矿山机电设备远程控制技术的应用研究

2024-05-16孙旭,梁习

大众标准化 2024年7期

孙旭,梁习

（鲁西矿业梁家煤矿，山东龙口 265700）

矿山机电设备的运行效率和安全性直接影响着矿山的生产效益和安全生产。然而，由于矿山环境的复杂多变，如温度、湿度、灰尘、噪音等，以及矿山生产的高强度和高风险，给矿山机电设备的监测、控制和管理带来了巨大的挑战和难度。因此，如何利用现代信息技术，实现对矿山机电设备的远程控制，提高矿山机电设备的智能化水平，提高矿山机电设备的运行效率和安全性，降低人员的工作量和风险，促进矿山生产的现代化和信息化，成了当前矿山机电设备领域的一个重要和紧迫的课题。近年来，随着通信技术、计算机技术、人工智能技术等相关技术的不断创新和发展，如5G、卫星通信、云计算、大数据、深度学习等，为远程控制技术在矿山机电设备中的应用提供了更多的可能性和潜力。

1 矿山机电设备远程控制技术应用的关键意义

1.1 远程控制技术可以提高矿山机电设备的运行效率

远程控制技术可以实现对矿山机电设备的实时监测和数据采集，通过数据分析和处理，可以及时发现并排除设备的故障和异常，提高设备的可靠性和稳定性。同时，远程控制技术可以实现对矿山机电设备的远程控制和优化，根据生产需求和环境变化，调整设备的参数和工作模式，提高设备的效率和性能。例如，在煤炭开采过程中，通过远程控制技术，可以实现对主运皮带系统的智能控制，无人值守，根据皮带负载、速度、温度等参数，自动调节皮带运行状态，避免皮带停堆、打滑、断裂等故障，提高皮带运输效率和安全性。

1.2 远程控制技术可以提高矿山机电设备的安全性

远程控制技术可以实现对矿山机电设备的远程监测和预警，通过智能视频分析、传感器网络等手段，可以及时发现并报警设备的异常情况，如温度过高、压力过大、漏电、火灾等，避免事故的发生或扩大。同时，远程控制技术可以实现对矿山机电设备的远程操作和管理，通过无线通信、GPS定位等手段，可以减少或避免人员进入危险区域或恶劣环境，如井下、高空、高温区域等，降低人员的工作强度和风险。例如，在井下辅运系统中，通过远程控制技术，可以实现对辅运车辆的远程驾驶，无需人员进入井下进行操作，提高辅运车辆的安全性和灵活性。

1.3 远程控制技术可以提高矿山机电设备的信息化水平

远程控制技术可以实现对矿山机电设备的数据采集和存储，通过云计算、大数据、人工智能等技术，可以实现对矿山机电设备的数据分析和处理，提取有价值的信息，为矿山生产的决策和管理提供支持。同时，远程控制技术可以实现对矿山机电设备的数据共享和交换，通过网络平台、区块链等技术，可以实现矿山机电设备的数据与其他系统或部门数据的互联互通，形成矿山信息化的整体架构。例如，在矿山综合集控系统中，通过远程控制技术，可以实现对矿山机电设备的数据与其他系统如安全监测系统、环境监测系统、生产调度系统等的数据的集成和展示，提高矿山信息化的水平和效果。

2 矿山机电设备远程控制技术应用的基本原则

2.1 以需求为导向

远程控制技术在矿山机电设备中的应用，应该以需求为导向，根据不同矿山机电设备的特点和功能，选择合适的远程控制技术和方案，满足矿山机电设备的监测、控制和管理的需求。不同的矿山机电设备可能有不同的运行环境、工作模式、数据类型、通信方式等，因此需要根据具体情况，定制设计远程控制系统，避免一刀切或盲目跟风。例如，在井下辅运系统中，由于井下环境复杂多变，信号传输受到干扰，因此需要采用无线通信、GPS定位等技术，实现对辅运车辆的远程驾驶。

2.2 安全为前提

远程控制技术在矿山机电设备中的应用，应该以安全为前提，保证远程控制系统的安全性和稳定性，防止远程控制系统出现故障或失效，影响矿山机电设备的正常运行或造成事故。远程控制系统应该具有良好的抗干扰能力、故障诊断能力、故障恢复能力等，能够及时发现并处理异常情况，保证数据的实时性和可靠性。同时，远程控制系统应该具有良好的数据安全保障措施，防止数据泄露、篡改、删除等，维护矿山企业和相关人员的权益。例如，在主运皮带系统中，通过利用智能视频分析、传感器网络等技术，可以及时发现并报警皮带运行中可能出现的异常情况，如温度过高、压力过大、漏电、火灾等。

2.3 以效益为目标

远程控制技术在矿山机电设备中的应用，应该以效益为目标，提高远程控制系统的效果、效率、效益等指标，实现对矿山机电设备的优化调节和管理，提高矿山机电设备的运行性能和生产效率，降低矿山机电设备的运行成本和维护成本，增加矿山企业的经济收益。远程控制系统应该具有良好的数据分析和处理能力，能够提取有价值的信息和知识，为矿山生产的决策和管理提供支持。同时，远程控制系统应该具有良好的数据共享和交换能力，能够实现矿山机电设备的数据与其他系统或部门数据的互联互通，形成矿山信息化的整体架构。

3 矿山机电设备远程控制技术应用的不足之处

远程控制技术在矿山机电设备中的应用也存在一些不足之处，如技术成本高、技术可靠性低、技术安全性差等。这些不足之处限制了远程控制技术在矿山机电设备中应用的广泛性和深入性。因此，如何克服这些不足之处，进一步完善远程控制技术在矿山机电设备中的应用，是一个值得深入研究和探讨的问题。

3.1 技术成本高

远程控制技术在矿山机电设备中的应用需要建立统一的远程控制平台和网络，利用先进的远程控制技术和装置，建立完善的远程控制监督和评估机制，这些都需要投入大量的资金、人力、物力和时间，增加了矿山企业的运营成本。同时，由于远程控制技术涉及多种专业领域，如通信、计算机、自动化、传感器等，需要有专业的技术人员进行设计、开发、维护和更新，这也增加了矿山企业的人力成本。例如，《推动智慧城市落地，大数据治理如何发力》中提到北京市建立了基于大数据平台的“一网统管”系统，该系统涉及多个部门和领域，需要投入巨额资金和大量人员。

3.2 技术可靠性低

远程控制技术在矿山机电设备中的应用依赖于通信网络和计算机系统，这些都是易受外界干扰和攻击的因素，如信号丢失、网络拥塞、黑客入侵等，可能导致远程控制系统出现故障或失效，影响对矿山机电设备的正常监测和控制，甚至造成严重的后果。同时，由于矿山环境复杂多变，如温度、湿度、灰尘、噪音等，可能对远程控制系统的稳定性和准确性造成影响，导致数据采集、传输、分析等出现误差或延迟。例如，《浅析矿山机电设备远程控制技术的应用》中提到了物联网技术在矿山机电设备中的应用存在着无法保证控制网络可靠运行等问题。

3.3 技术安全性差

远程控制技术在矿山机电设备中的应用涉及大量的数据采集、存储、分析、共享等，这些数据可能包含矿山企业的机密信息、隐私信息、敏感信息等，如果没有有效的数据安全保障措施，可能导致数据泄露、篡改、删除等，给矿山企业和相关人员带来损失或危害。同时，由于远程控制技术可能存在技术缺陷或人为失误，可能导致对矿山机电设备的错误操作或误操作，造成设备损坏或事故发生，危及人员的生命安全和矿山的生产安全。例如，《城市信息模型（CIM）基础平台技术导则》提出了“法治化”的原则，强调要“遵循国家有关法律法规和标准规范，保障CIM基础平台的合法合规性，维护CIM数据资源的安全性和权益”。

4 矿山机电设备远程控制技术应用的具体策略

4.1 建立统一的远程控制平台和网络

为了实现对矿山机电设备的有效远程控制，需要建立统一的远程控制平台和网络，实现对矿山机电设备的集中管理和协调调度。统一的远程控制平台可以实现对矿山机电设备的数据采集、存储、分析、显示、传输等功能，提供友好的人机交互界面，支持多种远程控制方式，如手动控制、自动控制、智能控制等。统一的远程控制网络可以实现对矿山机电设备的数据通信和信号传输，保证数据的实时性和可靠性，并支持多种通信方式，如有线通信、无线通信、卫星通信等。例如，在智能化煤矿中，通过建立基于云计算和5G技术的远程控制平台和网络，可以实现对井下各类机电设备的无人值守和智能调度。

4.2 利用先进的远程控制技术和装置

为了提高对矿山机电设备的远程控制效果，需要利用先进的远程控制技术和装置，实现对矿山机电设备的精确操作和优化调节。先进的远程控制技术可以实现对矿山机电设备的智能识别、故障诊断、状态预测、参数优化等功能，提高对矿山机电设备的运行状态和性能的了解和把握。先进的远程控制装置可以实现对矿山机电设备的灵活操纵、精细调整、快速响应等功能，提高对矿山机电设备的运行效率和安全性的保障。例如，在露天矿中，通过利用无人驾驶技术和装置，可以实现对露天矿卡车等重型运输车辆的自动驾驶和智能调度。

4.3 建立完善的远程控制监督和评估机制

为了保障对矿山机电设备的远程控制质量，需要建立完善的远程控制监督和评估机制，实现对矿山机电设备的远程控制过程和结果的有效监督和评估。完善的远程控制监督机制可以实现对矿山机电设备的远程控制人员、设备、数据、网络等要素的全面监测和管理，发现并解决远程控制过程中可能出现的问题和风险，保证远程控制的安全性和稳定性。完善的远程控制评估机制可以实现对矿山机电设备的远程控制效果、效率、效益等指标的定量分析和评价，反馈并改进远程控制的质量和水平。例如，在矿山机电设备远程控制系统中，通过建立基于大数据和人工智能技术的远程控制监督和评估模块，可以实现对矿山机电设备远程控制的智能监督和评估。

5 矿山机电设备远程控制技术的未来发展趋势

5.1 通信技术的创新和应用

通信技术是远程控制技术在矿山机电设备中应用的基础和保障，能够实现对矿山机电设备的数据通信和信号传输，保证数据的实时性和可靠性。随着通信技术的不断创新和发展，如5G、卫星通信、光纤通信等，未来将有更多的通信方式和手段被应用于矿山机电设备中，实现对矿山机电设备的高速、高效、高质量的远程控制。例如，在露天矿中，通过利用5G技术，可以实现对露天矿卡车等重型运输车辆的自动驾驶和智能调度。

5.2 人工智能技术的集成和应用

人工智能技术是远程控制技术在矿山机电设备中应用的核心和动力，能够实现对矿山机电设备的智能识别、故障诊断、状态预测、参数优化等功能，提高对矿山机电设备运行状态和性能的了解和把握。随着人工智能技术的不断集成和发展，如大数据、云计算、深度学习等，未来将有更多的人工智能技术被应用于矿山机电设备中，实现对矿山机电设备的精准操作和优化调节。