李瓊峰,劉 娜,王振倫,黃振林

(1.湖南柿竹園有色金屬有限責(zé)任公司,湖南 郴州 423037;2.杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司,浙江 杭州 310020)

0 前言

隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在礦山行業(yè)的應(yīng)用,“智慧礦山”應(yīng)運(yùn)而生,伴隨著領(lǐng)域?qū)＜以诘V山工業(yè)控制系統(tǒng)、礦山工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)架構(gòu)、礦山應(yīng)用技術(shù)體系方面的探索和研究,涌現(xiàn)了大量的優(yōu)質(zhì)礦山領(lǐng)域的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能化解決方案,和優(yōu)秀的智能化采礦示范工程。

然而在當(dāng)前的智慧礦山建設(shè)過(guò)程中,由于系統(tǒng)間各自設(shè)計(jì),彼此互相數(shù)據(jù)獨(dú)立,數(shù)據(jù)融合方面依然遇到不少問(wèn)題[1-2]。中國(guó)工程院院士王國(guó)法,任懷偉等人通過(guò)煤礦多源、異構(gòu)數(shù)據(jù)之間深層關(guān)系,建立起與現(xiàn)場(chǎng)機(jī)理模型一一對(duì)應(yīng)的信息模型,為預(yù)測(cè)開采行為提供推理依據(jù),并為海量的煤礦信息提供信息模型框架[3-4]。在設(shè)備管理和生產(chǎn)全流程應(yīng)用方面,中國(guó)工程院院士于潤(rùn)滄提出MIM(Mine Information Modeling)模型,通過(guò)工程數(shù)據(jù)搭建礦山信息模型,從而打通分布異構(gòu)數(shù)據(jù)的一致性,實(shí)現(xiàn)礦山對(duì)應(yīng)的數(shù)字化呈現(xiàn)[5]。中國(guó)工程院院士葛世榮,張帆等人通過(guò)構(gòu)建礦山數(shù)字孿生模型(MDTM),基于深度學(xué)習(xí)方法,借助全域感知、邊緣計(jì)算、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和輔助決策技術(shù),搭建了智慧礦山平臺(tái)[6]。智能礦山通過(guò)傳感器儀表、自動(dòng)化系統(tǒng)等集成信息化系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山安全生產(chǎn)復(fù)雜環(huán)境過(guò)程的可視化、數(shù)字化、及智能化處理。基于礦山物聯(lián)網(wǎng),借助云計(jì)算或超級(jí)計(jì)算機(jī)梳理統(tǒng)計(jì)海量數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)對(duì)人員、設(shè)備工況、材料能源、安全環(huán)保、計(jì)質(zhì)量、生產(chǎn)調(diào)度、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的協(xié)同管理[7]。姜徳義等人系統(tǒng)性地將煤礦領(lǐng)域地?cái)?shù)據(jù)劃分為兩大類(邊緣計(jì)算類和云計(jì)算類),并設(shè)計(jì)了基于邊緣云協(xié)同計(jì)算架構(gòu)的智慧礦山技術(shù)架構(gòu),并對(duì)架構(gòu)提出可落地的3種解決方案[8]。張建中分析驗(yàn)證BIM模型相關(guān)格式和符合煤炭行業(yè)數(shù)據(jù)集成標(biāo)準(zhǔn),采用云計(jì)算架構(gòu)搭建BIM建模集成存儲(chǔ)、顯示和交互操作框架[9]。岳一領(lǐng)利用統(tǒng)計(jì)類數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)超限瓦斯數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,推斷了煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行結(jié)構(gòu)并給出了相應(yīng)的數(shù)據(jù)挖掘模型[10]。毛善君等敘述了透明化礦山的三層架構(gòu),并對(duì)井上井下空間建模規(guī)范,多源數(shù)據(jù)的處理與集成,構(gòu)建高精度地質(zhì)體模型,以及遠(yuǎn)程可視化等提出解決方案[11]。龐義輝等針對(duì)子系統(tǒng)割裂問(wèn)題,構(gòu)建了井下多源異構(gòu)大數(shù)據(jù)共享平臺(tái),解決了信息互聯(lián)互通,不僅為生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)上層提供數(shù)據(jù)支撐,而且為底層設(shè)備智能操控提供決策依據(jù)[12]。劉銀志針對(duì)集團(tuán)信息化對(duì)異構(gòu)數(shù)據(jù)處理能力弱,結(jié)合異構(gòu)數(shù)據(jù)處理、模型庫(kù)和知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建、大數(shù)據(jù)分析和管控協(xié)同等關(guān)鍵技術(shù),構(gòu)建了集團(tuán)智能礦山管理系統(tǒng)[13]。

礦山企業(yè)已經(jīng)在單體系統(tǒng)、底層數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)方面取得了較多應(yīng)用成果,并且在智能礦山建設(shè)架構(gòu)和生產(chǎn)管控方面提出了智能化解決方案。但當(dāng)前因?yàn)榉稚⒃诋悩?gòu)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式、規(guī)范以及訪問(wèn)方式都不相同,導(dǎo)致上層應(yīng)用的功能和效果受限,所以處理異構(gòu)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)多源融合的問(wèn)題急需解決。解決這個(gè)問(wèn)題,需要通過(guò)融合網(wǎng)絡(luò)搭建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái),借助智能管控平臺(tái)的數(shù)據(jù)融合,解決集成多系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入和存儲(chǔ)難題,通過(guò)統(tǒng)一的訪問(wèn)接口,為應(yīng)用提供支撐。使得“人、機(jī)、料、管、環(huán)”多方面數(shù)據(jù)流得到智能化應(yīng)用。

1 礦山融合網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)流分析

統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)需要借助融合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè),形成礦山一體化通信引擎。網(wǎng)絡(luò)融合地面工業(yè)控制星型網(wǎng)和井下工業(yè)控制環(huán)網(wǎng),采用軟件冗余以及軟件集控、子系統(tǒng)集中監(jiān)控和控制、視頻智能監(jiān)視進(jìn)行集中監(jiān)控；生產(chǎn)管理將數(shù)據(jù)服務(wù)、調(diào)度控制、數(shù)據(jù)展示等綜合建設(shè),全面驅(qū)動(dòng)礦山自動(dòng)控制系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)融合,融合網(wǎng)絡(luò)與各系統(tǒng)之間的關(guān)系如下圖1所示。

圖1 柿竹園融合網(wǎng)絡(luò)與各系統(tǒng)關(guān)系

融合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為智能礦山的數(shù)據(jù)傳輸搭建通道,進(jìn)一步將地質(zhì)、采礦、監(jiān)控、設(shè)備、管理等數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理,為礦山相關(guān)信息數(shù)據(jù)的保存、傳送、輸出和處理提供信息化基礎(chǔ)設(shè)施,并將數(shù)據(jù)服務(wù)、決策支持信息和指令應(yīng)用于各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)管理和控制量,構(gòu)建礦山智能管控體系。

1.1 數(shù)據(jù)流

智能礦山管理過(guò)程的數(shù)據(jù)流包括生產(chǎn)計(jì)劃管理數(shù)據(jù)流、物資/能源消耗管理數(shù)據(jù)流、安全管理數(shù)據(jù)流、設(shè)備管理數(shù)據(jù)流、驗(yàn)收管理數(shù)據(jù)流、人力資源管理數(shù)據(jù)流,同時(shí)還包括關(guān)鍵的生產(chǎn)數(shù)據(jù)流、控制數(shù)據(jù)流,最終形成數(shù)字的智能礦山數(shù)據(jù)流網(wǎng)絡(luò)。

1.1.1 生產(chǎn)數(shù)據(jù)流

智能礦山生產(chǎn)過(guò)程主要包括掘進(jìn)和開采等作業(yè)流程,過(guò)程中主要采集信息包括采礦進(jìn)度、掘進(jìn)進(jìn)度信息,匯總的報(bào)表反應(yīng)了礦山生產(chǎn)過(guò)程信息流圖,如圖2所示。

圖2 生產(chǎn)調(diào)度過(guò)程數(shù)據(jù)流流程圖

1.1.2 控制數(shù)據(jù)流

礦山控制過(guò)程主要是對(duì)八大系統(tǒng),及礦山運(yùn)輸系統(tǒng)、壓氣系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)和提升系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行自動(dòng)化控制。這里以排水自動(dòng)化控制系統(tǒng)為例進(jìn)行說(shuō)明。

井下排水自動(dòng)化控制系統(tǒng)構(gòu)架可分為：HMI,SCADA主站/服務(wù)器,交換機(jī),現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。其中,PLC以工業(yè)以太網(wǎng)與SCADA主站進(jìn)行通訊,現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備采用RS232、RS422或RS485等通信方式連接PLC,系統(tǒng)構(gòu)架圖如圖3所示。

圖3 自動(dòng)化控制系統(tǒng)構(gòu)架

排水自動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)流主要包括數(shù)據(jù)采集、傳輸以及控制等過(guò)程,數(shù)據(jù)流程如圖4所示。其余系統(tǒng)的控制過(guò)程與排水自動(dòng)化控制過(guò)程類似。

圖4 排水自動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)流

1.2 數(shù)字礦山數(shù)據(jù)流網(wǎng)絡(luò)

如圖5所示,通過(guò)信息化管理,形成礦山生產(chǎn)的數(shù)據(jù)流網(wǎng)絡(luò)。形成各部門之間,各身份權(quán)限之間,由礦山數(shù)據(jù)流網(wǎng)絡(luò)中傳遞的信息流,實(shí)現(xiàn)所需數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通,保證了數(shù)據(jù)的真實(shí)性、精確性和可靠性。

圖5 礦山生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)流網(wǎng)絡(luò)

1.3 整體分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

其中的監(jiān)控平臺(tái)分為多金屬采礦和柴山采礦兩個(gè)采場(chǎng)區(qū)域監(jiān)控中心。礦級(jí)中心實(shí)現(xiàn)全礦井的數(shù)據(jù)共享,統(tǒng)一平臺(tái)數(shù)據(jù),是全礦井的綜合監(jiān)控、調(diào)度指揮平臺(tái)；區(qū)域監(jiān)控中心是礦級(jí)中心的部分權(quán)責(zé)下放,實(shí)現(xiàn)“區(qū)域自治”,在功能上與礦級(jí)中心分工和協(xié)同,共同完成礦井的生產(chǎn)調(diào)度。兩級(jí)分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6 分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

通過(guò)建設(shè)區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng),能直接對(duì)所屬區(qū)域內(nèi)的各種異常情況快速響應(yīng)及處理,為礦級(jí)生產(chǎn)指揮中心減輕負(fù)擔(dān),降低事故處理延誤率,保障礦井的安全生產(chǎn)。用礦級(jí)調(diào)度權(quán)力的“減法”,換取靠近現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域指揮活力的“乘法”,保障礦井的安全生產(chǎn)。

區(qū)域的劃分可以是一個(gè)盤區(qū)、采區(qū)、運(yùn)輸沿線或一個(gè)工作面,它主要監(jiān)管本區(qū)域數(shù)據(jù)及部分與其他區(qū)域相關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù),形成滿足監(jiān)控要求的區(qū)域監(jiān)控畫面、報(bào)警信息和智能聯(lián)動(dòng)。在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成上,區(qū)域監(jiān)控中心附屬設(shè)備可配置成位于同一個(gè)局域網(wǎng),當(dāng)系統(tǒng)中存在多個(gè)這樣的局域網(wǎng)時(shí),形成了所謂“多域”。

2 數(shù)據(jù)融合與智能管控平臺(tái)建設(shè)

柿竹園智能礦山結(jié)合信息化和生產(chǎn)管理需求,為了將生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理等信息系統(tǒng)全面打通,智能管控平臺(tái)的內(nèi)容如圖7所示。

圖7 智能礦山管控平臺(tái)架構(gòu)

(1)基礎(chǔ)服務(wù)層：進(jìn)行礦用設(shè)備接入,礦山系統(tǒng)集成,礦山業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的通訊、存儲(chǔ)、管理和訪問(wèn)；礦山行業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)和業(yè)務(wù)通用配置能力；其中還包括了生產(chǎn)監(jiān)控基礎(chǔ)功能,包括實(shí)時(shí)監(jiān)視、趨勢(shì)分析、智能報(bào)警,系統(tǒng)診斷、WEB發(fā)布和報(bào)警聯(lián)動(dòng)等；

(2)生產(chǎn)安全中心：包括有毒有害氣體檢測(cè)、隱患風(fēng)險(xiǎn)單、微震檢測(cè)、人員定位、避險(xiǎn)系統(tǒng)、應(yīng)急管理、產(chǎn)量檢測(cè)等；

(3)生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)：包括生產(chǎn)計(jì)劃、物料管理、設(shè)備管理,同時(shí)還有班組考核、生產(chǎn)應(yīng)急處置、產(chǎn)品追蹤、質(zhì)量管理、能源管理等；

(4)生產(chǎn)調(diào)度中心：包括對(duì)有軌運(yùn)輸和無(wú)軌運(yùn)輸?shù)恼{(diào)度,同時(shí)包括視頻、大屏、廣播、通信系統(tǒng)的調(diào)度,以及產(chǎn)量上報(bào)、進(jìn)尺上報(bào)和調(diào)度日志；

(5)智能決策系統(tǒng)：包括報(bào)警分析、設(shè)備診斷、應(yīng)急智慧、智能聯(lián)動(dòng)和健康度評(píng)估等。

2.1 數(shù)據(jù)集成

底層多源異構(gòu)數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)融合技術(shù)接入數(shù)據(jù)平臺(tái),中間層提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)建模和信息管理機(jī)制,上層通過(guò)提供適用于應(yīng)用場(chǎng)景的訪問(wèn)接口或人機(jī)交互界面。

2.1.1 數(shù)據(jù)接入

根據(jù)柿竹園信息化、自動(dòng)化基礎(chǔ)現(xiàn)狀,數(shù)據(jù)源來(lái)自于：(1)地質(zhì)資料信息系統(tǒng),包括地理空間三維模型；(2)MES系統(tǒng)的計(jì)劃、設(shè)備、物料管理等信息和ERP系統(tǒng)的人員資質(zhì)和技能方面信息；(3)工業(yè)系統(tǒng)信息,如井下人員定位系統(tǒng)和通風(fēng)風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)等；(4)工業(yè)設(shè)備信息,包括挖掘機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)等；(5)還包括非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)文件,如地質(zhì)、工程圖紙,表格和照片等；(6)通過(guò)傳感器采集的信息,或者手持設(shè)備上報(bào)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),再集中人工錄入。

針對(duì)上面的數(shù)據(jù)源,接入技術(shù)有：(1)數(shù)據(jù)導(dǎo)入,比如智能礦山的三維實(shí)體地理地質(zhì)信息,通過(guò)軟件數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換；(2)對(duì)于開放數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)格式的信息系統(tǒng),可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)接口(如ODBC)或ETL插件直接從數(shù)據(jù)源服務(wù)器中提取數(shù)據(jù)；(3)針對(duì)開放應(yīng)用程序接口的信息系統(tǒng)或工業(yè)系統(tǒng)采用API接口訪問(wèn)；(4)對(duì)于信息系統(tǒng),普遍使用HTTP/REST,用于Web和移動(dòng)用戶接口；(5)數(shù)據(jù)文件傳輸/交換,通用的協(xié)議為FTP,主要面對(duì)礦級(jí)部門業(yè)務(wù)和運(yùn)營(yíng)信息,數(shù)據(jù)可為結(jié)構(gòu)或非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),接收方根據(jù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)文件進(jìn)行解析、存儲(chǔ)和處理；(6)深度集成工業(yè)系統(tǒng)的上位機(jī),采用Modbus TCP等標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)協(xié)議,如運(yùn)輸系統(tǒng)等,實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程遙控。

2.1.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)存放數(shù)據(jù)平臺(tái)的所有數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)提供方提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)往往出現(xiàn)不完整、重復(fù)、錯(cuò)誤的情況。因此,數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)需要具備數(shù)據(jù)清洗能力,將數(shù)據(jù)從來(lái)源端經(jīng)過(guò)抽取、轉(zhuǎn)換、加載后保存至數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù),成為后續(xù)可以利用的綠色數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)的預(yù)處理過(guò)程中,根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景需求,按照所需指標(biāo)和維度進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析和預(yù)處理,也可以通過(guò)自定義的模型算法進(jìn)行設(shè)計(jì)。

利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)進(jìn)入數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)一步挖掘,這個(gè)時(shí)候大數(shù)據(jù)平臺(tái)就聚合Hadoop大數(shù)據(jù)技術(shù)中的相關(guān)組件工具,如分布式文件系統(tǒng)(HDFS)、并行處理框架(MapReduce)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)工具(Hive)、集群管理、安全管理等發(fā)揮數(shù)據(jù)的價(jià)值以滿足場(chǎng)景需求。

平臺(tái)再根據(jù)應(yīng)用制定數(shù)據(jù)處理規(guī)則,將處理后的數(shù)據(jù)加載到多維度分析引擎或?qū)崟r(shí)分析引擎中,為后續(xù)應(yīng)用系統(tǒng)提供挖掘分析功能,圖8體現(xiàn)了數(shù)據(jù)平臺(tái)的功能結(jié)構(gòu)圖。

圖8 平臺(tái)的數(shù)據(jù)功能結(jié)構(gòu)圖

2.1.3 數(shù)據(jù)接口

管控平臺(tái)上層為應(yīng)用層,應(yīng)用程序所需要的所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)均通過(guò)訪問(wèn)層的接口來(lái)獲得,所以一套簡(jiǎn)單、通用、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口可為后續(xù)的應(yīng)用開發(fā)提供良好的支撐。目前可支持統(tǒng)一訪問(wèn)的接口技術(shù)有基于Http的RESTFUL API和基于TCP的OPC UA,以及一些其他標(biāo)準(zhǔn)的接口訪問(wèn)技術(shù)或協(xié)議(如OPEN API、GraphQL等)。

RESTFUL適用于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)廠商作為業(yè)務(wù)使用接口的場(chǎng)景,實(shí)現(xiàn)第三方OTT調(diào)用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)資源的功能,動(dòng)作類型為新增、變更、刪除所調(diào)用資源。

OPC UA為工業(yè)互操作性提供統(tǒng)一框架,機(jī)器和設(shè)備制造商描述其系統(tǒng)的面向?qū)ο蟮男畔?并定義訪問(wèn)權(quán)限以及集成信息安全功能。

OpenAPI規(guī)范(OAS)定義了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的、語(yǔ)言無(wú)關(guān)的RESTFUL API接口規(guī)范,允許開發(fā)人員和操作系統(tǒng)查看并理解某個(gè)服務(wù)的功能,而無(wú)需訪問(wèn)源代碼。同時(shí)可以使用最少的實(shí)現(xiàn)邏輯來(lái)理解遠(yuǎn)程服務(wù)并與之交互。

3 礦山智能巡檢應(yīng)用

柿竹園礦山傳統(tǒng)的集中式監(jiān)控是被動(dòng)式的,及現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和報(bào)警信息直接呈現(xiàn)給用戶,而歷史運(yùn)行記錄以報(bào)表的形式保存,等待事后查詢,事實(shí)上距離生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)閉環(huán)智能化還有一段距離。

柿竹園采礦集控平臺(tái)的礦山物聯(lián)網(wǎng)和感知礦山技術(shù)輔助集成平臺(tái)實(shí)時(shí)獲取并傳輸“礦山體征”數(shù)據(jù),地面站快速處理與分析數(shù)據(jù),準(zhǔn)確感知礦山環(huán)境參數(shù)和設(shè)備工況,通過(guò)身臨其境的智能巡檢應(yīng)用遙控人員和采、掘、運(yùn)裝備做出判斷和快速響應(yīng),調(diào)整作業(yè)模式、行為方式和工藝參數(shù)。

利用記錄的事故和工況歷史信息,利用趨勢(shì)分析,案例推理等的數(shù)字能力,對(duì)異常的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)指標(biāo)做出適當(dāng)?shù)念A(yù)警,在“被動(dòng)式”的監(jiān)控上增添“主動(dòng)式”行為。應(yīng)用的功能模塊一般包括了設(shè)備監(jiān)控、巡檢、報(bào)警、維修、GIS定位、設(shè)備控制功能等。

以壓風(fēng)系統(tǒng)為例,闡述基于數(shù)據(jù)流的智能巡檢應(yīng)用,壓風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)功能界面,如圖9所示。

圖9 壓風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)功能界面

壓風(fēng)系統(tǒng)的智能巡檢應(yīng)用由集控平臺(tái)、Web服務(wù)器和應(yīng)用功能與壓風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備群組成如圖10所示。

圖10 集控平臺(tái)的智能巡檢應(yīng)用架構(gòu)圖

集控平臺(tái)作為數(shù)據(jù)中心為上層服務(wù)提供壓風(fēng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),包括壓風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備群臺(tái)賬的基礎(chǔ)信息,設(shè)備狀態(tài)信息,地理空間GIS信息,實(shí)時(shí)報(bào)警信息,維護(hù)信息等數(shù)據(jù)。

Web服務(wù)器通過(guò)OPC UA接口、http接口或數(shù)據(jù)庫(kù)連接驅(qū)動(dòng),從平臺(tái)中獲取壓風(fēng)系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)。在Web服務(wù)器中提供服務(wù),包括為GIS提供位置信息；提供設(shè)備巡檢的管理功能；利用消息引擎,根據(jù)維修規(guī)則向維修人員推送維修消息；壓風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備指標(biāo)導(dǎo)入；形成巡檢報(bào)表,提供查詢支持；提供維護(hù)信息,支持智能分析。

智能巡檢應(yīng)用通過(guò)調(diào)用服務(wù)提供的http接口,實(shí)現(xiàn)壓風(fēng)系統(tǒng)報(bào)警、維護(hù)、巡檢相關(guān)的人機(jī)交互,主要的應(yīng)用包括設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控,可以在PC端或手持設(shè)備上查看設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)；巡檢人員手持終端設(shè)備,進(jìn)行實(shí)地巡檢工作；在GIS圖中展示設(shè)備和報(bào)警信息并對(duì)報(bào)警&維護(hù)信息進(jìn)行管理。

表1 壓風(fēng)系統(tǒng)建設(shè)前后對(duì)比分析表

4 結(jié)論

柿竹園智能化礦山管控平臺(tái)的建設(shè)旨在以融合網(wǎng)絡(luò)建設(shè)為基礎(chǔ),建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),破解困擾礦山企業(yè)的信息孤島的難題；解決包括異構(gòu)傳感采集設(shè)備與環(huán)境監(jiān)測(cè)全流程的無(wú)縫集成、復(fù)雜異構(gòu)信息實(shí)時(shí)采集與高速可靠傳輸?shù)群诵膯?wèn)題,針對(duì)從多種輸入設(shè)備獲取的內(nèi)容、形式、類型上的異構(gòu)數(shù)據(jù),泛在服務(wù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)將這些復(fù)雜信息統(tǒng)一描述成采集輸入設(shè)備無(wú)關(guān)的形式。以壓風(fēng)系統(tǒng)智能巡檢應(yīng)用為例,管控平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)多服務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)信息互聯(lián),從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和顯示,故障保護(hù)和診斷分析和故障報(bào)警功能。