大型礦山綜合開發(fā)利用項(xiàng)目物聯(lián)網(wǎng)智能制造技術(shù)研究

［摘要］基于大型礦山開發(fā)利用需求，對目前物聯(lián)網(wǎng)智能制造技術(shù)在大型礦山應(yīng)用的可行性及難點(diǎn)進(jìn)行了分析，以長九（神山）灰?guī)r礦項(xiàng)目為例提出了一套打造礦山全流程的物聯(lián)網(wǎng)綜合智能管控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路：對生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、協(xié)調(diào)、管理、指揮，保證了生產(chǎn)任務(wù)的按期完成，提供了最全面、直接、準(zhǔn)確、及時(shí)的企業(yè)安全和生產(chǎn)信息，實(shí)現(xiàn)了資源優(yōu)化、成本控制、安全監(jiān)測，為企業(yè)的科學(xué)管理和決策保駕護(hù)航。最后對未來研究方向進(jìn)行了展望。

［關(guān)鍵詞］大型礦山；綜合開發(fā)利用；物聯(lián)網(wǎng)；智能管控；科學(xué)管理

大型礦山生產(chǎn)規(guī)模大，系統(tǒng)作業(yè)面多，分布廣，生產(chǎn)過程工序繁多而復(fù)雜，如果生產(chǎn)自動(dòng)化程度不一，視頻監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)覆蓋沒有統(tǒng)一的規(guī)范，加之需要協(xié)調(diào)的內(nèi)容較多，將導(dǎo)致諸多生產(chǎn)和安全問題。因此，通過連接傳感器和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)大型礦山實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控和分析，提高設(shè)備維護(hù)、礦工安全、環(huán)境監(jiān)測、資源管理、供應(yīng)鏈和能源效率等多個(gè)方面的運(yùn)營效率，提升可持續(xù)礦業(yè)實(shí)踐并增強(qiáng)了礦山管理者的決策支持能力，建立一個(gè)面向礦山全工業(yè)流程的物聯(lián)網(wǎng)智能綜合管控系統(tǒng)勢在必行。

1 研究背景

物聯(lián)網(wǎng)的概念從1995年提出，至今已經(jīng)發(fā)展了20多年。2009年至今是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的年代，2014年，世界物聯(lián)網(wǎng)從研究與發(fā)明階段轉(zhuǎn)為市場推廣應(yīng)用階段[1]。據(jù)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心預(yù)測，到2020年，世界上與網(wǎng)絡(luò)相連的智能裝置的數(shù)量將達(dá)到260億，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品與服務(wù)的市場增加值可達(dá)19000億[2]。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，涵蓋智能家居、健康醫(yī)療、工業(yè)自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)、城市智能化、環(huán)境監(jiān)測、能源管理、零售、交通、教育、金融、體育娛樂、軍事國防等等。它通過連接物體和傳感器，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和互聯(lián)互通，提供了創(chuàng)新的解決方案，用以提高效率、增強(qiáng)安全性、提高生活質(zhì)量，并推動(dòng)各個(gè)領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新。

在大型礦山綜合開發(fā)利用項(xiàng)目中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)僅針對礦山的自動(dòng)化及監(jiān)控系統(tǒng)，面對礦山生產(chǎn)全流程，缺乏系統(tǒng)性、規(guī)范性。本研究將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于智慧礦山體系建設(shè)中，打破了原有礦山開采中信息孤島的問題，建立基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧礦山智能管控系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢，能實(shí)現(xiàn)礦山的自動(dòng)化控制、信息化管理和智能化決策，對提高礦山生產(chǎn)管理效率具有重要作用[3]。通過設(shè)置各種傳感器設(shè)備及自動(dòng)識(shí)別設(shè)備，及時(shí)感知礦山人、機(jī)、環(huán)境的變化，通過物聯(lián)網(wǎng)將各種數(shù)據(jù)、視頻等信息及時(shí)傳遞給礦山的各級管理人員，使管理人員能夠?qū)崟r(shí)了解生產(chǎn)狀況并對異常情況進(jìn)行及時(shí)處理，為安全生產(chǎn)提供了系統(tǒng)性保障。

2 大型礦山綜合開發(fā)利用項(xiàng)目物聯(lián)網(wǎng)智能制造技術(shù)應(yīng)用難點(diǎn)分析

2.1 視頻監(jiān)控

礦山項(xiàng)目通常包括大量的設(shè)備，如挖掘機(jī)、卡車、輸送帶、鉆機(jī)等，每個(gè)設(shè)備都需要監(jiān)測，這意味著需要大規(guī)模的傳感器部署以實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和性能。在礦山運(yùn)營中，實(shí)時(shí)性非常重要，監(jiān)測數(shù)據(jù)需要及時(shí)傳輸和分析，以便在出現(xiàn)問題時(shí)能夠立即采取行動(dòng)，確保生產(chǎn)連續(xù)性和安全性。礦山內(nèi)的設(shè)備類型和功能各不相同，因此監(jiān)測方法和傳感器的選擇需要因設(shè)備而異，這增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。

同時(shí)監(jiān)控設(shè)備通常位于惡劣的戶外環(huán)境，容易受到天氣、塵土、濕度等因素的影響，因此需要定期維護(hù)和保養(yǎng)以確保設(shè)備的可靠性。監(jiān)測設(shè)備需要持續(xù)供電，因此能源效率是一個(gè)重要的考慮因素，特別是在偏遠(yuǎn)地區(qū)或電力供應(yīng)不穩(wěn)定的情況下。

應(yīng)對監(jiān)測點(diǎn)眾多的挑戰(zhàn)需要高度的技術(shù)和管理能力。這包括高效的數(shù)據(jù)管理和分析、可靠的傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、合適的監(jiān)測設(shè)備維護(hù)策略以及實(shí)時(shí)響應(yīng)能力。只有克服了這些難點(diǎn)，礦山項(xiàng)目才能夠充分利用物聯(lián)網(wǎng)智能制造技術(shù)來提高生產(chǎn)效率和安全性。

2.2 環(huán)境污染

控制礦山運(yùn)營對周圍環(huán)境的影響是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。礦山項(xiàng)目產(chǎn)生大量廢棄物，包括粉塵、污水等。水污染是一個(gè)嚴(yán)重問題，尤其是在礦山中。智能傳感器可以用于監(jiān)測水質(zhì)，但需要實(shí)施水質(zhì)處理技術(shù)，以凈化和回收廢水，確保不會(huì)對周圍環(huán)境造成污染。采礦、挖掘和物料處理過程中會(huì)產(chǎn)生大量粉塵。礦山粉塵排放會(huì)對周圍環(huán)境造成污染，對空氣質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)造成影響。然而處理環(huán)境和水污染問題通常需要昂貴的技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施投資。

同時(shí)礦山項(xiàng)目必須遵守國家和地方的環(huán)境法規(guī)，包括排放標(biāo)準(zhǔn)、土地復(fù)原要求等。項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)需要充分考慮這些成本，并確保可持續(xù)地運(yùn)營。因此應(yīng)對礦山項(xiàng)目中的環(huán)境污染和水污染問題需要多方面的努力，包括技術(shù)創(chuàng)新、法規(guī)遵從、社會(huì)合作和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的制定。物聯(lián)網(wǎng)智能制造技術(shù)可以在監(jiān)測和數(shù)據(jù)收集方面提供支持，但解決這些問題需要綜合的解決方案和跨學(xué)科的協(xié)作。

2.3 系統(tǒng)復(fù)雜多樣

礦山綜合項(xiàng)目涉及采礦三維建模與排產(chǎn)系統(tǒng)、卡車調(diào)度系統(tǒng)、計(jì)量系統(tǒng)、溜井料位監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)、裝船機(jī)控制系統(tǒng)、污水排處理系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、物流廊道系統(tǒng)、遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)等。每個(gè)系統(tǒng)都生成不同類型和格式的數(shù)據(jù)，包括傳感器數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)信息等。將這些多源數(shù)據(jù)統(tǒng)一規(guī)約到一個(gè)平臺(tái)需要處理不同數(shù)據(jù)源之間的差異。將來自不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭粋€(gè)管控平臺(tái)需要建立可靠的數(shù)據(jù)傳輸通道。這可能涉及不同設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)集成和連接，包括傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)通信和云技術(shù)。確保各個(gè)數(shù)據(jù)源生成的數(shù)據(jù)具有高質(zhì)量和準(zhǔn)確性至關(guān)重要。不準(zhǔn)確或低質(zhì)量的數(shù)據(jù)可能導(dǎo)致錯(cuò)誤地決策和操作。一旦數(shù)據(jù)被整合到管控平臺(tái)，需要建立強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和分析能力，以從海量數(shù)據(jù)中提取有價(jià)值的信息和洞察力[4]。這可能需要采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)。在礦山運(yùn)營中，實(shí)時(shí)監(jiān)控和決策通常至關(guān)重要。因此，確保數(shù)據(jù)能夠及時(shí)傳輸和處理，以支持實(shí)時(shí)操作和響應(yīng)，是一個(gè)挑戰(zhàn)。

因此將復(fù)雜的系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)約到一個(gè)管控平臺(tái)需要綜合考慮技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、安全、數(shù)據(jù)質(zhì)量和實(shí)時(shí)性等多個(gè)因素。解決這些難點(diǎn)是確保礦山項(xiàng)目能夠充分利用物聯(lián)網(wǎng)智能制造技術(shù)提高生產(chǎn)效率和決策能力的關(guān)鍵。

3 大型礦山綜合開發(fā)利用項(xiàng)目物聯(lián)網(wǎng)智能制造技術(shù)應(yīng)用可行性分析

（1）數(shù)字化、信息化和自動(dòng)化技術(shù)不僅變革了國際礦業(yè)沿襲百年的生產(chǎn)工藝和管理模式，極大提高了礦山企業(yè)的生產(chǎn)效率和安全水平[5]，是信息時(shí)代與知識(shí)經(jīng)濟(jì)的必然產(chǎn)物，借力物聯(lián)網(wǎng)，把傳統(tǒng)礦山的信息化改造與現(xiàn)代礦山的安全管控有機(jī)地結(jié)合起來，是我國采礦業(yè)的管控模式、組織結(jié)構(gòu)、采礦工藝、應(yīng)急救援等方面發(fā)展的必然趨勢[6]。

（2）大型礦山綜合開發(fā)利用項(xiàng)目物聯(lián)網(wǎng)智能制造技術(shù)是專門為礦山開采打造的制度化、科學(xué)化、智能化工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，對生產(chǎn)到環(huán)保各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，具體指標(biāo)根據(jù)國家政策進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，因此該項(xiàng)技術(shù)研究成果適用于國內(nèi)各大礦山開采項(xiàng)目。

（3）大型礦山綜合開發(fā)利用項(xiàng)目物聯(lián)網(wǎng)智能制造技術(shù)的成功實(shí)施，可實(shí)現(xiàn)電費(fèi)的節(jié)約，減少了設(shè)備損壞率，增加了產(chǎn)品合格率，在資金節(jié)約及企業(yè)效益等方面發(fā)揮了巨大的作用。

（4）大型礦山綜合開發(fā)利用項(xiàng)目物聯(lián)網(wǎng)智能制造技術(shù)成功應(yīng)用將從關(guān)鍵技術(shù)、協(xié)議、接口、應(yīng)用平臺(tái)等方面對周圍的各大砂石采購商家進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的建設(shè)，為礦山建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化的推廣打下基礎(chǔ)。

4 大型礦山綜合開發(fā)利用項(xiàng)目物聯(lián)網(wǎng)智能制造技術(shù)研究思路―長九（神山）灰?guī)r礦項(xiàng)目為例

4.1 長九（神山）灰?guī)r礦項(xiàng)目簡介

長九（神山）灰?guī)r礦項(xiàng)目系目前全球單體最大的建筑骨料生產(chǎn)基地，礦區(qū)面積約4.73 km2，項(xiàng)目由礦山、物流廊道、碼頭等三大工程及110 kV供用電配套設(shè)施組成。開采工藝：露天開采，汽車溜井平硐聯(lián)合開拓；加工工藝：兩段一閉路破碎篩分、整形制砂、干法生產(chǎn)粗骨料、濕法沖洗分級。運(yùn)輸：全封閉的專用物流廊道輸送；儲(chǔ)運(yùn)銷售：成品堆場地弄膠帶機(jī)運(yùn)輸+裝船機(jī)裝船。

4.2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對開采區(qū)、加工區(qū)、辦公樓、物流廊道、碼頭區(qū)域等進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。視頻監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)將廊道工程皮帶運(yùn)行在線監(jiān)測系統(tǒng)、礦區(qū)及生產(chǎn)場地視頻監(jiān)測系統(tǒng)以及其他開采環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)等進(jìn)行統(tǒng)一建設(shè)和聯(lián)網(wǎng)，對礦山開采及加工系統(tǒng)、物流廊道工程和專用碼頭工程的安全信息進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測和預(yù)警管理，構(gòu)建統(tǒng)一的安全業(yè)務(wù)管理信息平臺(tái)。

4.2.1 攝像頭布置原則

（1）攝像頭的最大顯示距離為150 m。在項(xiàng)目中，重點(diǎn)監(jiān)測部位（如下料口）需要進(jìn)行全過程監(jiān)控，而這些部位設(shè)備分布較為密集，可能存在相互遮擋的情況，根據(jù)實(shí)際情況約每30 m布置一個(gè)攝像頭，以確保全方位的監(jiān)控覆蓋；對于設(shè)備分布較為稀疏的部位，確保攝像頭能夠提供清晰的監(jiān)控畫面，約每100 m布置一個(gè)攝像頭。

（2）每個(gè)控制室配一個(gè)攝像頭，可監(jiān)控PLC控制柜等設(shè)備。

（3）廠區(qū)出入口安裝攝像頭。

4.2.2 系統(tǒng)組成

視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)是技術(shù)防范建設(shè)的重要組成部分，視頻監(jiān)控信息也是礦山開采物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)的重要資源。充分發(fā)揮視頻信息直觀、動(dòng)態(tài)的優(yōu)勢，逐步實(shí)現(xiàn)其在灰?guī)r礦生產(chǎn)、篩選、加工、運(yùn)輸?shù)冗^程的綜合應(yīng)用，并結(jié)合視頻監(jiān)控進(jìn)行自動(dòng)化控制，提升物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)應(yīng)用水平。

本方案設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)采用自下而上的模式。

（1）總控中心①總控中心作為整體系統(tǒng)的使用者及平臺(tái)基礎(chǔ)，為主要負(fù)責(zé)；②查看2個(gè)分控中心前端設(shè)備視頻信號(hào)；③總控中心實(shí)現(xiàn)對圖像的實(shí)時(shí)監(jiān)視、切換控制、抓拍、高清數(shù)字編碼；④通過配置視頻綜合平臺(tái)及拼接屏，可以將分控中心的視頻信號(hào)上電視墻。

（2）分控中心分控中心對所轄區(qū)域的圖像進(jìn)行拼接大屏輪詢顯示、接收報(bào)警、遠(yuǎn)程檢查，并實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)圖像的存儲(chǔ)，擔(dān)負(fù)著承上啟下的作用，向總控中心傳輸所需視頻和數(shù)據(jù)信息。

（3）分控中心前端系統(tǒng)主要是部署在采區(qū)、加工區(qū)、辦公區(qū)、廊道、碼頭等各類攝像頭、硬盤錄像機(jī)，共同組成前端數(shù)據(jù)采集部分，將信號(hào)采集并上傳到相應(yīng)分控中心。

4.3 環(huán)境污染控制設(shè)計(jì)

4.3.1 粉塵與污水監(jiān)測

對除塵系統(tǒng)所有的排氣筒進(jìn)口監(jiān)測粉塵濃度和風(fēng)速，在所有排氣筒出口監(jiān)測粉塵濃度，所有監(jiān)測數(shù)據(jù)需可接入管控平臺(tái)。廢水為沉淀除泥后循環(huán)使用，無對外排放，在清水池監(jiān)測懸浮物和pH值，確保循環(huán)用水可滿足篩洗分級車間使用要求。

4.3.2粉塵控制

露天采場主要是粉塵污染，具體控制措施如下：

（1）排土場與道路揚(yáng)塵

礦山公路運(yùn)輸和排廢作業(yè)，尤其是在旱季，有間斷的粉塵產(chǎn)生，在作業(yè)點(diǎn)和汽車經(jīng)過的運(yùn)輸線路上粉塵濃度可達(dá)到100～400 mg/m3。生產(chǎn)過程中應(yīng)進(jìn)行灑水防塵。

（2）爆破粉塵

爆破產(chǎn)塵量的大小和裝藥量、礦巖性質(zhì)、氣候條件等因素有關(guān)，露天礦爆破作業(yè)時(shí)要求撤出全部工作人員，待爆破結(jié)束粉塵散盡后才允許工作人員進(jìn)入采場作業(yè)。

（3）鉆機(jī)作業(yè)粉塵

鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)，鉆機(jī)的鉆頭高速旋轉(zhuǎn)與土巖摩擦，若無粉塵措施，鉆孔將成為產(chǎn)塵點(diǎn)，鉆孔揚(yáng)塵對鉆機(jī)司機(jī)和附近工作場地將帶來污染。長九項(xiàng)目采用的帶有補(bǔ)塵罩的鉆機(jī)進(jìn)行作業(yè)，鉆孔作業(yè)可做到基本無粉塵產(chǎn)生。

（4）爆堆粉塵

露天采場采用推土機(jī)進(jìn)行平整和聚堆，挖掘機(jī)、裝載機(jī)進(jìn)行礦石和廢石的鏟裝作業(yè)。若無防塵措施，鏟裝作業(yè)的粉塵濃度為10～40 mg/m3，對鏟裝作業(yè)時(shí)的揚(yáng)塵最有效的防塵措施為灑水抑塵。采場配灑水車對爆堆進(jìn)行噴霧灑水。

（5）破碎粉塵

破碎、篩分工序、給料系統(tǒng)均設(shè)置在全密閉車間內(nèi)，采用噴霧降塵和袋式除塵有組織排放，各車間均保持微負(fù)壓，無組織散發(fā)量極小，約占有組織粉塵收集量的萬分之二。

4.3.3 污水處理

長九項(xiàng)目污水來自碼頭區(qū)篩洗分級車間，主要為含泥污水。污水通過沉淀、脫水等工藝后，清水通過清水池再泵送至篩洗分級車間循環(huán)使用，污泥通過帶式輸送機(jī)送至污泥暫存堆場，再由卡車運(yùn)至渣場處理。廢水處理車間的廢水處理設(shè)備、皮帶輸送機(jī)納入自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。

4.4 監(jiān)控平臺(tái)設(shè)計(jì)

4.4.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容

為解決系統(tǒng)復(fù)雜多樣的問題，該研究設(shè)計(jì)一款智慧礦山監(jiān)控平臺(tái)，該平臺(tái)包括：采礦三維建模與排產(chǎn)系統(tǒng)、卡車調(diào)度系統(tǒng)、計(jì)量系統(tǒng)、溜井料位監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)、裝船機(jī)控制系統(tǒng)、污水排處理系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、物流廊道系統(tǒng)、遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)等。

管控平臺(tái)與上述各物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對接，獲取綜合信息并生成數(shù)據(jù)報(bào)表和趨勢分析，為神山灰?guī)r礦物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)提供全方位的軟件管理應(yīng)用服務(wù)，為生產(chǎn)運(yùn)行過程中的管理人員、操作人員提供不同的權(quán)限與服務(wù)內(nèi)容，將巖礦項(xiàng)目的所有設(shè)備、產(chǎn)線、操作、控制數(shù)據(jù)統(tǒng)一規(guī)約于一個(gè)管控平臺(tái)之中，支持通過各種如LED大屏幕、多媒體觸摸屏、電視屏、平板電腦、智能手機(jī)等智能終端訪問，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)與多種不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互與同步。

管控平臺(tái)（圖1）包括采礦管理中心、過程控制中心、生產(chǎn)管理中心、運(yùn)銷存管理中心、安全環(huán)保中心、視頻監(jiān)控中心、資料管理中心和數(shù)據(jù)中心。設(shè)計(jì)包括卡車調(diào)度管理模塊、生產(chǎn)過程自動(dòng)化控制模塊、視頻監(jiān)控模塊、生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集模塊、市場管理信息模塊、銷售管理信息模塊、物資管理信息模塊、管理報(bào)表模塊、消息預(yù)警模塊等。

4.4.2 各模塊主要功能設(shè)計(jì)

（1）采礦管理中心

采礦管理中心主要是通過與礦山開采區(qū)的卡車調(diào)度系統(tǒng)、溜井料位監(jiān)測系統(tǒng)和三維礦業(yè)軟件的數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)礦山三維模型的動(dòng)態(tài)展示，獲取生產(chǎn)編排計(jì)劃，生成數(shù)據(jù)報(bào)表和趨勢分析；實(shí)時(shí)查詢卡車、鏟車等的位置、實(shí)時(shí)狀態(tài)、油耗、里程、卸礦次數(shù)等信息；監(jiān)測開采區(qū)四眼溜井的料位信息。三維模型和三維礦業(yè)軟件由業(yè)主提供，三維模型的日常維護(hù)工作由業(yè)主自行完成，管控平臺(tái)僅根據(jù)業(yè)主要求接入三維礦業(yè)軟件的生產(chǎn)編制數(shù)據(jù)，并能針對三維礦業(yè)軟件進(jìn)行二次開發(fā)。

（2）過程控制中心

過程控制中心從開采區(qū)、加工區(qū)、廊道及碼頭的自動(dòng)化控制系統(tǒng)、裝船機(jī)控制系統(tǒng)中獲取過程控制中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)可生成數(shù)據(jù)報(bào)表和趨勢分析圖表，設(shè)計(jì)功能包括生產(chǎn)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測、生產(chǎn)線實(shí)況、設(shè)備歷史數(shù)據(jù)和報(bào)警信息等。

（3）生產(chǎn)管理中心

生產(chǎn)管理中心從計(jì)量系統(tǒng)中獲取每日生產(chǎn)概括和存儲(chǔ)，進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析，設(shè)計(jì)功能包括每日生產(chǎn)概括、生產(chǎn)班次統(tǒng)計(jì)、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、事故分析和消息管理等。

（4）運(yùn)銷存管理中心

運(yùn)銷存管理中心設(shè)計(jì)包括泊位調(diào)度、運(yùn)單信息、庫存信息、銷售統(tǒng)計(jì)、市場分析等。運(yùn)銷存管理中心從生產(chǎn)管理中心和過程控制中心獲取相應(yīng)的信息，并結(jié)合人員錄入的運(yùn)單信息，進(jìn)行泊位調(diào)度、運(yùn)單管理并記錄，生產(chǎn)數(shù)據(jù)報(bào)表和市場分析。

泊位調(diào)度的功能主要是在計(jì)劃周期內(nèi)，在確保每艘船均已安排了靠泊時(shí)間和靠泊位置的前提下，針對有限的泊位資源和給料機(jī)的裝卸任務(wù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配與排序，以最大限度地減少計(jì)劃期內(nèi)所有船舶的滯港時(shí)間，提高裝運(yùn)效率[7]。

管控平臺(tái)根據(jù)運(yùn)單情況、庫存情況、碼頭機(jī)械設(shè)備狀態(tài)、工班作業(yè)等，自動(dòng)生成作業(yè)計(jì)劃表，對船舶?？坎次贿M(jìn)行統(tǒng)一指揮調(diào)度。

系統(tǒng)自動(dòng)通知調(diào)度人員，由調(diào)度人員啟動(dòng)給料機(jī)、膠帶機(jī)、裝船機(jī)等設(shè)備，按照作業(yè)計(jì)劃的設(shè)定進(jìn)行骨料的裝船。并能夠處理產(chǎn)品運(yùn)單等單證及打印輸出。

（5）視頻監(jiān)控中心

視頻監(jiān)控中心從分控中心的硬盤調(diào)用現(xiàn)場攝像頭的實(shí)時(shí)視頻信號(hào)和歷史視頻信號(hào)，設(shè)計(jì)功能包括視頻展示、錄像查詢、錄像回放、故障報(bào)警等。

（6）安全環(huán)保中心

安全環(huán)保中心從粉塵處理系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)中獲取環(huán)保數(shù)據(jù)信息并進(jìn)行存儲(chǔ)分析，設(shè)計(jì)功能包括水處理監(jiān)測、除塵監(jiān)測、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和報(bào)警信息等。

（7）決策支持中心

決策支持中心從其他各模塊中進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘、統(tǒng)計(jì)和分析，為決策提供支持，設(shè)計(jì)功能包括業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)、銷售統(tǒng)計(jì)、市場分析、通知發(fā)布等。

（8）資料管理中心

資料管理中心功能包括設(shè)備管理、技術(shù)文件管理、施工隊(duì)管理、合同管理等。

在整個(gè)礦山的建設(shè)和生產(chǎn)過程中，積累了大量的資料，資料管理中心將這些資料進(jìn)行保存、分類，便于查找、統(tǒng)計(jì)和分析。

（9）數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)將獲取的系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)、備份、維護(hù)，功能包括數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)維護(hù)、異常查詢等。

5 主要研究結(jié)論

本研究對開采、加工、倉儲(chǔ)、輸送和裝船全流程進(jìn)行監(jiān)測和自動(dòng)化控制，提高設(shè)備使用效率，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，杜絕無效生產(chǎn)，通過對設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控，提供實(shí)時(shí)而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)化支持，改變以往僅憑經(jīng)驗(yàn)判斷的原始模式，有效提升生產(chǎn)效率。并能通過與外部信息系統(tǒng)的接口，形成真正全鏈條互通。管制平臺(tái)通過采集的數(shù)據(jù)對產(chǎn)線情況進(jìn)行分析，為管理者展現(xiàn)最重要的產(chǎn)量等宏觀數(shù)據(jù)，為管理者提供決策支持，評估產(chǎn)線生產(chǎn)效益，合理安排生產(chǎn)計(jì)劃，監(jiān)督管理生產(chǎn)進(jìn)度與成本。

實(shí)現(xiàn)礦山資源與開采安全數(shù)字化、技術(shù)裝備智能化、信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化、生產(chǎn)過程自動(dòng)化、管理信息化、決策科學(xué)化是現(xiàn)代礦山生產(chǎn)要達(dá)到的目的。大型礦山綜合開發(fā)利用項(xiàng)目物聯(lián)網(wǎng)智能制造技術(shù)的成功落地，可獲得以下成果：

（1）對比傳統(tǒng)的礦山開采模式，物聯(lián)網(wǎng)智能制造技術(shù)有助于提高生產(chǎn)線的自動(dòng)化水平，提高產(chǎn)品的整體質(zhì)量，及時(shí)、準(zhǔn)確地獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)，提升數(shù)據(jù)傳送效率、提高生產(chǎn)率、降低企業(yè)管理成本，增加砂石行業(yè)的可擴(kuò)展性，使更多的信息可以共享，實(shí)現(xiàn)物物互動(dòng)。

（2）促進(jìn)了安全生產(chǎn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除安全隱患，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)安全監(jiān)管。

（3）實(shí)時(shí)對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控及調(diào)整，有利于設(shè)備的維保，延長設(shè)備的使用壽命。

6 展望

基于物聯(lián)網(wǎng)智能管控項(xiàng)目生產(chǎn)全流程，立足于港口實(shí)際情況及發(fā)展趨勢，利用現(xiàn)代化信息手段，升級傳統(tǒng)港口生產(chǎn)信息、單據(jù)手工管理模式，集成港口信息數(shù)據(jù)，進(jìn)一步打造一套智慧碼頭管控系統(tǒng)。使其具備數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸和系統(tǒng)管理等基本功能，提高碼頭項(xiàng)目的管理手段，形成流程化、標(biāo)準(zhǔn)化、及時(shí)化、透明化的管理體系，從而形成綜合數(shù)據(jù)交換平臺(tái)，構(gòu)建適合碼頭發(fā)展的管控、經(jīng)營與分析及決策平臺(tái)。

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