基于大數(shù)據(jù)的礦山機(jī)電設(shè)備智能運(yùn)維體系設(shè)計(jì)

蔡俊偉

（平煤集團(tuán)，河南 鄭州 450000）

大數(shù)據(jù)體系的研發(fā)，可以針對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行高效率處理，利用數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)決策，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的增值化處理。伴隨著礦山機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化、智能化完善效果來講，技術(shù)及設(shè)備的更新，將加大信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸壓力，如果在時(shí)間節(jié)點(diǎn)下，產(chǎn)生數(shù)據(jù)冗余現(xiàn)象，將令整個(gè)智能操控系統(tǒng)因?yàn)樾畔⒉粚?duì)稱產(chǎn)生誤操作問題，無法實(shí)現(xiàn)信息平臺(tái)的實(shí)時(shí)化操控。在大數(shù)據(jù)平臺(tái)的支撐下，則可通過數(shù)據(jù)框架的對(duì)接功能，對(duì)不同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)化處理，令礦山機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行期間，通過智能化、集成化的數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)化管理，進(jìn)而在設(shè)備終端與管理終端建設(shè)數(shù)據(jù)對(duì)接途徑，實(shí)現(xiàn)立體化監(jiān)控。本文則是針對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備智能運(yùn)維體系設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，僅供參考。

1 礦山機(jī)電設(shè)備智能運(yùn)維體系建設(shè)的重要性

從礦產(chǎn)資源的分布形式來講，大多數(shù)資源位于地下區(qū)域，在實(shí)際開采過程中，需要通過大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)行挖掘，滿足實(shí)際開采需求。在先進(jìn)技術(shù)的支持下，礦產(chǎn)資源的開采逐漸由人工機(jī)械化轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑?、自?dòng)化，通過整個(gè)開采網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，基本實(shí)現(xiàn)在固有傳統(tǒng)空間下，數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)化傳輸，對(duì)于工作人員來講，以信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)的運(yùn)作模式，在一定程度上緩解工作人員的壓力，且在部分高危險(xiǎn)操作環(huán)節(jié)中，也可通過機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化操控，規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生幾率，切實(shí)以安全為主的運(yùn)營(yíng)理念。從目前技術(shù)落實(shí)效果來看，先進(jìn)化的技術(shù)體系，在部分方面可實(shí)現(xiàn)無人化操控，工作人員只需要控制主操控系統(tǒng)，便可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同設(shè)備終端的操控，極大提高系統(tǒng)運(yùn)作效率及安全性能。但是從礦山機(jī)電設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用情況來講，大部分設(shè)備之間并未能建立相對(duì)應(yīng)的信息交互場(chǎng)所，造成礦山機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行過程中是依據(jù)工作人員進(jìn)行獨(dú)立化操控的，一旦操作期間產(chǎn)生信息不對(duì)稱的問題，極有可能造成設(shè)備之間的碰撞問題，嚴(yán)重情況下，將產(chǎn)生安全事故，對(duì)工作人員造成危害。通過對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備建設(shè)智能運(yùn)維體系，則是通過數(shù)據(jù)框架的建設(shè)，將不同類型的機(jī)電設(shè)備所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息集成到一個(gè)平臺(tái)之上，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化管理。整個(gè)智能運(yùn)維平臺(tái)無需通過人工操控，便可實(shí)現(xiàn)基于程序指令的自動(dòng)化操控，當(dāng)機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行過程中產(chǎn)生故障的話，智能運(yùn)維體系可自動(dòng)檢測(cè)出故障問題的產(chǎn)生點(diǎn)，并依據(jù)內(nèi)部專家診斷系統(tǒng)進(jìn)行自主化維修。此類智能運(yùn)維體系的建設(shè)，可在第一時(shí)間對(duì)設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的故障問題進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析，有效縮減問題解決時(shí)間，提高機(jī)電設(shè)備的使用壽命，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2 基于大數(shù)據(jù)的礦山機(jī)電設(shè)備智能運(yùn)維體系設(shè)計(jì)

2.1 礦山機(jī)電設(shè)備智能運(yùn)維體系的軟件設(shè)計(jì)

從礦山機(jī)電設(shè)備智能運(yùn)維體系的處理功能來講，是通過物理存儲(chǔ)、云端存儲(chǔ)平臺(tái)的整合運(yùn)用，保證機(jī)電設(shè)備運(yùn)維體系底層與頂層之間的數(shù)據(jù)對(duì)接性，提高數(shù)據(jù)信息的處理效率。對(duì)此，搭載大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行軟件設(shè)備，必須確定各項(xiàng)服務(wù)功能，解析出不同操控視域下，軟件功能的實(shí)現(xiàn)是否能夠更為精準(zhǔn)契合到智能運(yùn)維體系中，提高系統(tǒng)的處理質(zhì)量。例如，在智能運(yùn)維體系底層方面，需要架構(gòu)出與服務(wù)相對(duì)應(yīng)的操控環(huán)境，避免不同平臺(tái)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生差異問題。在頂層方面，則需要配備相對(duì)應(yīng)的服務(wù)功能，將機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行信息通過模塊化設(shè)定，建設(shè)出相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸框架，負(fù)責(zé)檢索功能的實(shí)現(xiàn)。

針對(duì)系統(tǒng)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)深度查證出機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，確保相關(guān)數(shù)據(jù)服務(wù)功能的實(shí)現(xiàn)，可正確映射出設(shè)備實(shí)時(shí)工作狀態(tài)，然后通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，深度挖掘出整個(gè)軟件系統(tǒng)運(yùn)行中存在安全隱患問題，提高數(shù)據(jù)檢索質(zhì)量，確保機(jī)電設(shè)備可通過軟件整合平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的集成化處理。礦山機(jī)電設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)的云端架構(gòu)，是按照虛擬化軟件為基礎(chǔ)，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，確保承接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的虛擬網(wǎng)絡(luò)空間具備數(shù)據(jù)信息主動(dòng)處理能力。只有這樣，才可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)主系統(tǒng)接收到數(shù)據(jù)信息時(shí)，可以通過服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的多維度處理，令軟件服務(wù)系統(tǒng)對(duì)接到數(shù)據(jù)資源體系中，分析出不同類別信息，并按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳輸與處理，提高系統(tǒng)的多線程處理能力。

云框架在建設(shè)過程中，應(yīng)先以管理人員的操控功能為基礎(chǔ)，界定出不同權(quán)限下的數(shù)據(jù)處理機(jī)制，然后按照軟件所集成的信息進(jìn)行分類識(shí)別，但是此過程需要與物理服務(wù)器進(jìn)行對(duì)接。在設(shè)定安全域時(shí)，需要通過虛擬機(jī)的設(shè)定，將應(yīng)用軟件進(jìn)行設(shè)定，保證數(shù)據(jù)信息傳輸中的安全性與穩(wěn)定性，這對(duì)于系統(tǒng)操控體系而言，則可真正實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息的智能化采集，且通過工作人員多功能處理模式，結(jié)合專家診斷系統(tǒng)，精準(zhǔn)識(shí)別出當(dāng)前操控空間下設(shè)備所存在的故障問題，當(dāng)設(shè)備產(chǎn)生的故障及異常狀態(tài)超出警報(bào)值時(shí)，則將進(jìn)行警報(bào)處理，并同步在專家診斷系統(tǒng)中查找相對(duì)應(yīng)的解決方案，對(duì)故障信息進(jìn)行記錄與存儲(chǔ)。

2.2 礦山機(jī)電設(shè)備智能運(yùn)維體系的硬件設(shè)計(jì)

硬件系統(tǒng)是保證智能運(yùn)維體系運(yùn)行的基礎(chǔ)保證，通過傳感器、存儲(chǔ)器、處理器的綜合運(yùn)用，保證內(nèi)部數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)性傳輸，避免因?yàn)閿?shù)據(jù)信息不對(duì)稱產(chǎn)生的指令錯(cuò)誤對(duì)接問題。從礦山機(jī)電設(shè)備運(yùn)行模式來講，不同機(jī)電設(shè)備之間存在交互特征，這就需要主系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，可以正確分析出當(dāng)前操控視域下，各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息在傳輸過程中的獨(dú)立性，且應(yīng)確保數(shù)據(jù)信息的運(yùn)算與傳輸，不會(huì)對(duì)其他設(shè)備及系統(tǒng)造成影響，進(jìn)而使得智能運(yùn)維體系可以依據(jù)設(shè)備運(yùn)行中的映射信息正確界定出當(dāng)前操作是否存在故障問題。

本文在對(duì)硬件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，主要采用具有單片機(jī)屬性的Atmeler處理器，保證處理器在運(yùn)行過程中，對(duì)接收到信息進(jìn)行科學(xué)性處理。與此同時(shí)，伴隨著技術(shù)、設(shè)備的不斷更新，機(jī)電設(shè)備將面臨著更新?lián)Q代的問題，而此類處理器則可有效解決后續(xù)拓展問題，即為在機(jī)電設(shè)備數(shù)量增加的情況下，無需設(shè)定處理器，只需要通過處理器的拓展功能，便可對(duì)多臺(tái)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行接入處理，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)尼槍?duì)性。針對(duì)信號(hào)監(jiān)測(cè)的讀取設(shè)備設(shè)定時(shí)，則是以Neasd信號(hào)的讀卡裝置為主，保證在長(zhǎng)時(shí)間、高負(fù)荷的工作條件下，可保證數(shù)據(jù)讀取的效率性與精準(zhǔn)性。

從礦山機(jī)電設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的故障問題來講，可以從電氣系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)兩部分進(jìn)行分類界定，然后針對(duì)故障問題，制定相對(duì)應(yīng)的故障運(yùn)維措施。例如機(jī)電設(shè)備電壓供給不足產(chǎn)生的電機(jī)過度損耗問題，線路接觸不良產(chǎn)生的設(shè)備卡頓問題，通信系統(tǒng)破損產(chǎn)生的頻率跳變故障等，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)故障信息處理的針對(duì)性，針對(duì)硬件裝置進(jìn)行布局時(shí)，必須確保相關(guān)傳感器裝置科學(xué)性采集機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行信息，例如對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行溫度參數(shù)、速度參數(shù)、電壓參數(shù)等方面的監(jiān)測(cè)，（例如將溫度傳感裝置設(shè)置在機(jī)電設(shè)備發(fā)動(dòng)機(jī)箱體下方，將速度傳感裝置設(shè)置在減速箱體左側(cè)，將電壓傳感裝置設(shè)置在電源連接區(qū)域，將振動(dòng)傳感裝置設(shè)置在軸承蓋上方，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的溫度、速度、振幅等運(yùn)行工況的監(jiān)測(cè)與分析）實(shí)現(xiàn)全方位的數(shù)據(jù)采集，并將各類信息傳輸?shù)较到y(tǒng)軟件中，通過比對(duì)，分析出設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行工況下是否存在故障問題，第一時(shí)間向工作人員傳達(dá)工況信息。此外，為確保智能運(yùn)維體系運(yùn)行的可靠性，則應(yīng)針對(duì)現(xiàn)階段設(shè)備運(yùn)行模式，查證出智能運(yùn)維框架運(yùn)行模式是否符合設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行訴求，以對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行全過程監(jiān)管。

3 結(jié)語

綜上所述，機(jī)電設(shè)備作為礦山開采工作的重要載體，通過機(jī)械化、自動(dòng)化的智能操控，可進(jìn)一步提高礦產(chǎn)資源開采的安全性，降低人力資源的投入力度。

為此，針對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)智能運(yùn)維體系時(shí)，必須從多個(gè)方面考量出硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的針對(duì)性，保證系統(tǒng)功能化的實(shí)現(xiàn)可正確作用于設(shè)備中，提高實(shí)際檢測(cè)質(zhì)量。