劉麗靜 夏晶晶

（1、中煤科工集團常州研究院有限公司，江蘇 常州213015 2、天地（常州）自動化股份有限公司，江蘇 常州213015 3、中國礦業(yè)大學徐海學院，江蘇 徐州221008）

1 概述

隨著科技的發(fā)展和工業(yè)控制的集成度越來越高，電控系統(tǒng)的復雜程度也越來越高，系統(tǒng)的維護水平是安全可靠運行的保證，如何利用新技術提高現(xiàn)場運維水平和快速排查故障是各系統(tǒng)廠家不斷研究改進的方向[1-2]。

現(xiàn)今社會互聯(lián)網技術高度發(fā)展，利用移動互聯(lián)網、云平臺技術[3-4]，使用網頁、移動終端等對系統(tǒng)進行狀態(tài)監(jiān)控及遠程控制干預，實現(xiàn)系統(tǒng)的遠程監(jiān)控，進行集中化控制管理，提高設備安全運行水平，有著極其重要的意義。

2 系統(tǒng)方案

本文中設計了礦井提升機遠程移動監(jiān)視系統(tǒng)，系統(tǒng)基于云技術，具備首發(fā)故障檢測、智能上位機監(jiān)控、高速數(shù)據(jù)采集和遠程服務等先進功能，可直接連接PLC 或通過OPC 連接上位機SCADA、DCS 數(shù)據(jù)；支持GPS 和網絡攝像頭接入。提供手機APP和網頁監(jiān)控修改數(shù)據(jù)，可自組圖像化APP 和網頁，圖形界面友好。具備微信推送功能，可實現(xiàn)微信查看當前數(shù)據(jù)，歷史護具，微信推送報警。

基于云平臺的礦井提升機遠程監(jiān)控系統(tǒng)綜合考慮了系統(tǒng)的實用性、安全性和可行性等方面，借助PLC 控制技術、遠程智能數(shù)據(jù)采集終端和云平臺技術搭建而成。系統(tǒng)由PLC 控制系統(tǒng)、電源管理系統(tǒng)、遠程智能數(shù)據(jù)采集終端和云平臺四部分構成。PLC 處理器與遠程智能數(shù)據(jù)采集終端模塊進行通信，數(shù)據(jù)進入云平臺。遠程智能數(shù)據(jù)采集終端與移動手機終端APP 通過云平臺進行通信，通過云組態(tài)軟件建立監(jiān)控畫面。同時云組態(tài)平臺上也可增加攝像頭接入，視頻與工藝過程數(shù)據(jù)融為一體。

系統(tǒng)結構圖如圖1 所示。

圖1 礦井提升機遠程監(jiān)控系統(tǒng)結構圖

3 系統(tǒng)功能

遠程監(jiān)控系統(tǒng)對設備運行工況實時遠程監(jiān)視，建立遠程監(jiān)視的數(shù)據(jù)管理，對系統(tǒng)的相關數(shù)據(jù)進行分類統(tǒng)計。系統(tǒng)通過自帶的實時數(shù)據(jù)庫，存儲實時數(shù)據(jù)并按照預先分配的權限提供用戶需求的相關報表。

系統(tǒng)中的各回路狀態(tài)，實時數(shù)據(jù)通過云服務器實時傳輸，了解現(xiàn)場實時運行狀態(tài)，利用云組態(tài)畫面動態(tài)監(jiān)測，方便遠程直觀監(jiān)測。

系統(tǒng)遠程故障智能分析功能可事先排列故障原因，建立故障樹和定義故障代號，系統(tǒng)自動通過堆棧的方式排序故障代號，當發(fā)生故障時按堆棧處理，能智能指向首發(fā)故障，幫助現(xiàn)場處理故障原因，提高排查故障的效率，如圖2 所示。故障報警信息同時進入歷史數(shù)據(jù)庫中，用于查詢和檢索歷史數(shù)據(jù)，便于分析故障原因及記錄故障頻次。

圖2 故障智能分析

遠程監(jiān)控系統(tǒng)對重要的過程數(shù)據(jù)建立歷史曲線記錄和查詢功能，利用云組態(tài)的曲線控件，可實時查詢過程數(shù)據(jù)的趨勢曲線。數(shù)據(jù)可以歷史檢索，顯示選擇各時間段的監(jiān)測數(shù)據(jù)，局部放大或縮小趨勢曲線，便于分析運行過程中的狀態(tài)，如圖3 所示。

圖3 歷史曲線

系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口可對接自動化平臺，根據(jù)要求轉接成標準數(shù)據(jù)接口用于傳輸，實時數(shù)據(jù)接口滿足實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的要求。

4 云組態(tài)設計

遠程監(jiān)控終端通過網頁或者APP 客戶端實現(xiàn)用戶與系統(tǒng)之間的通信和交互。云平臺提供標準的WEB 訪問接口，客戶端可直接獲取現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并通過云平臺組態(tài)軟件，編輯監(jiān)控系統(tǒng)圖形界面。

圖4 所示的手機終端APP 設計了系統(tǒng)運行的主界面，以及相關報警、故障、歷史曲線等監(jiān)控畫面，實現(xiàn)對系統(tǒng)各設備的運行狀態(tài)監(jiān)控、就地控制和遠程操作，電壓、電流、溫度、輔助設備狀態(tài)及工藝控制系統(tǒng)工藝保護、安全回路、閉鎖回路等的全面監(jiān)視，重要數(shù)據(jù)歷史曲線，實時及歷史故障報警信息，設備狀態(tài)信息及故障報警系統(tǒng)具備“三指示”功能，并可實現(xiàn)工藝保護閥值、系統(tǒng)運行參數(shù)的遠程在線修改功能，所有數(shù)據(jù)通過云端服務器采集發(fā)送。

圖4 手機終端APP 界面

5 結論

本文設計了基于云平臺的礦井提升機遠程監(jiān)控系統(tǒng)的解決方案。利用電控系統(tǒng)的PLC、4G 全網通網絡和云平臺，對礦井提升機電控系統(tǒng)中的實時運行參數(shù)和狀態(tài)進行遠程查詢監(jiān)視、遠程故障分析解決。遠程監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)，能夠減少維護人員排查故障的時間，第一時間了解現(xiàn)場數(shù)據(jù)，進而大幅度的提高了生產效率和經濟效益。