件服務系統(tǒng)對接到數(shù)據(jù)資源體系中，分析出不同類別信息，并按照數(shù)據(jù)結構進行傳輸與處理，提高系統(tǒng)的多線程處理能力。

云框架在建設過程中，應先以管理人員的操控功能為基礎，界定出不同權限下的數(shù)據(jù)處理機制，然后按照軟件所集成的信息進行分類識別，但是此過程需要與物理服務器進行對接。在設定安全域時，需要通過虛擬機的設定，將應用軟件進行設定，保證數(shù)據(jù)信息傳輸中的安全性與穩(wěn)定性，這對于系統(tǒng)操控體系而言，則可真正實現(xiàn)對礦山機電設備各項數(shù)據(jù)信息的智能化采集，且通過工作人員多功能處理模式，結合專家診斷系統(tǒng)，精準識別出當前操控空間下設備所存在的故障問題，當設備產(chǎn)生的故障及異常狀態(tài)超出警報值時，則將進行警報處理，并同步在專家診斷系統(tǒng)中查找相對應的解決方案，對故障信息進行記錄與存儲。

2.2 礦山機電設備智能運維體系的硬件設計

硬件系統(tǒng)是保證智能運維體系運行的基礎保證，通過傳感器、存儲器、處理器的綜合運用，保證內部數(shù)據(jù)信息的實時性傳輸，避免因為數(shù)據(jù)信息不對稱產(chǎn)生的指令錯誤對接問題。從礦山機電設備運行模式來講，不同機電設備之間存在交互特征，這就需要主系統(tǒng)在運行過程中，可以正確分析出當前操控視域下，各項數(shù)據(jù)信息在傳輸過程中的獨立性，且應確保數(shù)據(jù)信息的運算與傳輸，不會對其他設備及系統(tǒng)造成影響，進而使得智能運維體系可以依據(jù)設備運行中的映射信息正確界定出當前操作是否存在故障問題。

本文在對硬件系統(tǒng)進行設計時，主要采用具有單片機屬性的Atmeler處理器，保證處理器在運行過程中，對接收到信息進行科學性處理。與此同時，伴隨著技術、設備的不斷更新，機電設備將面臨著更新?lián)Q代的問題，而此類處理器則可有效解決后續(xù)拓展問題，即為在機電設備數(shù)量增加的情況下，無需設定處理器，只需要通過處理器的拓展功能，便可對多臺機電設備進行接入處理，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)尼槍π浴ａ槍π盘柋O(jiān)測的讀取設備設定時，則是以Neasd信號的讀卡裝置為主，保證在長時間、高負荷的工作條件下，可保證數(shù)據(jù)讀取的效率性與精準性。

從礦山機電設備運行中產(chǎn)生的故障問題來講，可以從電氣系統(tǒng)、機械系統(tǒng)兩部分進行分類界定，然后針對故障問題，制定相對應的故障運維措施。例如機電設備電壓供給不足產(chǎn)生的電機過度損耗問題，線路接觸不良產(chǎn)生的設備卡頓問題，通信系統(tǒng)破損產(chǎn)生的頻率跳變故障等，為進一步實現(xiàn)故障信息處理的針對性，針對硬件裝置進行布局時，必須確保相關傳感器裝置科學性采集機電設備的運行信息，例如對機電設備進行溫度參數(shù)、速度參數(shù)、電壓參數(shù)等方面的監(jiān)測，（例如將溫度傳感裝置設置在機電設備發(fā)動機箱體下方，將速度傳感裝置設置在減速箱體左側，將電壓傳感裝置設置在電源連接區(qū)域，將振動傳感裝置設置在軸承蓋上方，實現(xiàn)對礦山機電設備的溫度、速度、振幅等運行工況的監(jiān)測與分析）實現(xiàn)全方位的數(shù)據(jù)采集，并將各類信息傳輸?shù)较到y(tǒng)軟件中，通過比對，分析出設備當前運行工況下是否存在故障問題，第一時間向工作人員傳達工況信息。此外，為確保智能運維體系運行的可靠性，則應針對現(xiàn)階段設備運行模式，查證出智能運維框架運行模式是否符合設備穩(wěn)定運行訴求，以對機電設備進行全過程監(jiān)管。

3 結語

綜上所述，機電設備作為礦山開采工作的重要載體，通過機械化、自動化的智能操控，可進一步提高礦產(chǎn)資源開采的安全性，降低人力資源的投入力度。

為此，針對礦山機電設備設計智能運維體系時，必須從多個方面考量出硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)在運行過程中的針對性，保證系統(tǒng)功能化的實現(xiàn)可正確作用于設備中，提高實際檢測質量。