基于云平臺的礦井提升機遠程監控系統設計

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、中國礦業大學徐海學院，江蘇 徐州221008）

1 概述

隨著科技的發展和工業控制的集成度越來越高，電控系統的復雜程度也越來越高，系統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場運維水平和快速排查故障是各系統廠家不斷研究改進的方向[1-2]。

現今社會互聯網技術高度發展，利用移動互聯網、云平臺技術[3-4]，使用網頁、移動終端等對系統進行狀態監控及遠程控制干預，實現系統的遠程監控，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 系統方案

本文中設計了礦井提升機遠程移動監視系統，系統基于云技術，具備首發故障檢測、智能上位機監控、高速數據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 數據；支持GPS 和網絡攝像頭接入。提供手機APP和網頁監控修改數據，可自組圖像化APP 和網頁，圖形界面友好。具備微信推送功能，可實現微信查看當前數據，歷史護具，微信推送報警。

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

系統結構圖如圖1 所示。

圖1 礦井提升機遠程監控系統結構圖

3 系統功能

遠程監控系統對設備運行工況實時遠程監視，建立遠程監視的數據管理，對系統的相關數據進行分類統計。系統通過自帶的實時數據庫，存儲實時數據并按照預先分配的權限提供用戶需求的相關報表。

系統中的各回路狀態，實時數據通過云服務器實時傳輸，了解現場實時運行狀態，利用云組態畫面動態監測，方便遠程直觀監測。

系統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，系統自動通過堆棧的方式排序故障代號，當發生故障時按堆棧處理，能智能指向首發故障，幫助現場處理故障原因，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據庫中，用于查詢和檢索歷史數據，便于分析故障原因及記錄故障頻次。

圖2 故障智能分析

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

圖3 歷史曲線

系統數據接口可對接自動化平臺，根據要求轉接成標準數據接口用于傳輸，實時數據接口滿足實時監測數據的要求。

4 云組態設計

遠程監控終端通過網頁或者APP 客戶端實現用戶與系統之間的通信和交互。云平臺提供標準的WEB 訪問接口，客戶端可直接獲取現場數據，并通過云平臺組態軟件，編輯監控系統圖形界面。

圖4 所示的手機終端APP 設計了系統運行的主界面，以及相關報警、故障、歷史曲線等監控畫面，實現對系統各設備的運行狀態監控、就地控制和遠程操作，電壓、電流、溫度、輔助設備狀態及工藝控制系統工藝保護、安全回路、閉鎖回路等的全面監視，重要數據歷史曲線，實時及歷史故障報警信息，設備狀態信息及故障報警系統具備“三指示”功能，并可實現工藝保護閥值、系統運行參數的遠程在線修改功能，所有數據通過云端服務器采集發送。

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控系統的解決方案。利用電控系統的PLC、4G 全網通網絡和云平臺，對礦井提升機電控系統中的實時運行參數和狀態進行遠程查詢監視、遠程故障分析解決。遠程監控系統的實現，能夠減少維護人員排查故障的時間，第一時間了解現場數據，進而大幅度的提高了生產效率和經濟效益。