胡建宏

（武威職業(yè)學(xué)院，甘肅 武威 733000）

礦山開采設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)的可靠性關(guān)系到礦山資源開采的效率，是保障礦山開采的重要管理系統(tǒng)之一，礦山開采設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)能夠根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃，會(huì)將每種設(shè)備進(jìn)行細(xì)化管理，保證電力設(shè)備、基礎(chǔ)運(yùn)行設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備等的正常運(yùn)作與維護(hù)，特別是對(duì)電力設(shè)備的管理與維護(hù)，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約、高效的管理[1]。礦山開采設(shè)備種類繁多，能夠進(jìn)行快速高效的管理一直是現(xiàn)有管理系統(tǒng)的難題，常規(guī)的監(jiān)控管理系統(tǒng)能夠做到快速管理，但是效率偏低，有的效率很高但數(shù)速率很低，難以保證礦山開采的需求，為此設(shè)計(jì)基于PLC的礦山開采設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)，改變礦山管理現(xiàn)狀。

1 基于PLC的礦山開采設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 硬件設(shè)計(jì)

礦山開采設(shè)備監(jiān)控采集器是設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集硬件，能夠通過編碼掃描的形式，對(duì)設(shè)備進(jìn)行信息錄入，礦山開采設(shè)備監(jiān)控采集器主要有兩部分構(gòu)成，一部分是集成化的掃描電路，具備I/O逆向電流的設(shè)備掃描端口，能夠?qū)崿F(xiàn)多環(huán)境下的多角度自適應(yīng)匹配式掃描，并且可以設(shè)置采集時(shí)的數(shù)據(jù)源，保證采集信息的準(zhǔn)確性，另一部份是電子顯示器，能夠?qū)Σ杉瘮?shù)據(jù)進(jìn)行顯示。在數(shù)據(jù)交換環(huán)節(jié)上，采用雙向線程的電源數(shù)據(jù)接口連接轉(zhuǎn)換器，并且使用高速運(yùn)算的外部轉(zhuǎn)換器作為數(shù)據(jù)交換機(jī)，外聯(lián)線路使用多核多線程的傳輸方式，以此緩解數(shù)據(jù)錄入的延時(shí)，實(shí)現(xiàn)多路徑傳輸，將系統(tǒng)的效率提升，核心數(shù)據(jù)監(jiān)控傳感器使用的是德國生產(chǎn)的U890P300，能夠在內(nèi)部數(shù)據(jù)紊亂的情況下自動(dòng)保存數(shù)據(jù)，防止數(shù)據(jù)丟失[2]。內(nèi)部數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)設(shè)備，使用獨(dú)立于自身的外聯(lián)存儲(chǔ)設(shè)備，可以隨意插拔，相關(guān)工作人員可以通過設(shè)置多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備來保留管理數(shù)據(jù)，對(duì)電源設(shè)計(jì)子系統(tǒng)保證電源電路的暢通，避免由于電源的問題造成數(shù)據(jù)的丟失。礦山開采設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)的硬件采用的是分布式結(jié)構(gòu)，能夠?qū)F(xiàn)有的計(jì)算電路板以及計(jì)算單元進(jìn)行并聯(lián)，并且可以實(shí)現(xiàn)多模塊的協(xié)同處理，保證其數(shù)據(jù)管理的精準(zhǔn)程度。由于礦山開采設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)需要大量的訪問，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)中選擇了三聯(lián)雙口，能夠靈活的進(jìn)行多數(shù)據(jù)訪問。

礦山開采設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控的感控節(jié)點(diǎn)，在設(shè)計(jì)過程使用的是TT-BI899型號(hào)的數(shù)據(jù)電路板，能夠針對(duì)管理數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)隨意上載下傳，并且TT-BI899型號(hào)的數(shù)據(jù)電路板具備外聯(lián)設(shè)備，能夠通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，遠(yuǎn)程操作的數(shù)據(jù)通過傳輸平臺(tái)進(jìn)行記錄，方便數(shù)據(jù)跟蹤與反饋[3]。TT-BI899型號(hào)的數(shù)據(jù)電路板是多模塊多單元的并聯(lián)數(shù)據(jù)電路板，能夠在多模式下進(jìn)管理。

礦山開采設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)的核心電路采用的是USR-NB75多編程PLC電路板，能夠支撐多種外聯(lián)方式，同時(shí)多路徑選擇，保證設(shè)備管理的完整性，還可以兼容原有的計(jì)算模塊，礦山開采設(shè)備多數(shù)都是大型自動(dòng)化設(shè)備，為保證控制效率，在兼容的計(jì)算模塊中導(dǎo)入分類模塊，對(duì)大型設(shè)備按控制方式進(jìn)行分類，以此實(shí)現(xiàn)高效性。如圖1所示為礦山開采設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)的核心PLC電路板。

圖1 礦山開采設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)的核心PLC電路板

1.2 軟件設(shè)計(jì)

監(jiān)控管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫采用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)邏輯管理方法，在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互管理工作的同時(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)邏輯方法進(jìn)行數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)管理，為了方便數(shù)據(jù)的協(xié)同性，選擇多條數(shù)據(jù)傳輸路徑，管理數(shù)據(jù)庫的運(yùn)算邏輯層，參與數(shù)據(jù)的檢索以及調(diào)用，當(dāng)接收到外部信息時(shí)，根據(jù)現(xiàn)有的信息進(jìn)行置換對(duì)比，選擇對(duì)應(yīng)的語句邏輯，發(fā)送到指定的邏輯層進(jìn)行使用，管理信息采集完成后會(huì)發(fā)送至邏輯層，進(jìn)行信息篩選，保證管理信息的準(zhǔn)確性。邏輯層對(duì)將要進(jìn)入運(yùn)算層的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存處理，方便數(shù)據(jù)識(shí)別以及調(diào)用，在管理數(shù)據(jù)庫內(nèi)部有一套檢驗(yàn)機(jī)制，檢驗(yàn)機(jī)制能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行整理，通過字符邏輯的相識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)照邏輯數(shù)據(jù)代碼，保證管理的時(shí)效性，防止躍遷數(shù)據(jù)對(duì)管理造成影響，系統(tǒng)根據(jù)整理后的數(shù)據(jù)格式，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)整分類，將圖片、影像、音頻進(jìn)行歸類，將歸類后的結(jié)果發(fā)送至下一級(jí)的數(shù)據(jù)庫中，實(shí)現(xiàn)分類儲(chǔ)存。引入線性回歸的方式，將具備管理特征的信息進(jìn)行極值處理，根據(jù)原有的數(shù)據(jù)調(diào)用情況對(duì)環(huán)境進(jìn)行比對(duì)，周圍環(huán)境數(shù)據(jù)與調(diào)用情況保證無異常后，數(shù)據(jù)庫內(nèi)核會(huì)發(fā)出控制信息，進(jìn)行管理操作，首先設(shè)置管理參數(shù)，設(shè)置監(jiān)控測(cè)試數(shù)據(jù)參與管理過程，組成管理數(shù)據(jù)與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)相協(xié)同的數(shù)據(jù)空間，協(xié)同數(shù)據(jù)空間用T表示,管理的數(shù)據(jù)分為i個(gè)數(shù)據(jù)組標(biāo)記為ni，其中有執(zhí)行命令分為，執(zhí)行管理數(shù)據(jù)、記錄管理數(shù)據(jù)、反饋管理數(shù)據(jù)等多項(xiàng)數(shù)據(jù)，通過對(duì)照上述的編碼，最終實(shí)現(xiàn)監(jiān)控管理。

2 管理效率對(duì)比

將礦山開采設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)與傳統(tǒng)的監(jiān)控管理系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比，保證其他實(shí)驗(yàn)過程中參數(shù)的統(tǒng)一，模擬運(yùn)行環(huán)境，將兩種系統(tǒng)同時(shí)放置在相同環(huán)境下運(yùn)行，觀察效率結(jié)果如表1所示。

表1 管理效率對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過表1可以看出，本文設(shè)計(jì)的基于PLC的礦山開采設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)在管理效率上都在85%以上，而傳統(tǒng)管理系統(tǒng)平均管理效率在80%左右，說明本文設(shè)計(jì)的監(jiān)控管理系統(tǒng)具備極高的有效性。

3 結(jié)語

本文設(shè)計(jì)基于PLC的礦山開采設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)，希望通過本文的研究能夠?qū)ΦV山開采設(shè)備進(jìn)行高效管理。