礦山自動化管理系統(tǒng)的研究

李登輝　仰大江

摘要：在我國經濟快速發(fā)展的背景下，人們對礦山資源的需求量不斷增加，對礦山連續(xù)生產技術提出了更高的要求。自動化技術和自動化管理系統(tǒng)在礦山生產中的有效應用，大大提高了礦山開采和生產效率。為此，文章將對礦山自動化管理系統(tǒng)進行分析，簡述了在實踐中如何構建數(shù)字化礦山，以信息化、自動化和智能化帶動礦山的改造與發(fā)展，創(chuàng)安全、高效、綠色和可持續(xù)的礦業(yè)發(fā)展新模式。

關鍵詞：礦山設備；智能化；自動化管理

引言

隨著“工業(yè)4.0”和“中國制造2025”這一系列制造行業(yè)新浪潮的到來，“智慧工廠”和“數(shù)字化車間”的概念也隨之應運而生，各行各業(yè)都在尋找自己對于智能化和智慧化的不同理解。對于礦山行業(yè)而言，建立礦山自動化管理系統(tǒng)是行業(yè)內部的建設目標，但是，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、智能制造等概念也使很多一線工人和技術人員感到迷茫，例如，礦業(yè)屬于流程作業(yè)，其中存在多種不可控因素，因此，要想實現(xiàn)自動化管理難度較大，同時，加上員工綜合素質較差，信息化、自動化水平較低，難以有效落實自動化管理系統(tǒng)，因此，在信息化不斷發(fā)展的背景下，加強對礦山自動化管理系統(tǒng)的研究具有重要意義。

1自動化相關概述

自動話主要是通過在相關設備中輸入指令或程序，使設備能夠自主運行，代替工作人員完成相關工作。到目前為止，自動化技術廣泛應用與各行各業(yè)，不僅節(jié)約了生產制造時間，提高了工作效率，同時，還減少了人力、物力投入，特別是一些高危別行業(yè)，降低了危險系統(tǒng)，保障了工作人員的人身安全。所以，實現(xiàn)自動化對企業(yè)生產具有重要意義和價值。

2礦山設備自動化化的提出

產品智能化和自動化是提高產品質量的重要途徑，產品智能化和自動化是提高產品利用價值的必要手段，產品智能化和自動化具體分為量部分，即為設備的本地自動化和遠程自動化，統(tǒng)一稱之為自動化管理系統(tǒng)。通過實現(xiàn)智能化和自動化，能夠保證設備不管處于故障還是亞健康狀況，無論系統(tǒng)自診斷還是遠程健康診斷，統(tǒng)一自動化管理系統(tǒng)將會給予操作人員和維護管理人員指導建議。

2.1礦山設備本地智能化

近幾年，隨著產品國際化，礦用設備信息化、智能化取得了巨大的進步，實現(xiàn)了變頻器信息的上位機顯示等新技術，將其應用于礦山開采中，有利于提高自動化管理水平。

在設備本地控制系統(tǒng)中，通過PLC統(tǒng)一處理，呈現(xiàn)了開關量的信息顯示、開關量的故障顯示，并通過離散量文本，實現(xiàn)了設備的離散量報警提示，將設備中使用的變頻器故障統(tǒng)一在本地上顯示，對各機構電機運行關鍵參數(shù)也進行了統(tǒng)一顯示，實現(xiàn)了設備的本地監(jiān)控和管理。

2.2發(fā)展方向

智能化和自動化再不斷創(chuàng)新和發(fā)展，例如，離散量報警文本進行統(tǒng)一編碼，實現(xiàn)系列化產品代碼的唯一性，點擊故障可獲取診斷幫助圖本，點擊變頻器故障獲取故障診斷幫助圖本，獨立核算機構運行時間，實現(xiàn)保養(yǎng)維護文本的智能顯示。綜合讀取設備信號進行系統(tǒng)分析，給出監(jiān)控設備的運行狀態(tài)，通過對設備運行情況的分析，實現(xiàn)設備遠程管理和工作產量的智能化統(tǒng)計。

3礦山設備遠程智能化

礦上設備遠程智能化也可以稱為遠程自動控制管理系統(tǒng)，主要是針對設備PLC控制器的遠程智能化管理平臺。系統(tǒng)以遠程服務器為基礎，建立了一套計算和服務體系，可以為設備研發(fā)人員提供方便，客戶也能夠實現(xiàn)遠程監(jiān)控，實現(xiàn)降低成本的同時為設備制造企業(yè)創(chuàng)造新的利潤點。設備遠程智能管理系統(tǒng)需基于虛擬專用網(wǎng)絡技術，構建一條設備與監(jiān)控平臺的專用安全通道，無論設備在何地使用，都可實現(xiàn)對設備進行編程、監(jiān)控等所有操作。通過遠程智能管理系統(tǒng)可以隨時了解現(xiàn)場設備運行狀態(tài)等實現(xiàn)數(shù)據(jù)，一旦設備發(fā)生故障或即將發(fā)生故障，系統(tǒng)可以通過短信、郵件等多種方式為使用人員提供報警和預警信息，減少故障停機時間，保障設備安全穩(wěn)定運行，進而實現(xiàn)自動化管理和控制。

3.1遠程智能管理系統(tǒng)功能

遠程智能管理系統(tǒng)集成了實時信息管理、在線編程、遠程監(jiān)控、故障診斷、設備維護、故障預警、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等眾多強大的功能，如圖1和圖2所示。圖1可以通PLC技術和互聯(lián)網(wǎng)相連，實現(xiàn)實時信息管理、遠程在線編程、遠程操控、采取相關數(shù)據(jù)并診斷和維護故障，保障設備正常運行。圖2為故障預警和故障統(tǒng)計圖，通過故障預警并技術告知相關技術人員，以便進行維修和檢查，另外，遠程監(jiān)控還可以對故障進行分析，針對不同問題采取相關措施，提高自動化管理水平。

3.2遠程智能管理系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲結構圖

從大的系統(tǒng)架構上來分析，設備遠程智能管理系統(tǒng)可以分為兩大部分。第一，基于VPN的基礎架構部分，該部分采用C/S模式，主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集及編程通道的建立和管理，同時為數(shù)據(jù)的安全提供多重保障；第二，基于已建立的通道實現(xiàn)的高級架構部分，該部分采用B/S模式，主要實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析、處理和呈現(xiàn)等功能，為監(jiān)控者提供直觀、便捷的體驗與服務。二者相互配合，有利于遠程管理設備，及時發(fā)展故障并及時進行處理，在實現(xiàn)智能化的同時實現(xiàn)自動化管理。

3.3遠程智能管理系統(tǒng)的服務模式

遠程智能管理系統(tǒng)不是一套單純的設備管理系統(tǒng)，而是一種先進的新型售后服務模式，在市場競爭激烈的今天，只有服務才能創(chuàng)造出差異化，才能創(chuàng)造出更多的附加值。礦山設備遠程智能管理系統(tǒng)所能提供的設備管理、生產管理、故障預警等強大的功能正是未來實現(xiàn)優(yōu)質服務，創(chuàng)造服務價值的最好的方式?？偠灾?，通過實現(xiàn)設備智能化管理，可以進一步實現(xiàn)自動化管理，減少人力、物力投入，進而提高綜合效益。

結束語

綜上所述，信息技術的發(fā)展對采礦行業(yè)智能化和自動化提出了新的要求，同時，也提供了實現(xiàn)自動化的條件。設備作為礦山開采的主要設備，因此，實現(xiàn)設備智能化和自動化對提高整體管理水平具有重要意義，通過實現(xiàn)本地智能化，可以提高設備的競爭力，而遠程智能化，可以開拓新的服務模式和利潤增長點，為實現(xiàn)自動化管理創(chuàng)造條件。

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