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基于物聯(lián)網(wǎng)的礦山智能化管理系統(tǒng)

2019-05-23 12:02珺,王
世界有色金屬 2019年3期
關(guān)鍵詞:管理效率管理系統(tǒng)礦山

王 珺,王 海

(甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,甘肅 天水 741020)

1 智能化管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

以靜態(tài)管理方式為基礎(chǔ),增加多種動(dòng)態(tài)管理因素,完成智能化管理系統(tǒng)中功能模塊的設(shè)計(jì)。在礦山設(shè)備中引入運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能,根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),進(jìn)行分析,并對(duì)設(shè)備的當(dāng)前運(yùn)行可靠性進(jìn)行評(píng)估,對(duì)故障發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)報(bào),同時(shí)提供維修措施和意見(jiàn)[1]。

圖1 基于物聯(lián)網(wǎng)礦山智能管理系統(tǒng)功能模塊示意圖

基礎(chǔ)管理模塊可以制定運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的物聯(lián)網(wǎng)智能管理系統(tǒng)的測(cè)試與維護(hù)功能。設(shè)備狀態(tài)分析模塊用于提供維修措施和意見(jiàn),利用采集到的設(shè)備數(shù)據(jù),進(jìn)行分析,從而得出設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。通信接口模塊用于連接其他系統(tǒng),制定管理系統(tǒng)的通信協(xié)議。設(shè)備臺(tái)悵管理模塊用于記錄設(shè)備的型號(hào)、折舊情況、維修維護(hù)記錄、以及價(jià)值等多項(xiàng)內(nèi)容,從而實(shí)現(xiàn)靜態(tài)設(shè)備管理。系統(tǒng)維護(hù)模塊用于修改、增加、刪除各個(gè)模塊以及相應(yīng)的功能,并且對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行備份。

1.2 系統(tǒng)狀態(tài)感知模塊設(shè)計(jì)

系統(tǒng)狀態(tài)感知模塊是通過(guò)相關(guān)外部設(shè)備,進(jìn)行礦山的溫度采集、振動(dòng)數(shù)據(jù)采集、以及相關(guān)聲學(xué)狀態(tài)采集。并通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)整理分析。由網(wǎng)絡(luò)化傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備溫度監(jiān)測(cè)、振動(dòng)監(jiān)測(cè)、聲學(xué)監(jiān)測(cè)。網(wǎng)絡(luò)化傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖2 網(wǎng)絡(luò)化傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖

該網(wǎng)絡(luò)化傳感器通過(guò)礦山物聯(lián)網(wǎng)將設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)上傳至礦山管理平臺(tái),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山的智能化管理。

2 物聯(lián)網(wǎng)礦山智能化管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

基于系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì),依托系統(tǒng)狀態(tài)感知模塊設(shè)計(jì),完成了智能化管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)。針對(duì)礦山管理的實(shí)際情況,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山的智能化管理。

2.1 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搭建系統(tǒng)應(yīng)用層

在礦山智能化管理系統(tǒng)中,監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)可以在設(shè)備的工作平臺(tái)上顯示,還可以通過(guò)應(yīng)用層服務(wù)器將數(shù)據(jù)以網(wǎng)絡(luò)形式發(fā)送到相關(guān)管理平臺(tái)。

應(yīng)用層連接服務(wù)器通過(guò)交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,讀取設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù),進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,其中數(shù)據(jù)集成層是依托礦山管理對(duì)象訪問(wèn)協(xié)議(Mine management object access protocol,MOAP)實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)設(shè)備的型號(hào)、折舊情況、維修維護(hù)記錄。數(shù)據(jù)接口層是將數(shù)據(jù)集成層中的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取。數(shù)據(jù)表現(xiàn)層通過(guò)將數(shù)據(jù)接口層獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行展示,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流通,從而使得管理人員知悉管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息。

2.2 管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)顯示的實(shí)現(xiàn)

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)軟件應(yīng)用層進(jìn)行搭建,還要應(yīng)用算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,使其在基于物聯(lián)網(wǎng)的礦山智能化管理系統(tǒng)中得以顯現(xiàn)。

虛擬儀器是各個(gè)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控的最佳選擇。利用圖形化編程軟件結(jié)合模塊化、開(kāi)放的硬件以及虛擬儀器(LabVIEW),對(duì)設(shè)計(jì)的物聯(lián)網(wǎng)智能礦山管理系統(tǒng)中,所獲得的溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、聲學(xué)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、振動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行重新編輯,大大減少了智能化管理系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間。應(yīng)用虛擬儀器還可以提供各個(gè)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控(MCM)信息,包括監(jiān)測(cè)到的設(shè)備應(yīng)用演示、工作Demo程序等。因此,利用LabVIEW軟件作為實(shí)現(xiàn)管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)顯示的上位開(kāi)發(fā)軟件,結(jié)合各個(gè)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控信息,利用上位程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行清理、處理,將數(shù)據(jù)以圖片、動(dòng)畫、表格文字等方式顯示出來(lái)。最終完成基于物聯(lián)網(wǎng)的礦山智能化管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

3 仿真試驗(yàn)

為了保證本文提出的基于物聯(lián)網(wǎng)的礦山智能化管理系統(tǒng)的有效性,進(jìn)行仿真試驗(yàn)分析。利用不同的礦山作為試驗(yàn)對(duì)象,進(jìn)行管理效率仿真試驗(yàn)。對(duì)礦山的環(huán)境、狀態(tài)、大小進(jìn)行模擬。利用常規(guī)礦山智能化管理系統(tǒng)作為試驗(yàn)對(duì)比對(duì)象,進(jìn)行仿真試驗(yàn)。

為保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性,將兩種礦山管理系統(tǒng)置于相同的試驗(yàn)參數(shù)中,進(jìn)行管理效率仿真試驗(yàn),分析其管理效率的變化。得出管理效率仿真結(jié)果如表1所示。

表1 管理效率仿真試驗(yàn)結(jié)果

依據(jù)管理效率仿真試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)提出的礦山管理系統(tǒng),與常規(guī)礦山管理系統(tǒng)的管理效率進(jìn)行算術(shù)加權(quán)處理,得出提出的礦山管理系統(tǒng)較常規(guī)礦山管理系統(tǒng),管理效率提高13.44%,適用于礦山管理。

4 結(jié)語(yǔ)

礦山的管理情況直接影響礦山的生產(chǎn)效率、礦山的經(jīng)濟(jì)效益。本文通過(guò)智能化管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)、物聯(lián)網(wǎng)礦山智能化管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),完成了基于物聯(lián)網(wǎng)的礦山智能化管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。基于物聯(lián)網(wǎng)的礦山智能化管理系統(tǒng)大大提高了礦山設(shè)備的工作效率,降低了安全事故的發(fā)生幾率,全面提高了礦山的經(jīng)濟(jì)效益。

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