王永崗

（庫車縣榆樹嶺煤礦有限責(zé)任公司，新疆 阿克蘇 842000）

對現(xiàn)代煤礦作業(yè)來說，煤礦資源的開采、運(yùn)輸均需要依靠大量的機(jī)電設(shè)備完成，但是因?yàn)樵O(shè)備數(shù)量繁多，類型不同，分布范圍廣泛，導(dǎo)致集中管理難度較大，成本損耗問題嚴(yán)重，為了能夠有效提高管理水平，需要采取先進(jìn)、高效的技術(shù)實(shí)現(xiàn)對礦山機(jī)電設(shè)備的管控水平。將遠(yuǎn)程控制技術(shù)應(yīng)用于礦山機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行管理中，能夠?qū)崿F(xiàn)工作人員遠(yuǎn)距離對機(jī)電設(shè)備的操控，通過監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，便于其在第一時間發(fā)現(xiàn)異常情況，不但有助于減少工作人員的工作量，提高工作效率，同時能夠提高礦山機(jī)電設(shè)備管控的智能化、自動化、信息化水平，提高企業(yè)的綜合效益。

1 遠(yuǎn)程控制技術(shù)

1.1 概述

遠(yuǎn)程控制技術(shù)主要指在網(wǎng)絡(luò)中通過一臺客戶端對遠(yuǎn)距離服務(wù)器端進(jìn)行控制的一項(xiàng)技術(shù)，多見于計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制技術(shù)。對礦山作業(yè)來說，為了能夠幫助工作人員在遠(yuǎn)程充分了解現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行情況，需要通過使用多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，如物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)（GIS）、可編程控制器（PLC）等，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的實(shí)時監(jiān)測、運(yùn)行數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場信號控制等[1]。該項(xiàng)技術(shù)具有遠(yuǎn)程辦公及遠(yuǎn)程技術(shù)支持的特點(diǎn)?，F(xiàn)如今諸多領(lǐng)域的辦公作業(yè)均開始實(shí)施遠(yuǎn)程辦公模式，不但能夠有效簡化辦公流程，同時有助于營造良好的辦公氛圍，提高整體工作效率。另外在過往應(yīng)用遠(yuǎn)程技術(shù)的過程中，因?yàn)殡p方技術(shù)、認(rèn)知存在差異，溝通模式存在不足，導(dǎo)致工作效率低下，現(xiàn)如今隨著先進(jìn)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們通過計(jì)算機(jī)便可高效完成工作任務(wù)，有效減少工作量，提高整體工作效率。

1.2 礦山機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用遠(yuǎn)程控制技術(shù)的重要性

在互聯(lián)網(wǎng)信息時代背景下，智能化、數(shù)字化、信息化已成為目前礦山企業(yè)的主要發(fā)展趨勢，信息化技術(shù)得到了控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，其目的為保證生產(chǎn)的安全性，提高綜合效益。

礦山作業(yè)中需要使用多種類型的機(jī)電設(shè)備，如傳輸機(jī)、發(fā)電機(jī)、運(yùn)輸設(shè)備等，同時數(shù)量繁多。另外礦山工作環(huán)境自然條件惡劣，地形復(fù)雜，工作人員需要對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行人工操作，所以工作人員長時間進(jìn)行現(xiàn)場作業(yè)伴隨一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，為了保證機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用效果，需要加大對其的控制力度，但是在實(shí)際作業(yè)階段，如開采過程中，極易發(fā)生安全事故，面對突發(fā)事故難以及時處理，帶來巨大的損失。因此為了保證礦山生產(chǎn)、開采作業(yè)的安全性，引入遠(yuǎn)程控制技術(shù)具有重要的意義。該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對機(jī)電設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，結(jié)合其運(yùn)行狀態(tài)發(fā)送控制指令，同時具備良好的反饋功能[2]。另外通過建立遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對多類型、多數(shù)量機(jī)電設(shè)備的集中化管理，及時檢測設(shè)備故障問題，為運(yùn)維管理提供便利，打破時間、空間等因素的限制，充分發(fā)揮機(jī)電設(shè)備的效能。

1.3 應(yīng)用優(yōu)勢

首先，能夠?qū)崿F(xiàn)異地監(jiān)管與辦公。遠(yuǎn)程控制的應(yīng)用能夠幫助工作人員通過智能軟件與互聯(lián)網(wǎng)連接實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程操作，因此具備異地監(jiān)管與遠(yuǎn)程辦公的優(yōu)勢。礦山開采現(xiàn)場的環(huán)境復(fù)雜，距離地面較深，長期工作伴隨一定的風(fēng)險(xiǎn)隱患，遠(yuǎn)程控制技術(shù)的應(yīng)用能夠規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)問題。智能軟件的應(yīng)用能夠在遠(yuǎn)程距離控制開采工作，有效減少工作人員的工作量，提高工作效率以及工作的安全性。另外遠(yuǎn)程控制技術(shù)能夠優(yōu)化操作流程，完善智能化監(jiān)管模式。其次，提供遠(yuǎn)程技術(shù)支持?，F(xiàn)如今遠(yuǎn)程控制技術(shù)得到了礦山機(jī)電設(shè)備的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)模式下礦山員工管控設(shè)備需要位于生產(chǎn)一線，同時能夠?qū)χv機(jī)以及現(xiàn)場交流的方式展開工作，整體效率不佳，一線人員伴隨一定的危險(xiǎn)性，不利于保障工作人員的安全。遠(yuǎn)程控制技術(shù)的應(yīng)用能夠通過操控服務(wù)器終端實(shí)現(xiàn)對機(jī)械設(shè)備的管控，有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)工作模式的不足，避免發(fā)生信息不對稱或者交流不通暢等問題。最后，具備遠(yuǎn)程監(jiān)管的優(yōu)勢。應(yīng)用遠(yuǎn)程控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對現(xiàn)場情況的全面監(jiān)管，為一線作業(yè)人員提供技術(shù)方面的指導(dǎo)，工作人員也可以通過后臺顯示的實(shí)時參數(shù)，輔助一線工作人員的工作。如果發(fā)生突發(fā)情況，工作人員可通過該項(xiàng)技術(shù)對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，及時關(guān)閉關(guān)鍵閥門以及重點(diǎn)防護(hù)設(shè)施，避免事態(tài)的嚴(yán)重化。另外，遇到突發(fā)情況可以通過遠(yuǎn)程控制技術(shù)及時預(yù)警。

2 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)概述

2.1 組成

遠(yuǎn)程控制技術(shù)的有效應(yīng)用需要依靠完善的控制系統(tǒng)，其組成包括以下幾個模塊：①傳輸模塊。該模塊的功能為在檢測礦山機(jī)電設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的前提下，利用互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)建立專門的數(shù)據(jù)傳輸通道，將設(shè)備的真實(shí)數(shù)據(jù)全面、安全、高效地傳輸至控制模塊。②終端模塊。該模塊是實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備遠(yuǎn)程控制的關(guān)鍵，其功能主要為接收到設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)后，采用預(yù)先設(shè)定的算法，及時對設(shè)備發(fā)送控制指令，進(jìn)而保證設(shè)備狀態(tài)的自動化調(diào)整。③檢驗(yàn)及控制模塊。該模塊的功能為礦山機(jī)電設(shè)備關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)的提取，將其作為自動控制的主要依據(jù)，同時實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的有效控制，進(jìn)而能夠幫助工作人員跟各位準(zhǔn)確了解設(shè)備運(yùn)行變化情況，達(dá)到自動化遠(yuǎn)程控制目標(biāo)。對遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式進(jìn)行劃分，主要包括B/S模式與C/S模式兩種。其中前者應(yīng)用較為廣泛，具有極強(qiáng)的兼容性。圖1為B/S模式結(jié)構(gòu)示意圖。C/S模式的結(jié)構(gòu)較為單一，可通過client端發(fā)出訪問請求，通過serce端反饋結(jié)果。

圖1 B/S模式結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 實(shí)現(xiàn)方式

對礦山開采作業(yè)來說，其現(xiàn)場環(huán)境具有復(fù)雜性與多變性，同時機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)也處于不斷變化的情況下，遠(yuǎn)程控制技術(shù)應(yīng)用的重點(diǎn)在于全面掌握機(jī)電設(shè)備運(yùn)行情況及現(xiàn)場情況，進(jìn)而保證控制的精準(zhǔn)性。在具體應(yīng)用過程中，厙控制的實(shí)現(xiàn)形式包括下述幾個方面：①保持型遠(yuǎn)程控制。主要指礦山機(jī)電設(shè)備對系統(tǒng)指令進(jìn)行執(zhí)行的過程中，使監(jiān)控裝置處于持續(xù)運(yùn)行的狀態(tài)下，不對機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行控制造成干擾，僅在發(fā)生異常情況下進(jìn)行干預(yù)。②完成型遠(yuǎn)程控制。主要指在設(shè)備接收控制指令至完成相應(yīng)操作的過程中，不接受任何外部干預(yù)，完成操作后將具體情況反饋至監(jiān)控系統(tǒng)。③人機(jī)交換型遠(yuǎn)程控制。主要指不僅需要執(zhí)行系統(tǒng)發(fā)送的指令，同時建立人為操作與自動控制的全新通道，為工作人員進(jìn)行設(shè)備控制提供便利。④完全型遠(yuǎn)程控制。該形式主要應(yīng)用于機(jī)電設(shè)備的特殊作業(yè)，通過遠(yuǎn)程控制形式，完全通過監(jiān)控中心進(jìn)行操控，直到完成工作任務(wù)[3]。

3 礦山機(jī)電設(shè)備中遠(yuǎn)程控制技術(shù)的應(yīng)用措施

3.1 GIS遠(yuǎn)程控制技術(shù)

GIS也被稱作地理信息系統(tǒng)，早期階段在礦山作業(yè)中主要應(yīng)用于礦產(chǎn)資源信息、環(huán)境信息的收集、處理及存儲中，同時能夠?qū)崿F(xiàn)對礦山資源情況的全面分析。近些年來，隨著該項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展，在遠(yuǎn)程控制中及安全管理中也得到了廣泛的應(yīng)用，對機(jī)電設(shè)備的遠(yuǎn)程管理來說，能夠?qū)崿F(xiàn)對其的定位、定量、定性管控[4]。礦山機(jī)電設(shè)備的管理與控制已融合多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，如無線通信技術(shù)、廣域網(wǎng)技術(shù)等，隨著研究的不斷深入，GIS管理及控制軟件得到了廣泛應(yīng)用，取得明顯的成效。圖2為GIS控制系統(tǒng)構(gòu)成圖，其中GIS平臺為系統(tǒng)的核心。

圖2 GIS控制系統(tǒng)構(gòu)成圖

對GIS系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行分析，對礦山機(jī)電設(shè)備安裝監(jiān)控終端能夠高效收集設(shè)備的位置、使用時間、應(yīng)用狀態(tài)等信息，之后通過無線或有線通信網(wǎng)絡(luò)將信息傳輸至GIS平臺，工作人員可通過該平臺處理數(shù)據(jù)，同時能夠通過查詢功能實(shí)現(xiàn)對機(jī)電設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高遠(yuǎn)程控制效果。但是GIS技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備的遠(yuǎn)程控制的應(yīng)用仍處于發(fā)展階段，需要加大研發(fā)力度，充分發(fā)揮該項(xiàng)技術(shù)的作用。目前隨著礦山機(jī)電設(shè)備類型的增加、數(shù)量的增多，對于GIS遠(yuǎn)程控制的要求也在不斷提高。

3.2 PLC遠(yuǎn)程控制技術(shù)的應(yīng)用

PLC屬于一種數(shù)字運(yùn)算操作系統(tǒng)，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用普遍，近些年來已得到礦山機(jī)電設(shè)備遠(yuǎn)程控制的廣泛應(yīng)用。對其優(yōu)勢進(jìn)行分析，主要體現(xiàn)在編程簡單、成本低、可操作性強(qiáng)、抗干擾性能強(qiáng)等方面?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展使傳統(tǒng)繼電器控制模式被PLC技術(shù)取代，并且PLC技術(shù)的應(yīng)用取得了理想的效果。對該項(xiàng)技術(shù)的類型間劃分，主要包括模塊式與固定式，其中模塊式的主要組成部分為CPU模塊、電源模塊等，固定式的主要組成部分包括內(nèi)存塊、CPU板等，能夠根據(jù)相應(yīng)的順序排列為一個整體?？删幊踢壿嬁刂破鞯闹饕M成部分包括人機(jī)界面、底板、中央處理器等，能夠在內(nèi)部進(jìn)行高效的邏輯運(yùn)算，發(fā)布順序控制等指令，實(shí)現(xiàn)對礦山各類機(jī)電設(shè)備的全方位控制。

PLC技術(shù)在礦山機(jī)電遠(yuǎn)程控制中得到廣泛應(yīng)用的主要原因在于其操作便利、結(jié)構(gòu)簡單，能夠進(jìn)行在線實(shí)時修改，并且在具體控制階段能夠?qū)υO(shè)備多項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行控制，如溫度、數(shù)字、位置等，為開采效率及安全性提供保障，顯著減少工作人員的工作量，降低工作強(qiáng)度[5]。但是該項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在一定的問題，例如控制機(jī)電設(shè)備的過程中，難以有效監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，另外不具備數(shù)據(jù)收集功能，因此難以為工作人員展開分析、調(diào)度工作提供保障，因此在實(shí)際應(yīng)用中多應(yīng)用于對控制要求較為嚴(yán)格，但是對管理要求較低的機(jī)電設(shè)備遠(yuǎn)程控制中。

3.3 物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制技術(shù)的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠通過信息傳感器對實(shí)物進(jìn)行感應(yīng)、掃描及定位，實(shí)際應(yīng)用過程中需要借助感紅外線、激光等先進(jìn)技術(shù)，同時在無線通信技術(shù)的輔助作用下有效連接事物與互聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠幫助人們通過信息控制網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)距離事物的控制，降低人力資源、物力資源、財(cái)力資源的投入，有助于提高工作效率。

感知、接收、處理與應(yīng)用是構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的四大要素。近些年來隨著各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的飛速發(fā)展，云計(jì)算技術(shù)得到了諸多領(lǐng)域的應(yīng)用，有助于改善控制凡是，如機(jī)械制造、電子信息控制等，有效推動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。但是與PLC、GIS技術(shù)相比，該項(xiàng)技術(shù)需要投入較高的成本。在礦山機(jī)電設(shè)備遠(yuǎn)程控制中運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，需要有效連接生產(chǎn)階段使用的局域網(wǎng)與辦公階段使用的局域網(wǎng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。在機(jī)電設(shè)備上安裝傳感器，在傳感器的作用下將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)傳輸至互聯(lián)網(wǎng)，工作人員在辦公室便可了解其運(yùn)行情況[6]。另外該項(xiàng)技術(shù)具有監(jiān)測、診斷、故障預(yù)測等多項(xiàng)功能，生產(chǎn)相應(yīng)的報(bào)告，有助于提高機(jī)電設(shè)備的管理水平。

4 案例分析

本文以選煤機(jī)電設(shè)備為例進(jìn)行分析，將遠(yuǎn)程控制技術(shù)應(yīng)用于選煤機(jī)電設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對機(jī)電設(shè)備的遠(yuǎn)距離控制，幫助工作人員實(shí)時了解過濾機(jī)、跳汰機(jī)等設(shè)備的具體信息，如規(guī)格、名稱、類型、流程等，為工作人員合理調(diào)控提供便利。

4.1 系統(tǒng)組成模塊

對機(jī)電設(shè)備遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)模塊進(jìn)行合理劃分，主要包括遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程控制終端以及設(shè)備檢測三個主要模塊。在實(shí)際應(yīng)用階段，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸能夠通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸設(shè)備進(jìn)行，同時實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的有效控制，為數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性提供保障。遠(yuǎn)程控制終端是系統(tǒng)核心部分，以局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，為機(jī)電設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控提供便利，同時能夠及時調(diào)整其運(yùn)行狀態(tài)，提高自動化生產(chǎn)水平；在傳輸數(shù)據(jù)技術(shù)的輔助下，能夠?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備的有效檢驗(yàn)，提取其運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過分析后實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的有效控制，及時發(fā)現(xiàn)故障問題，有效處理。

4.2 遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)

首先，遠(yuǎn)程監(jiān)控。設(shè)備正式運(yùn)行前，工作人員需要按照相關(guān)規(guī)定，對速度、入料量、排料量等參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置，設(shè)備運(yùn)行后通過數(shù)據(jù)采集裝置實(shí)現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)信息的自動采集，并且通過互聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)場總線將數(shù)據(jù)信息及時傳輸至控制中心。以可視化技術(shù)為基礎(chǔ)，工作人員通過電子顯示屏便可直觀了解設(shè)備的入料量與排料量，確保其溫度運(yùn)行。跳汰機(jī)安裝智能數(shù)控風(fēng)閥，能夠?qū)崿F(xiàn)對床層脈動狀態(tài)的靈活調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對床層分層的有效控制，達(dá)到預(yù)期選煤的效果。

其次，遠(yuǎn)程管理。對選煤機(jī)電設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程管控的過程中，通常情況下需要采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，同時借助相關(guān)管控工具以及智能化控制設(shè)備，與局域網(wǎng)連接。工作人員結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，在系統(tǒng)中預(yù)設(shè)相關(guān)參數(shù)，如精煤脫水、原生煤泥浮選等，根據(jù)相應(yīng)的指令，自動操作過濾機(jī)進(jìn)行選煤、進(jìn)料、脫水等操作。另外還可以加強(qiáng)對數(shù)據(jù)庫軟件的利用，對全部加壓過濾機(jī)的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行采集后，進(jìn)行集中存儲與整理，結(jié)合實(shí)際需求將關(guān)鍵詞輸入至數(shù)據(jù)庫中，便能實(shí)時了解過濾機(jī)的進(jìn)料限值等參數(shù)，在這一基礎(chǔ)上合理設(shè)定系統(tǒng)操作參數(shù)，提高對過濾機(jī)的遠(yuǎn)程操控水平。

最后，遠(yuǎn)程維修。將遠(yuǎn)程控制技術(shù)應(yīng)用于選煤機(jī)電設(shè)備中，不僅能夠提高運(yùn)維管理水平，同時具有良好的故障排查效果。比如說對壓濾機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)的過程中，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)接口與專家數(shù)據(jù)庫、互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的連接，將數(shù)據(jù)裝置以及智能化設(shè)備安裝在設(shè)備上，便能夠快速獲取設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，如實(shí)際運(yùn)行情況、運(yùn)行時長等，將數(shù)據(jù)信息傳輸至互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠自動篩選與分析數(shù)據(jù)，通過全面分析明確設(shè)備的故障，對實(shí)際運(yùn)行參數(shù)與規(guī)定數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。另外工作人員能夠通過專家數(shù)據(jù)庫咨詢專家意見，進(jìn)一步明確設(shè)備故障類型、原因，制定針對性的解決方案，及時排查故障問題，為設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

某企業(yè)在礦山開采與選煤過程中采用遠(yuǎn)程控制技術(shù)，一年內(nèi)設(shè)備故障率明顯下降，同時煤開采量顯著增加，從16.3萬噸增長至17.5萬噸，成本明顯降低，取得理想效果。如表1所示。

表1 某企業(yè)遠(yuǎn)程控制技術(shù)應(yīng)用效果

5 結(jié)語

綜上所述，為了能夠有效提高礦山開采效率，保證各項(xiàng)作業(yè)的安全性，將遠(yuǎn)程控制技術(shù)應(yīng)用于礦山機(jī)電設(shè)備中十分必要，通過利用遠(yuǎn)程控制技術(shù)能夠幫助工作人員了解設(shè)備運(yùn)行情況，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患問題，提高工作效率，為工作人員的安全提供保障。