选煤机电设备状态远程监测平台设计研究

白 雪

（同煤集团洗选公司精煤分公司， 山西 大同 037001）

引言

煤炭洗选一般是指从煤中去除矸石或其他杂质的过程。原煤经过洗煤、选煤等过程后会大大的提高煤炭的质量，同时对环境问题的改善具有较大的促进作用，因此如何改善和提高选煤技术是煤炭工业主要研究的方向，也是响应中国目前提出的可持续发展战略的重要因素。然而，受到基础条件的限制，现阶段大多数选煤设备人工操作，工作环境差，信息化建设程度较低，导致很难进行统一的调配和管理。现代化远程监测技术为选煤厂机电设备状态检测与数据库构建提供了基础，为故障诊断的数据信息移动查看提供了一种新的方法和思路，也为选煤厂管理者安全、高效、便利的管理选煤厂各项工作提供可能[1]。

1 选煤厂机电设备检测信息

设备的故障和寿命等会严重影响企业的经济效益[2]。随着企业对设备的重视，选煤厂较为注重对生产工艺设备、辅助型设备、电气设备、质检试验研究设备等选煤设备状态信息进行检测，为选煤厂生产管理和数据信息分析提供重要的指标。现以矿井型动力煤选煤厂并主要以机电设备为研究对象，对所涉及的所有设备进行详细分类，具体如图1所示。

其中，关于选煤设备的电气状态包括总视在功率、平均电压等状态，检测具体的设备有加介泵、新仓刮板机、螺杆空压机等。总视在功率检测系统主要由主机PLC控制器为核心，电压、电流信号可以通过系统设备运行时进行采集，供程序开发者调用。对于选煤厂设备运行机械数据信息包括电机振动、温度信号，检测手段为手持巡检设备，检测具体设备有加介泵、新仓刮板机、螺杆空压机等[3]。在相应的机械数据监测完成后将面临数据存储和使用情况，因此在数据方面需要具备系统性能、可靠性、可扩充性、兼容性及安全性等。

图1 洗煤厂设备状态检测分类

2 远程监测系统平台需求分析

为满足整个系统的持续性运行、后期模块的添加和修改等要求，远程监测系统平台需求具体如下：

1）在数据库设计中设备等的命名、程序代码编码、用户界面、接口和程序架构设计按照统一的规范。

2）在开发平台的选取上遵循行业规范，采用J2EE。

3）所有命名规范进行记录存档，方便查阅。

4）系统服务器端采用易操作、易维护的B/S架构。

5）系统的开发满足灵活性、可扩展性、安全性、健壮性。

3 服务器系统结构与功能模块的设计

服务器系统在功能上主要划分为四个大模块。其中，系统管理模块是管理员，对用户和角色进行管理；设备检测管理模块主要是通过检测信息，对参数状态信息进行全面管理和维护；站点综合信息管理模块主要完成检测区域的记录，实现每一个检测站点数据的完备性与提出的系统需求吻合；数据字典模块主要对检测的数据项和数据表的存储情况等进行说明。

3.1 系统设计目标及原则

机电设备状态远程监测平台的目标是实现对选煤设备的各状态相关参数情况查看，实现远程监测及故障诊断与解决，最终提高选煤厂管理效率。基于以上系统设计目标，为真正实现高效设备的管理这一系统的核心的业务，平台设计需遵循以下基本原则：

1）使用性。所有监控数据和信息数据保证其真实性和稳健性，以供选煤厂相关人员根据数据作出决策。

2）适用性。平台除了需具有良好的数据支撑，其软件设计中必须提供横向、纵向间的统一、稳定的接口。

3）可复用性。即系统在开发过程中相同功能的模块可以使用代码的可复用。

4）易操作性。对业务模块的处理确保功能与需求保持一致，以方便使用者。

5）可扩展性。平台系统容量、业务范围、数据库视图设计等需规范、严谨，方便后期的维护和扩展。

6）一致性。使用国标传输协议，保证数据传输的一致性。

3.2 系统体系架构设计

为保证开发平台的可移植性及移动端开发进行对接，机电设备状态检测平台在服务器端的开发上采用J2EE技术架构，系统技术体系架构具体包括用户交互层、数据层和服务层，且架构中每层都对应相应的功能[4]。具体如图2所示。

其中，用户交互层提供了设备状态信息的监测内容，负责显示结果和请求发送；具体的详细功能还包括下拉菜单选择设备等信息，站点区域信息等相应功能的可视化界面。数据层有数据源和存取数据、文件访问等，负责管理各子系统数据信息，为业务控制逻辑设计和实现提供源数据访问接口，同时通过对数据库的视图和存储过程的设计，优化代码设计。服务层和业务控制是整个服务器端最核心的实现部分，服务对数据库的基本操作和业务逻辑的设计，定义相应的接口方便调用和处理；接受来自用户交互层的功能请求，完成组件和信息类的抽象处理，以及业务对象的各个模块的功能实现。

3.3 机电设备远程状态监测功能模块设计

为实现对选煤设备的各状态相关参数情况查看，在进行机电设备远程状态监测系统体系架构设计后，需进行服务器端功能结构设计。其主要分为两大模块，分别为系统功能模块及业务功能核心模块。其中，系统功能即系统管理模块，每个功能模块的职责是用户管理、角色管理、系统管理。机电设备远程状态监测模块划分如图3所示。

图2 系统技术体系架构

图3 功能模块结构图

了解功能模块后将对系统各模块的具体实现进行开发，逐步完成每个模块所需要的详细技术，并在满足系统的完备性和可靠性要求的前提下，完成服务器端系统的设计开发，最终实现机电设备远程状态监测。

4 结语

以选煤厂机电设备状态远程监测信息平台开发为目标，使用计算机技术知识和云服务为技术手段进行设计与开发，使选煤厂智能化、信息化进程显著加快，工作效率显著提升。然而，选煤工艺各个部门都有自己的管理系统或者生产系统，对数据库的设计要求更加精简、安全，对异构互联提高要求，因此数据融合将下一步将重点关注。