基于工業物聯網云平臺遠程監控井下提升機系統的研究與應用

王多彥，董元

（云南馳宏鋅鍺股份有限公司會澤礦業分公司，云南 曲靖 654211）

公司礦山井下現有多臺套盲豎、斜井提升機系統，主要任務為井下礦石、石渣、人員和材料物資的運輸，屬于公司的重大關鍵生產設備。為此公司每年均會投入大量人力、物力和財力保障其安全可靠地運行。

由于是井下作業，提升機分布范圍廣又位于井下各個不同中段，設備出現故障時，到現場進行處理耗時較多，加之各維修人員維修能力與經驗不一，出現復雜故障時要快速恢復存在一定的難度。為了適應現代化礦山的生產設備運行與管理的需要，對提升機設備的運行情況、生產報表及故障報警信息進行統一管理已顯得十分有必要。為此，擬在地表控制中心建設一套提升設備遠程監控系統。

1 系統概述

本系統上位機遠程監控構建于當前先進成熟的Microsoft.NET XML/Web Services，采用WINCC 系統軟件架構模式，應用PLC 控制系統自帶以太網通訊接口，讀取提升機控制PLC 的源程序，完成對所需參數、信號的讀取，并通過光纜傳輸至地表至中央控制室遠程計算機，在地表安裝無線通訊模塊，通過云平臺，將數據發送至手機，通過手機App 即可實現集中監控、在線監測、數據采集、運行時間、報警顯示、報警記錄、數據存儲等功能。本系統全部為PLC 源程序、上位計算機監控代碼，通信協議公開透明，本次以某斜井提升設備的數據上傳及機組運行狀態監視為例，并在選用硬件及軟件時會預留數據接口，以便后續其他提升機設備的數據交換、數據上傳、監視與管理。

2 系統構成

2.1 監控對象

提升機各部分運行狀態，實現地表遠程監控計算機及手機在線監測、數據采集、運行時間、報警顯示、報警記錄、數據存儲等功能。

2.2 硬件及網絡配置

（1）利用提升機原有的控制系統用的PLC 自帶的通信模塊，利用此類通訊模塊讀取及傳輸全部本提升機控制PLC源程序。

（2）再通過光纖把信號傳輸至地表遠程計算機，在設備本身PLC 控制系統與光纖通信系統之間增加一個安全網關，安全網關通過自身具有的防火墻、防病毒、入侵檢測、用戶接入主動認證等功能，為系統提供全方位的局域網接入安全管理。遠程計算機不直接讀取設備本身PLC 的數據，也不直接訪問設備本身PLC-CPU 的IP 地址，訪問的是安全網關的IP 地址，如此不會對在用的PLC 控制系統進行任何更改，保證不會影響設備控制系統的安全運行。

（3）信號傳輸至地表后，在終端安裝無線通訊模塊，通過憑空云平臺，全面支持移動端遠程訪問控制監控數據實時查看，管理人員和維護人員可遠程通過移動端訪問監控運行狀態，參數、報警信息實時推送，在任何危急情況下主動警告。

3 系統功能

3.1 在地表監控室可以監視每套提升機的運行狀態和主要技術參數

系統通過計算機組態軟件讀取提升機PLC 控制系統中的運行參數，如高程、運行速度、電樞電流、勵磁電流、運行模式、產量鉤數等關鍵信息，將這些信息實時顯示在遠程管理計算機的監視畫面上。監控人員直接通過計算機觀看各提升機的運行狀態信息，同時，部分信息通過以WEB 網頁的方式進行發布，經過授權的管理人員可在其他計算機上登錄查看，做到實時了解設備運行狀況。監視畫面參照圖2。

圖2

3.2 產量數據自動統計并生成生產信息報表

系統直接讀取各提升機產量數據到遠程計算機機的數據庫進行統計，按照設定的要求自動匯總成每班、每日、每月統計報表，無須人工進行抄錄和累加計算，具有更高的準確性；系統支持報表導出，報表格式為EXCELL，根據需要自行打印。舉例如表1。

表1

3.3 重點產量信息和故障信息以短信方式發送到個人手機終端，故障信息附帶對應維修處理建議

（1）系統設計有一套手機短信發送裝置，此裝置可將重點產量信息、故障信息按設定時間發送到在系統中注冊成功的管理人員及技術人員的手機上。

（2）系統將對各故障點進行采集并進行注釋說明，當發生故障時，系統將自動推送故障發生時間、故障類型等信息，管理人員可根據提示更好地了解故障類型人，便于匯報或轉發處理，從而提高故障信息匯報的準確性。此功能解決了故障類型判斷不準確、不及時，需要專業技術人員操作等問題，大大提高了處理故障的時間。

（3）故障信息可以在計算機系統中進行存儲、統計形成相應報表供相關管理技術人員進行查閱。

故障信息附帶對應維修處理建議為維護提供必要的指導與幫助。并且可定期進行總結與完善，為維修人員的專業培訓帶來便利，同時，可更好地分享技術經驗。

3.4 本系統是一個開放性的系統

提升機以外的生產設備也可無縫接入，在同一個系統平臺下進行統一管理，將有效地提高設備管理的水平，提升設備運行的安全性，建成后可以實現設備遠程維護，大大降低維護成本，提高設備的使用效率。