智能化系統(tǒng)在礦山工程機(jī)械中的應(yīng)用

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摘要:概述了礦山機(jī)械設(shè)備安全管理的重要意義，介紹了遠(yuǎn)程監(jiān)控與智能化系統(tǒng)基礎(chǔ)功能及技術(shù)指標(biāo)參數(shù)，分析了遠(yuǎn)程監(jiān)控與智能化系統(tǒng)在工程機(jī)械性能檢測(cè)與分析系統(tǒng)及人機(jī)頁面系統(tǒng)的具體技術(shù)應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞:礦山機(jī)械;遠(yuǎn)程監(jiān)控;智能化系統(tǒng);性能檢測(cè);人機(jī)頁面

工程機(jī)械在社會(huì)各領(lǐng)域發(fā)展中具有重要作用。由于重型機(jī)械管理難度較大，而遠(yuǎn)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(kuò)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(yuǎn)程監(jiān)控與智能化系統(tǒng)加強(qiáng)技術(shù)保障，確保工程機(jī)械穩(wěn)定運(yùn)行，具有非常重要的意義。

1礦山機(jī)械設(shè)備安全管理的重要意義

現(xiàn)階段，推動(dòng)我國礦山機(jī)械穩(wěn)定發(fā)展，改善礦山機(jī)械行業(yè)發(fā)展中設(shè)備維修難度高、強(qiáng)度大，礦山機(jī)械設(shè)備完全依賴人工操作和依靠經(jīng)驗(yàn)判斷設(shè)備問題，改變對(duì)于設(shè)備隱形故障不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和遠(yuǎn)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(yùn)營管理需求，同時(shí)對(duì)提高我國礦山工程機(jī)械工藝水平具有重要作用。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，生命財(cái)產(chǎn)安全備受人們關(guān)注，礦山采礦機(jī)械安全逐漸發(fā)展為一門獨(dú)立學(xué)科，獲得了公眾較多的認(rèn)可［1］。另外，隨著我國礦山行業(yè)發(fā)展規(guī)模的不斷擴(kuò)大，安全隱患日益增多，嚴(yán)重性也隨之蔓延。在煤礦企業(yè)中，安全隱患更為突出，危險(xiǎn)因素依然存在。這些安全隱患如果疏于管理，就會(huì)造成無法彌補(bǔ)的安全事故，給企業(yè)帶來無法估量的經(jīng)濟(jì)損失。因而，礦山工程機(jī)械設(shè)備必須要具備一定的防爆性能，在運(yùn)行過程中，重視機(jī)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(jī)械安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

2遠(yuǎn)程監(jiān)控與智能化系統(tǒng)基礎(chǔ)功能

(1)機(jī)械緊急保護(hù)功能。礦山工程機(jī)械長期運(yùn)行中，容易發(fā)生老化與磨損現(xiàn)象，引起機(jī)器故障，遠(yuǎn)程監(jiān)控與智能化系統(tǒng)的應(yīng)用，可在運(yùn)行檢修人員采取措施前，緊急停止系統(tǒng)運(yùn)行，保護(hù)設(shè)備安全，縮減維修時(shí)間，節(jié)省維修成本。(2)統(tǒng)一管理。根據(jù)GPS定位，明確檢測(cè)工程機(jī)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(shí)掌握機(jī)械運(yùn)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(jī)械一旦發(fā)生故障，借助GSM網(wǎng)絡(luò)上傳工程機(jī)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(shí)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(jī)械運(yùn)行參數(shù)相關(guān)分析數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，可對(duì)存在的問題及時(shí)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(chǎng)競爭力也可不斷提高。礦山工程機(jī)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(yuǎn)程控制終端、測(cè)振及測(cè)溫智能化設(shè)備等。其中在整個(gè)礦山工程機(jī)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(jìn)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(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)、預(yù)處理、報(bào)警、控制及數(shù)據(jù)通信等。監(jiān)控系統(tǒng)中心站設(shè)計(jì)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(qǐng)求與更新兩種數(shù)據(jù)方法，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫與外界的交互連接。配置接口可設(shè)計(jì)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(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求，再由動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫處理所傳遞的參數(shù)，并為請(qǐng)求者反饋核實(shí)后的數(shù)據(jù)。當(dāng)配置程序修改配置后，可利用數(shù)據(jù)更新方法在動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫更新配置。因此選煤廠遠(yuǎn)程安全監(jiān)控系統(tǒng)中，通過配置接口，可進(jìn)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(jì)［4］。

3系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)參數(shù)

礦山工程機(jī)械遠(yuǎn)程監(jiān)控與智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要設(shè)計(jì)參數(shù)為:①溫度:工作溫度保持為－20～50℃;存儲(chǔ)溫度保持為－25～70℃;②電源:系統(tǒng)電源功率低于60W，交變濕熱不低于95%(30～60℃);③重量:部件重量低于12kg;④工作時(shí)間:無故障平均工作時(shí)間不低于2000h。在子系統(tǒng)影響下，有效處理分析測(cè)溫及測(cè)振等智能儀表數(shù)據(jù)，確保系統(tǒng)運(yùn)行更加安全可靠。同時(shí)，GPRS無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸要采用三級(jí)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，一層為設(shè)備層，包含現(xiàn)場(chǎng)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(jī)、計(jì)算機(jī)、視頻服務(wù)器等。

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

礦山工程機(jī)械運(yùn)行中，遠(yuǎn)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(cè)分析嵌入系統(tǒng)。(1)工程機(jī)械性能檢測(cè)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(píng)測(cè)工程機(jī)械整體運(yùn)行情況后，便于設(shè)備操作人員準(zhǔn)確掌握機(jī)械使用性能。在實(shí)際檢測(cè)中，如果性能參數(shù)發(fā)生問題，可利用緊急系統(tǒng)對(duì)工程機(jī)械進(jìn)行快速保護(hù)。監(jiān)測(cè)分析性能參數(shù)主要包含:工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、運(yùn)行時(shí)間、機(jī)油與潤滑脂溫度、輸出電流電壓等。只有及時(shí)評(píng)測(cè)這些參數(shù)，才能確保系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定。利用GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸，將礦山工程機(jī)械運(yùn)行性能檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⒒到y(tǒng)中，以便檢修人員準(zhǔn)確掌握其運(yùn)行情況，利用GPS定位模塊對(duì)機(jī)械工作位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位，及時(shí)檢測(cè)設(shè)備是否偏離中心，從而及時(shí)進(jìn)行修復(fù);如果機(jī)械損害嚴(yán)重，就要采取自動(dòng)斷電、暫停運(yùn)行等強(qiáng)行保護(hù)措施，以防損害范圍擴(kuò)大［5］。(2)人機(jī)頁面系統(tǒng)。礦山工程機(jī)械運(yùn)行中，遠(yuǎn)程監(jiān)控與智能化系統(tǒng)采用信息化對(duì)接的方式，檢修人員可利用信息化系統(tǒng)實(shí)時(shí)查看工程機(jī)械運(yùn)行情況，該頁面操作方便、包含大量信息，符合機(jī)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(yuǎn)程信息化系統(tǒng)傳送的報(bào)警信息。另外，在此頁面上，操作人員還可及時(shí)掌握?qǐng)?bào)警、機(jī)械損壞及位置等相關(guān)信息。

5結(jié)語

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在礦山運(yùn)營管理中，重型機(jī)械使用日益廣泛。在工程機(jī)械運(yùn)行中，應(yīng)用遠(yuǎn)程監(jiān)控與智能化系統(tǒng)，可確保檢修人員實(shí)時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行情況與性能參數(shù)。設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，能夠?yàn)橛脩艏皶r(shí)提供應(yīng)對(duì)措施，確保礦山工程機(jī)械設(shè)備運(yùn)行更加穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展目標(biāo)，同時(shí)系統(tǒng)自身性能得到提高，對(duì)礦山工程機(jī)械健康穩(wěn)定運(yùn)行具有重要作用，因此該系統(tǒng)具有重要的應(yīng)用價(jià)值及廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

［1］楊鳳雙．機(jī)械工程的智能化發(fā)展趨勢(shì)探究［J］．內(nèi)燃機(jī)與配件，2017(21):110－111．

［2］趙漢滋．計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用研究［J］．中國設(shè)備工程，2017(4):153－154．

作者：李成德 單位：中國神華哈爾烏素露天煤礦選煤廠