選煤機電設備狀態遠程監測平臺設計研究

白 雪

（同煤集團洗選公司精煤分公司， 山西 大同 037001）

引言

煤炭洗選一般是指從煤中去除矸石或其他雜質的過程。原煤經過洗煤、選煤等過程后會大大的提高煤炭的質量，同時對環境問題的改善具有較大的促進作用，因此如何改善和提高選煤技術是煤炭工業主要研究的方向，也是響應中國目前提出的可持續發展戰略的重要因素。然而，受到基礎條件的限制，現階段大多數選煤設備人工操作，工作環境差，信息化建設程度較低，導致很難進行統一的調配和管理。現代化遠程監測技術為選煤廠機電設備狀態檢測與數據庫構建提供了基礎，為故障診斷的數據信息移動查看提供了一種新的方法和思路，也為選煤廠管理者安全、高效、便利的管理選煤廠各項工作提供可能[1]。

1 選煤廠機電設備檢測信息

設備的故障和壽命等會嚴重影響企業的經濟效益[2]。隨著企業對設備的重視，選煤廠較為注重對生產工藝設備、輔助型設備、電氣設備、質檢試驗研究設備等選煤設備狀態信息進行檢測，為選煤廠生產管理和數據信息分析提供重要的指標。現以礦井型動力煤選煤廠并主要以機電設備為研究對象，對所涉及的所有設備進行詳細分類，具體如圖1所示。

其中，關于選煤設備的電氣狀態包括總視在功率、平均電壓等狀態，檢測具體的設備有加介泵、新倉刮板機、螺桿空壓機等。總視在功率檢測系統主要由主機PLC控制器為核心，電壓、電流信號可以通過系統設備運行時進行采集，供程序開發者調用。對于選煤廠設備運行機械數據信息包括電機振動、溫度信號，檢測手段為手持巡檢設備，檢測具體設備有加介泵、新倉刮板機、螺桿空壓機等[3]。在相應的機械數據監測完成后將面臨數據存儲和使用情況，因此在數據方面需要具備系統性能、可靠性、可擴充性、兼容性及安全性等。

圖1 洗煤廠設備狀態檢測分類

2 遠程監測系統平臺需求分析

為滿足整個系統的持續性運行、后期模塊的添加和修改等要求，遠程監測系統平臺需求具體如下：

1）在數據庫設計中設備等的命名、程序代碼編碼、用戶界面、接口和程序架構設計按照統一的規范。

2）在開發平臺的選取上遵循行業規范，采用J2EE。

3）所有命名規范進行記錄存檔，方便查閱。

4）系統服務器端采用易操作、易維護的B/S架構。

5）系統的開發滿足靈活性、可擴展性、安全性、健壯性。

3 服務器系統結構與功能模塊的設計

服務器系統在功能上主要劃分為四個大模塊。其中，系統管理模塊是管理員，對用戶和角色進行管理；設備檢測管理模塊主要是通過檢測信息，對參數狀態信息進行全面管理和維護；站點綜合信息管理模塊主要完成檢測區域的記錄，實現每一個檢測站點數據的完備性與提出的系統需求吻合；數據字典模塊主要對檢測的數據項和數據表的存儲情況等進行說明。

3.1 系統設計目標及原則

機電設備狀態遠程監測平臺的目標是實現對選煤設備的各狀態相關參數情況查看，實現遠程監測及故障診斷與解決，最終提高選煤廠管理效率。基于以上系統設計目標，為真正實現高效設備的管理這一系統的核心的業務，平臺設計需遵循以下基本原則：

1）使用性。所有監控數據和信息數據保證其真實性和穩健性，以供選煤廠相關人員根據數據作出決策。

2）適用性。平臺除了需具有良好的數據支撐，其軟件設計中必須提供橫向、縱向間的統一、穩定的接口。

3）可復用性。即系統在開發過程中相同功能的模塊可以使用代碼的可復用。

4）易操作性。對業務模塊的處理確保功能與需求保持一致，以方便使用者。

5）可擴展性。平臺系統容量、業務范圍、數據庫視圖設計等需規范、嚴謹，方便后期的維護和擴展。

6）一致性。使用國標傳輸協議，保證數據傳輸的一致性。

3.2 系統體系架構設計

為保證開發平臺的可移植性及移動端開發進行對接，機電設備狀態檢測平臺在服務器端的開發上采用J2EE技術架構，系統技術體系架構具體包括用戶交互層、數據層和服務層，且架構中每層都對應相應的功能[4]。具體如圖2所示。

其中，用戶交互層提供了設備狀態信息的監測內容，負責顯示結果和請求發送；具體的詳細功能還包括下拉菜單選擇設備等信息，站點區域信息等相應功能的可視化界面。數據層有數據源和存取數據、文件訪問等，負責管理各子系統數據信息，為業務控制邏輯設計和實現提供源數據訪問接口，同時通過對數據庫的視圖和存儲過程的設計，優化代碼設計。服務層和業務控制是整個服務器端最核心的實現部分，服務對數據庫的基本操作和業務邏輯的設計，定義相應的接口方便調用和處理；接受來自用戶交互層的功能請求，完成組件和信息類的抽象處理，以及業務對象的各個模塊的功能實現。

3.3 機電設備遠程狀態監測功能模塊設計

為實現對選煤設備的各狀態相關參數情況查看，在進行機電設備遠程狀態監測系統體系架構設計后，需進行服務器端功能結構設計。其主要分為兩大模塊，分別為系統功能模塊及業務功能核心模塊。其中，系統功能即系統管理模塊，每個功能模塊的職責是用戶管理、角色管理、系統管理。機電設備遠程狀態監測模塊劃分如圖3所示。

圖2 系統技術體系架構

圖3 功能模塊結構圖

了解功能模塊后將對系統各模塊的具體實現進行開發，逐步完成每個模塊所需要的詳細技術，并在滿足系統的完備性和可靠性要求的前提下，完成服務器端系統的設計開發，最終實現機電設備遠程狀態監測。

4 結語

以選煤廠機電設備狀態遠程監測信息平臺開發為目標，使用計算機技術知識和云服務為技術手段進行設計與開發，使選煤廠智能化、信息化進程顯著加快，工作效率顯著提升。然而，選煤工藝各個部門都有自己的管理系統或者生產系統，對數據庫的設計要求更加精簡、安全，對異構互聯提高要求，因此數據融合將下一步將重點關注。