矿山机电设备远程控制技术的应用

王永岗

（库车县榆树岭煤矿有限责任公司，新疆 阿克苏 842000）

对现代煤矿作业来说，煤矿资源的开采、运输均需要依靠大量的机电设备完成，但是因为设备数量繁多，类型不同，分布范围广泛，导致集中管理难度较大，成本损耗问题严重，为了能够有效提高管理水平，需要采取先进、高效的技术实现对矿山机电设备的管控水平。将远程控制技术应用于矿山机电设备的运行管理中，能够实现工作人员远距离对机电设备的操控，通过监控系统实时了解设备的运行状态，便于其在第一时间发现异常情况，不但有助于减少工作人员的工作量，提高工作效率，同时能够提高矿山机电设备管控的智能化、自动化、信息化水平，提高企业的综合效益。

1 远程控制技术

1.1 概述

远程控制技术主要指在网络中通过一台客户端对远距离服务器端进行控制的一项技术，多见于计算机远程控制技术。对矿山作业来说，为了能够帮助工作人员在远程充分了解现场设备运行情况，需要通过使用多项先进技术，如物联网技术、地理信息系统（GIS）、可编程控制器（PLC）等，实现对设备的实时监测、运行数据采集、现场信号控制等[1]。该项技术具有远程办公及远程技术支持的特点。现如今诸多领域的办公作业均开始实施远程办公模式，不但能够有效简化办公流程，同时有助于营造良好的办公氛围，提高整体工作效率。另外在过往应用远程技术的过程中，因为双方技术、认知存在差异，沟通模式存在不足，导致工作效率低下，现如今随着先进技术的不断发展，人们通过计算机便可高效完成工作任务，有效减少工作量，提高整体工作效率。

1.2 矿山机电设备中应用远程控制技术的重要性

在互联网信息时代背景下，智能化、数字化、信息化已成为目前矿山企业的主要发展趋势，信息化技术得到了控制系统的广泛应用，其目的为保证生产的安全性，提高综合效益。

矿山作业中需要使用多种类型的机电设备，如传输机、发电机、运输设备等，同时数量繁多。另外矿山工作环境自然条件恶劣，地形复杂，工作人员需要对机电设备进行人工操作，所以工作人员长时间进行现场作业伴随一定的安全风险，为了保证机电设备的应用效果，需要加大对其的控制力度，但是在实际作业阶段，如开采过程中，极易发生安全事故，面对突发事故难以及时处理，带来巨大的损失。因此为了保证矿山生产、开采作业的安全性，引入远程控制技术具有重要的意义。该项技术的应用能够实现对机电设备的远程控制，结合其运行状态发送控制指令，同时具备良好的反馈功能[2]。另外通过建立远程控制系统，实现对多类型、多数量机电设备的集中化管理，及时检测设备故障问题，为运维管理提供便利，打破时间、空间等因素的限制，充分发挥机电设备的效能。

1.3 应用优势

首先，能够实现异地监管与办公。远程控制的应用能够帮助工作人员通过智能软件与互联网连接实现对设备的远程操作，因此具备异地监管与远程办公的优势。矿山开采现场的环境复杂，距离地面较深，长期工作伴随一定的风险隐患，远程控制技术的应用能够规避风险问题。智能软件的应用能够在远程距离控制开采工作，有效减少工作人员的工作量，提高工作效率以及工作的安全性。另外远程控制技术能够优化操作流程，完善智能化监管模式。其次，提供远程技术支持。现如今远程控制技术得到了矿山机电设备的广泛应用，传统模式下矿山员工管控设备需要位于生产一线，同时能够对讲机以及现场交流的方式展开工作，整体效率不佳，一线人员伴随一定的危险性，不利于保障工作人员的安全。远程控制技术的应用能够通过操控服务器终端实现对机械设备的管控，有效弥补传统工作模式的不足，避免发生信息不对称或者交流不通畅等问题。最后，具备远程监管的优势。应用远程控制技术能够实现对现场情况的全面监管，为一线作业人员提供技术方面的指导，工作人员也可以通过后台显示的实时参数，辅助一线工作人员的工作。如果发生突发情况，工作人员可通过该项技术对设备进行远程操控，及时关闭关键阀门以及重点防护设施，避免事态的严重化。另外，遇到突发情况可以通过远程控制技术及时预警。

2 远程控制系统概述

2.1 组成

远程控制技术的有效应用需要依靠完善的控制系统，其组成包括以下几个模块：①传输模块。该模块的功能为在检测矿山机电设备运行数据的前提下，利用互联网信息技术建立专门的数据传输通道，将设备的真实数据全面、安全、高效地传输至控制模块。②终端模块。该模块是实现机电设备远程控制的关键，其功能主要为接收到设备运行数据后，采用预先设定的算法，及时对设备发送控制指令，进而保证设备状态的自动化调整。③检验及控制模块。该模块的功能为矿山机电设备关键运行参数的提取，将其作为自动控制的主要依据，同时实现对设备运行状态的有效控制，进而能够帮助工作人员跟各位准确了解设备运行变化情况，达到自动化远程控制目标。对远程控制系统的结构模式进行划分，主要包括B/S模式与C/S模式两种。其中前者应用较为广泛，具有极强的兼容性。图1为B/S模式结构示意图。C/S模式的结构较为单一，可通过client端发出访问请求，通过serce端反馈结果。

图1 B/S模式结构示意图

2.2 实现方式

对矿山开采作业来说，其现场环境具有复杂性与多变性，同时机电设备的运行状态也处于不断变化的情况下，远程控制技术应用的重点在于全面掌握机电设备运行情况及现场情况，进而保证控制的精准性。在具体应用过程中，厍控制的实现形式包括下述几个方面：①保持型远程控制。主要指矿山机电设备对系统指令进行执行的过程中，使监控装置处于持续运行的状态下，不对机电设备的运行控制造成干扰，仅在发生异常情况下进行干预。②完成型远程控制。主要指在设备接收控制指令至完成相应操作的过程中，不接受任何外部干预，完成操作后将具体情况反馈至监控系统。③人机交换型远程控制。主要指不仅需要执行系统发送的指令，同时建立人为操作与自动控制的全新通道，为工作人员进行设备控制提供便利。④完全型远程控制。该形式主要应用于机电设备的特殊作业，通过远程控制形式，完全通过监控中心进行操控，直到完成工作任务[3]。

3 矿山机电设备中远程控制技术的应用措施

3.1 GIS远程控制技术

GIS也被称作地理信息系统，早期阶段在矿山作业中主要应用于矿产资源信息、环境信息的收集、处理及存储中，同时能够实现对矿山资源情况的全面分析。近些年来，随着该项技术的不断发展，在远程控制中及安全管理中也得到了广泛的应用，对机电设备的远程管理来说，能够实现对其的定位、定量、定性管控[4]。矿山机电设备的管理与控制已融合多项先进技术，如无线通信技术、广域网技术等，随着研究的不断深入，GIS管理及控制软件得到了广泛应用，取得明显的成效。图2为GIS控制系统构成图，其中GIS平台为系统的核心。

图2 GIS控制系统构成图

对GIS系统的工作原理进行分析，对矿山机电设备安装监控终端能够高效收集设备的位置、使用时间、应用状态等信息，之后通过无线或有线通信网络将信息传输至GIS平台，工作人员可通过该平台处理数据，同时能够通过查询功能实现对机电设备的远程监控，提高远程控制效果。但是GIS技术在矿山机电设备的远程控制的应用仍处于发展阶段，需要加大研发力度，充分发挥该项技术的作用。目前随着矿山机电设备类型的增加、数量的增多，对于GIS远程控制的要求也在不断提高。

3.2 PLC远程控制技术的应用

PLC属于一种数字运算操作系统，在工业生产中应用普遍，近些年来已得到矿山机电设备远程控制的广泛应用。对其优势进行分析，主要体现在编程简单、成本低、可操作性强、抗干扰性能强等方面。科学技术的发展使传统继电器控制模式被PLC技术取代，并且PLC技术的应用取得了理想的效果。对该项技术的类型间划分，主要包括模块式与固定式，其中模块式的主要组成部分为CPU模块、电源模块等，固定式的主要组成部分包括内存块、CPU板等，能够根据相应的顺序排列为一个整体。可编程逻辑控制器的主要组成部分包括人机界面、底板、中央处理器等，能够在内部进行高效的逻辑运算，发布顺序控制等指令，实现对矿山各类机电设备的全方位控制。

PLC技术在矿山机电远程控制中得到广泛应用的主要原因在于其操作便利、结构简单，能够进行在线实时修改，并且在具体控制阶段能够对设备多项参数进行控制，如温度、数字、位置等，为开采效率及安全性提供保障，显著减少工作人员的工作量，降低工作强度[5]。但是该项技术在实际应用中存在一定的问题，例如控制机电设备的过程中，难以有效监测设备的运行状态，另外不具备数据收集功能，因此难以为工作人员展开分析、调度工作提供保障，因此在实际应用中多应用于对控制要求较为严格，但是对管理要求较低的机电设备远程控制中。

3.3 物联网远程控制技术的应用

物联网技术能够通过信息传感器对实物进行感应、扫描及定位，实际应用过程中需要借助感红外线、激光等先进技术，同时在无线通信技术的辅助作用下有效连接事物与互联网。物联网技术能够帮助人们通过信息控制网络，实现对远距离事物的控制，降低人力资源、物力资源、财力资源的投入，有助于提高工作效率。

感知、接收、处理与应用是构成物联网的四大要素。近些年来随着各项先进技术的飞速发展，云计算技术得到了诸多领域的应用，有助于改善控制凡是，如机械制造、电子信息控制等，有效推动物联网技术的发展。但是与PLC、GIS技术相比，该项技术需要投入较高的成本。在矿山机电设备远程控制中运用物联网技术，需要有效连接生产阶段使用的局域网与办公阶段使用的局域网，进而实现远程控制。在机电设备上安装传感器，在传感器的作用下将设备运行状态传输至互联网，工作人员在办公室便可了解其运行情况[6]。另外该项技术具有监测、诊断、故障预测等多项功能，生产相应的报告，有助于提高机电设备的管理水平。

4 案例分析

本文以选煤机电设备为例进行分析，将远程控制技术应用于选煤机电设备，实现对机电设备的远距离控制，帮助工作人员实时了解过滤机、跳汰机等设备的具体信息，如规格、名称、类型、流程等，为工作人员合理调控提供便利。

4.1 系统组成模块

对机电设备远程控制系统模块进行合理划分，主要包括远程数据传输、远程控制终端以及设备检测三个主要模块。在实际应用阶段，远程数据传输能够通过互联网传输设备进行，同时实现对数据的有效控制，为数据的完整性、准确性提供保障。远程控制终端是系统核心部分，以局域网和互联网为基础，为机电设备的远程监控提供便利，同时能够及时调整其运行状态，提高自动化生产水平；在传输数据技术的辅助下，能够实现对设备的有效检验，提取其运行数据，通过分析后实现对设备运行状态的有效控制，及时发现故障问题，有效处理。

4.2 远程控制实现

首先，远程监控。设备正式运行前，工作人员需要按照相关规定，对速度、入料量、排料量等参数进行合理设置，设备运行后通过数据采集装置实现对相关数据信息的自动采集，并且通过互联网与现场总线将数据信息及时传输至控制中心。以可视化技术为基础，工作人员通过电子显示屏便可直观了解设备的入料量与排料量，确保其温度运行。跳汰机安装智能数控风阀，能够实现对床层脉动状态的灵活调整，实现对床层分层的有效控制，达到预期选煤的效果。

其次，远程管理。对选煤机电设备进行远程管控的过程中，通常情况下需要采用物联网技术，同时借助相关管控工具以及智能化控制设备，与局域网连接。工作人员结合相关标准要求，在系统中预设相关参数，如精煤脱水、原生煤泥浮选等，根据相应的指令，自动操作过滤机进行选煤、进料、脱水等操作。另外还可以加强对数据库软件的利用，对全部加压过滤机的数据参数进行采集后，进行集中存储与整理，结合实际需求将关键词输入至数据库中，便能实时了解过滤机的进料限值等参数，在这一基础上合理设定系统操作参数，提高对过滤机的远程操控水平。

最后，远程维修。将远程控制技术应用于选煤机电设备中，不仅能够提高运维管理水平，同时具有良好的故障排查效果。比如说对压滤机进行远程维护的过程中，实现远程控制系统接口与专家数据库、互联网系统的连接，将数据装置以及智能化设备安装在设备上，便能够快速获取设备的运行数据，如实际运行情况、运行时长等，将数据信息传输至互联网系统，系统能够自动筛选与分析数据，通过全面分析明确设备的故障，对实际运行参数与规定数据进行对比分析。另外工作人员能够通过专家数据库咨询专家意见，进一步明确设备故障类型、原因，制定针对性的解决方案，及时排查故障问题，为设备的稳定运行提供保障。

某企业在矿山开采与选煤过程中采用远程控制技术，一年内设备故障率明显下降，同时煤开采量显著增加，从16.3万吨增长至17.5万吨，成本明显降低，取得理想效果。如表1所示。

表1 某企业远程控制技术应用效果

5 结语

综上所述，为了能够有效提高矿山开采效率，保证各项作业的安全性，将远程控制技术应用于矿山机电设备中十分必要，通过利用远程控制技术能够帮助工作人员了解设备运行情况，及时发现故障隐患问题，提高工作效率，为工作人员的安全提供保障。