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基于云平台的大型露天矿半连续废石输送系统远程监控应用

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成果主要完成人

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项目概况

北衙矿业半连续废石输送系统主要由破碎系统、胶带输送系统和排土机三大板块构成,设计全长约5.6公里,但由于各大板块是由不同生产厂家设计安装,存在整套系统距离长、设备分布不集中、传统自动系统设计融合性差等问题,已无法满足大型半连续废石输送系统实时监控和维护的生产运营需求。

本项目在半连续废石输送系统传统自动化控制设计中引入工业物联网、云数据技术和无线通讯技术,借助WiFi或运营商的4G网络与工业控制器实现无线通讯,通过手机APP或Web网页等多终端实时监控生产数据,实现了数据云共享,减少数据报表抄送、汇报等多个环节,提高生产调度和故障诊断分析效率以及信息完整性,协助生产运营管理。

基于云平台的半连续废石输送系统远程监控设计包括:系统网络结构设计、系统网络配置、系统通讯配置、远程下载配置、系统数据库配置、手机或Web端监控画面组态、生产视频监控萤石云共享配置七部分。

系统网络结构设计:使用西门子工业以太网交换机作为网络节点建立半连续废石输送系统高速光纤环网,并在环网中加装GRM533YW-C工业控制通讯模块和破碎系统、胶带输送系统和排土机控制系统建立通讯连接。

系统网络配置:GRM533YW-C工业控制通讯模块LAN口、WAN口、移动4G、WiFi四个部分内外网连接配置。

系统通讯配置:GRM533YW-C工业控制通讯模块和半移动破碎站、5台输送机和排土机控制系统通讯协议配置,实现点对点通讯连接。

远程下载配置:GRM533YW-C工业控制通讯模块专用的透传模式配置,远程通过运营商4G、有线网络和WiFi对半连续废石输送带带系统的破碎站、输送机、排土机的控制系统程序进行在线监控、调试和上传/下载PLC程序。

数据库配置:变量或变量组的方式配置数据库的变量名称、变量类型及变量组、通讯连接PLC(I/O设备)、PLC的寄存器类型、数据类型和地址,实现所有数据库的数据和被通讯PLC的寄存器内部数据关联。

手机或Web端监控画面组态:使用巨控提供的专用图形开发软件GRM WebGui ,组态半连续废石输送系统生产图形监控画面。

生产视频监控萤石云共享配置:将生产视频上传至萤石云平台,通过路由共享方式接入到GRM WebGui监控画面开发软件中。

基于云平台的半连续废石输送系统远程监控设计投入使用后给公司的半连续废石输送系统生产运营管理带来以下几方面的好处:

公司领导和生产调度管理人员不必亲自前往恶劣的生产现场,在办公室、出差或休假等通过电脑web浏览器或手机APP可随时随地访问生产数据云平台就可实时了解掌握废石输送带系统的运行速度,物料的运输量,输送带系统变频器、驱动电机等设备实时状态信息,结合生产需求进行远程调度指挥现场操作人员。有效的降低管理人员工作强度,减少管理人员在长距离生产线上来回奔波时间,提高生产调度管理响应时效性和准确性,有助于整套废石输送带系统的安全、稳定、高效的运行。

现场操作人员收到生产调度管理人员下达的指令后就可参考手机APP监控数据作出快速准确的调整,避免调整不及时和调整不准确造成系统运行效率降低;还可通过手机APP随时监控设输送带系统设备运行状态,及时预测和排查设备异常情况,提高系统运行的可靠性,减少因设备故障非计划停机。

废石输送带系统作业环境恶劣设备故障率较高,且故障时经常需要专业维护人员通过在线控制系统监控程序进行故障诊断分析,通过云平台远程下载软件与现场的控制设备建立虚拟的通讯网络工程师或技术人员不需每次故障都得奔赴现就可远程在线监控废石输送带系统所有控制程序进行故障诊断分析,提高了废石输送带控制系统故障处理的效率。

在大型露天矿剥采半连续工艺的输送带控制系统中引入无线通讯、物联网等技术,借助云平台第三方服务器实现生产数据云共享,使用手机APP或PC终端对整套半连续输送带系统的生产数据实时远程监控和维护,是矿山行业解决生产运营过程中痛点的新思路和新方法。2019年为公司半连续废石输送系统增加安全运行时间100多小时,废石运量增加70万吨,为公司节省废石运费约100万元,同时还为公司节约生产管理和设备维护人员的人力成本支出约30万。而远程监控系统将是矿山行业传统自动化控制的升级改造新方向,也是矿山传统工艺控制逐步向网络化、智能化、数字化方向发展的开端,可将其推广应用至矿山行业的选矿、冶炼和尾矿处理等生产工艺中,搭建矿山行业整体的远程监控系统,形成矿山专用生产物联网。