煤礦井下機電設備物聯(lián)網(wǎng)監測系統

　　煤礦井下機電設備物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中融合了相應的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、通信技術(shù)以及控制技術(shù)等。它通過(guò)數據、視頻等多種形式設備運行狀態(tài)的實(shí)時(shí)傳輸，保證煤礦井下機電設備運行的穩定和安全

　　摘要：

　　從煤礦井下機電設備的種類(lèi)入手，對煤礦井下機電設備的物聯(lián)網(wǎng)監測系統開(kāi)發(fā)進(jìn)行研究，包括系統組成和信息組成功能。物聯(lián)網(wǎng)監測系統的應用試驗得出，通過(guò)開(kāi)發(fā)運用物聯(lián)網(wǎng)監測系統，降低了煤礦井下機電設備的故障率，提高了生產(chǎn)效率。

　　關(guān)鍵詞：

　　煤礦井下機電設備;物聯(lián)網(wǎng)監測系統;開(kāi)發(fā)

　　引言

　　對于煤礦企業(yè)而言，運用人工的方式對煤礦井下機電設備的運行狀態(tài)進(jìn)行監控的實(shí)現難度較高，并且監控過(guò)程中煤礦井下機電設備出現問(wèn)題的可能性較大，因此對煤礦井下機電設備的物聯(lián)網(wǎng)監測系統開(kāi)發(fā)進(jìn)行研究具有一定的現實(shí)意義。

　　1煤礦井下機電設備及其物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

　　1.1煤礦井下機電設備的種類(lèi)

　　煤礦井下機電設備主要包括采煤機、電機車(chē)、液壓支架、通風(fēng)機以及變壓設備等。煤礦井下機電設備種類(lèi)的復雜性決定了監控工作的難度較高，物聯(lián)網(wǎng)監控系統應該充分考慮機電設備的特點(diǎn)進(jìn)行開(kāi)發(fā)設計。

　　1.2煤礦井下機電設備的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

　　煤礦井下機電設備物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中融合了相應的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、通信技術(shù)以及控制技術(shù)等。它通過(guò)數據、視頻等多種形式設備運行狀態(tài)的實(shí)時(shí)傳輸，保證煤礦井下機電設備運行的穩定和安全。除此之外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以運用控制中心對監測過(guò)程中監測出的機電設備運行數據進(jìn)行分析，結合分析結果對設備進(jìn)行有效控制。在煤礦井下機電設備物聯(lián)網(wǎng)中，主要包含以下三部分。

　　1.2.1感知層

　　就感知層而言，它的功能主要是對煤礦井下不同的機電設備進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，通過(guò)設備實(shí)際運行狀態(tài)的智能化感知和可視化監控的實(shí)現，提升煤礦井下機電設備的安全、穩定運行，促進(jìn)生產(chǎn)活動(dòng)的順利進(jìn)行，進(jìn)而為煤礦企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟利潤。為了保證感知層相關(guān)功能的實(shí)現，應該將設備定位技術(shù)、職能傳感技術(shù)以及射頻識別技術(shù)等相關(guān)技術(shù)應用到感知層中。

　　1.2.2管理層

　　管理層通過(guò)煤礦井下機電設備運行顯示和決策環(huán)節的智能化，促進(jìn)煤礦井下機電設備運行狀態(tài)管理智能化的實(shí)現。管理層可以對煤礦井下的所有機電設備的運行是否存在故障進(jìn)行診斷。當診斷結果顯示設備存在故障問(wèn)題時(shí)，管理層可以對其進(jìn)行相應的維護和維修。為了實(shí)現上述功能，需要將遠程控制技術(shù)、故障診斷技術(shù)以及智能控制技術(shù)等相關(guān)技術(shù)應用到管理層中[1]。

　　1.2.3控制層

　　控制層對煤礦井下機電設備的控制功能是通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現的，在控制層中，主要包含網(wǎng)絡(luò )接口技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)以及智能計算技術(shù)等。

　　2煤礦井下機電設備的物聯(lián)網(wǎng)監測系統

　　組成煤礦井下機電設備的物聯(lián)網(wǎng)監測系統示意圖如下頁(yè)圖1所示。該監測系統主要是由以下幾部分組成的：

　　2.1主站和邏輯分站

　　在煤礦井下機電設備的物聯(lián)網(wǎng)測系統中，主站的作用是對所有設備進(jìn)行智能管理和安全監控。主站的控制功能需要通過(guò)控制器實(shí)現，煤礦井下機電設備的正常運行是生產(chǎn)活動(dòng)順利進(jìn)行的基礎。邏輯分站的組態(tài)需要利用主站進(jìn)行配置，通過(guò)分站覆蓋區域的擴大，實(shí)現信息傳輸成分的有效降低，進(jìn)而促進(jìn)煤礦井下機電設備的物聯(lián)網(wǎng)監測系統穩定性的提升[2]。

　　2.2通信網(wǎng)絡(luò )

　　在煤礦井下機電設備的物聯(lián)網(wǎng)監測系統中，通信網(wǎng)絡(luò )占據了較為重要的地位。煤礦井下機電設備可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現實(shí)時(shí)監控，通過(guò)對所有機電設備的全方位監控，保證煤礦井下機電設備的安全、穩定運行。隨著(zhù)通信技術(shù)發(fā)展的不斷深入，人們對物聯(lián)網(wǎng)監測系統安全性和穩定性等方面提出了更高的要求，為了滿(mǎn)足人們的要求，通信網(wǎng)絡(luò )應該具備一定的故障自動(dòng)恢復能力。

　　2.3網(wǎng)絡(luò )傳感器

　　在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，傳感器會(huì )形成一種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的特點(diǎn)，這種特點(diǎn)的產(chǎn)生簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò )接入過(guò)程。在配置網(wǎng)絡(luò )傳感器的過(guò)程中，不需要考慮量程和類(lèi)型的問(wèn)題，縮短了配置過(guò)程所需的時(shí)間。

　　2.4網(wǎng)絡(luò )控制器

　　網(wǎng)絡(luò )控制器的功能是對物聯(lián)網(wǎng)監控系統所獲得的信息進(jìn)行處理，當主站將控制指令傳輸至網(wǎng)絡(luò )控制器中之后，網(wǎng)絡(luò )控制器通過(guò)控制指令的合理執行，實(shí)現對煤礦井下機電設備的有效控制。

　　2.5網(wǎng)絡(luò )執行器

　　煤礦井下機電設備通過(guò)控制接口完成設備開(kāi)關(guān)的控制，因此可以將網(wǎng)絡(luò )執行器安裝在控制開(kāi)關(guān)周?chē)�，進(jìn)而實(shí)現對煤礦井下機電設備的相關(guān)信息的有效控制。

　　3煤礦井下機電設備的物聯(lián)網(wǎng)監測系統的功能

　　3.1信息采集功能

　　在煤礦井下機電設備的物聯(lián)網(wǎng)監測系統中，信息采集功能是實(shí)現監測的基礎環(huán)節之一。在物聯(lián)網(wǎng)監測系統的信息采集模塊中，主要包含接口功能、信息配置功能、設備管理和控制功能。首先，要將DSP、單機片等相關(guān)設備與煤礦井下機電設備的智能控制設備連接起來(lái)，利用傳感設備和智能芯片將機電設備的實(shí)際運行信息傳輸至服務(wù)器中，物聯(lián)網(wǎng)監控系統結合服務(wù)器的信息處理結果得出煤礦井下機電設備的運行情況[3]。

　　3.2物聯(lián)網(wǎng)監測系統的信息傳輸功能

　　信息傳輸功能的設計質(zhì)量從一定程度上決定著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)監測系統對煤礦井下機電設備運行狀態(tài)的監控質(zhì)量。物聯(lián)網(wǎng)監測系統的信息傳輸功能是通過(guò)數據信息從多個(gè)串口傳輸至網(wǎng)絡(luò )，再由網(wǎng)絡(luò )傳輸至監控中心，最后由監控中心傳輸至遠程遙控中心這個(gè)過(guò)程實(shí)現的。在煤礦井下機電設備的物聯(lián)網(wǎng)監測系統信息傳輸功能的設計過(guò)程中，應該對通信管理功能、協(xié)議設計功能以及數據管理功能等相關(guān)功能的設計加以重視[4]。

　　3.3本地服務(wù)模塊

　　物聯(lián)網(wǎng)監測系統的最終目的是促進(jìn)煤礦井下機電設備可視化管理的實(shí)現，并對設備的管理水平進(jìn)行有效提升。對此，在系統的本地服務(wù)模塊中增加了組態(tài)和列表。為了保證本地服務(wù)模塊相關(guān)功能的發(fā)揮，應該對組態(tài)功能、信息配置功能、顯示功能以及權限功能等方面的設計加以重視。

　　3.4診斷和遠程監測功能

　　診斷功能和遠程監測功能是物聯(lián)網(wǎng)監測系統的核心功能。這兩種功能使得物聯(lián)網(wǎng)監測系統可以對煤礦井下機電設備實(shí)際運行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，當設備的運行過(guò)程出現問(wèn)題時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)監測系統可以進(jìn)行預警。除此之外，物聯(lián)網(wǎng)監測系統還可以對煤礦井下機電設備的故障進(jìn)行合理預測，促進(jìn)設備的穩定、安全運行。

　　3.5用戶(hù)使用模塊

　　物聯(lián)網(wǎng)監測系統的用戶(hù)使用模塊主要是為煤礦井下機電設備專(zhuān)家、煤礦井下機電設備使用人員等相關(guān)人員提供服務(wù)。用戶(hù)使用模塊的主要功能是幫助管理人員對煤礦井下不同的機電設備運行進(jìn)行有效管理。在設計物聯(lián)網(wǎng)監測系統用戶(hù)使用模塊的過(guò)程中，要對信息傳輸功能、信息儲存功能以及信息查詢(xún)功能等加以重視，通過(guò)用戶(hù)管理模塊的合理設置，提升煤礦企業(yè)對煤礦井下機電設備的管理水平，進(jìn)而幫助煤礦企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟利潤[5]。

　　4物聯(lián)網(wǎng)監測系統的應用試驗

　　為了保證開(kāi)發(fā)出的物聯(lián)網(wǎng)監測系統具有較好的實(shí)用性能，應該對物聯(lián)網(wǎng)監測系統的應用進(jìn)行實(shí)驗。將開(kāi)發(fā)出的物聯(lián)網(wǎng)監測系統應用到某煤礦的煤礦井下機電設備監控中。該煤礦井下工作環(huán)境較為惡劣，在這種工作環(huán)境中，煤礦井下機電設備的運行更容易出現問(wèn)題，物聯(lián)網(wǎng)監測系統的應用能夠對煤礦井下所有機電設備的實(shí)際運行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，當發(fā)現設備出現故障時(shí)，能夠及時(shí)進(jìn)行補救處理，將故障設備對生產(chǎn)效率的影響降至最低水平。為了更好地反映物聯(lián)網(wǎng)監測系統的應用效果，需要對煤礦井下相關(guān)機電設備信息進(jìn)行統計。該煤礦井下機電設備信息如表1所示。在應用物聯(lián)網(wǎng)監測系統的一年時(shí)間內，該煤礦井下機電設備的故障變化和生產(chǎn)效率變化如表2所示。煤礦井下機電設備的運行得到了有效控制，該煤礦企業(yè)的煤礦井下生產(chǎn)效率從75%提升至82%，這一數據表明所開(kāi)發(fā)的煤礦井下機電設備物聯(lián)網(wǎng)監測系統具有較好的使用效果[6]。

　　5結語(yǔ)

　　為了保證煤礦企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的順利進(jìn)行，需要對煤礦井下機電設備的運行狀態(tài)進(jìn)行有效監控。機電設備工作環(huán)境的特殊性提升了監控工作的難度，物聯(lián)網(wǎng)監測系統的應用可以獲得較好的效果。在開(kāi)發(fā)物聯(lián)網(wǎng)監測系統的過(guò)程中，需要結合煤礦井下機電設備的運行特點(diǎn)，對物聯(lián)網(wǎng)監測系統的功能和組成結構進(jìn)行合理設計。

　　參考文獻：

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