王 鹏
山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿, 山东烟台 261400
摘要：随着社会的不断进步和发展，现代工程机械设备的复杂性进一步提高。传统的监测和故障诊断方法显然不能满足时代的需要。在此背景下，工程机械远程监测与故障诊断系统应运而生，该系统不仅能对机械设备的运行状态进行全面、实时的监测，而且能对故障进行第一时间的诊断，对施工机械设备的安全稳定运行具有重要意义。本文对工程机械远程监测与故障诊断系统进行了分析和研究。
关键词：矿山；工程机械设备；远程监控；终端
导言：在实际应用中，基于矿山和工程机械设备的远程监控终端应能满足多种通信接口的需要，并与设备具有良好的兼容性。另外，根据工程设备对远程监控终端的特殊要求，系统应支持远程固件升级、数据存储等功能，同时具有高效、低成本消耗的特点，可以最大限度地发挥远程监控终端的作用。
1矿山机械设备安全管理的重要意义
现阶段，促进我国矿山机械稳定发展，提高矿山机械行业发展中设备维修的难度和强度。矿山机械设备完全依靠人工操作和经验判断设备问题，改变隐患不能及时发现、远程监控的尴尬局面，制定有效的解决方案，更好地满足同时运行管理的需要，对提高我国矿山工程机械技术水平具有重要作用。随着社会经济的快速发展，人们对生命财产安全越来越重视。矿山机械安全逐渐发展成为一门独立的学科，得到了社会各界的认可。此外，随着我国矿业发展规模的不断扩大，安全风险与日俱增，严重程度也在蔓延。在矿山企业中，安全隐患比较突出，风险因素依然存在。如果这些隐患治理不好，就会造成无法挽回的安全事故，给企业带来不可估量的经济损失。因此，矿山施工机械设备必须具有一定的防爆性能。在作业过程中，要注意机械设备的安全隐患，采取有效措施，提前预防事故发生，为施工机械安全稳定运行提供保障。
2远程监控终端的组成及功能
远程监控终端是远程监控系统的重要组成部分。它主要由GPRS通信模块、GPS定位模块、本地通信模块和嵌入式主板组成。
采集和监测功能：①各种泵的运行、停止、故障、远动/就地状态、电流、电压；②一次供回水压力、温度、流量参数；③二次供回水压力、温度、流量参数；④配电系统参数，主电源三相电压、三相电流、有功功率、无功功率；⑤监测管网末端温度或压力。控制功能：①通过监控屏远程启停循环泵组；②给水泵自动补水；③给水一次阀自动调节；④深井泵自动补水。报警功能：①循环泵、补水泵、深井泵故障时报警；②水箱水位、压力、温度超低、超高报警，并将报警信息上报监控中心。
通讯功能：①通过GPRS无线网络向供热公司调度中心传输数据；②通过RJ45接口向分中心传输数据；③通过RS485接口与现场仪表通讯。
GPRS通信模块：采集的信息通过实时数据传输到远程监控中心，同时接收远程监控中心的数据内容。GPS定位模块：对各种信号进行准确及时的定位，如实时跟踪全球卫星位置、运行轨迹、时间、速度等，保证接收到的数据信息的准确性和及时性。
本地通信模块：通过GPRS模块、GPS模块和嵌入式主板模块之间的数据传输，辅助远程监控终端与矿山、工程机械设备之间的数据交换。
嵌入式主板模块：存储工程数据，通过定位分析传输数据。
远程监控终端还具有以下四个特点：①远程监控终端通过采集中心采集数据信息，具有回放和转发数据的功能；②远程监控终端具有远程控制功能，通过GPRS实现，通信模块接收采集站发出的各种报警信号，并将接收到的信息及时传送到远程监控中心；③远程监控终端具有数据配置和存储功能，对用户在系统中的权限进行管理；④远程监控终端控制中心可以向任何一个远程客户端发送控制指令，控制中心还具有对每个客户端进行数据配置和存储的调度和查询功能。
3终端应用
3.1终端产品
通过以上的规划设计、硬件开发、功能编程、反复测试和bug修改，设计出如图5所示的终端。该终端可安装在工程机械和矿山机械的专业设备上，对工程车辆和采矿设备的数据进行采集和监控。
3.2终端的基本功能
开发设计的终端具备如下基本功能：
（１）数据交互功能：采集设备工作数据、经纬度、海拔、速度、方位角、GPS时间；监测GPS天线故障和定位状态；接收服务器发送控制、修改、转发等指令，指定时间报告和远程参数查询设置。
（２）人机交互功能：红、黄、蓝、绿、白五色指示灯，指示设备的供电、定位、通讯、SD卡及调试状态。
（３）安全保护功能：保证终端在两个专业设备上的正常工作，如欠压报警、断线报警、通信异常报警、SIM卡拔出报警、主电源切断报警。
（４）查询和跟踪特定的时间和数据，以及支持指定数据上传和检索的历史数据跟踪功能。该功能利用外部32GB存储卡和程序中相应的功能模块实现大容量数据的存储，为用户或工程师查询故障和统计数据提供支持和服务。数据遵循自动覆盖、先进先出的原则，数据采集和更新时间最快达到20ms。
论大数据背景下工程机械远程监控技术的发展信息技术在大数据时代迅速发展，广泛应用于社会生产和人民生活中。大数据良好的发展背景使计算机网络技术广泛应用于各种生产活动和工程建设中。为适应工程机械的发展，对基本运行机械表面进行监测，实现了对机械设备运行过程的数字化监控。在此过程中，逐步实现了对施工机械设备的远程监控。监测技术的发展和应用为工程机械设备监测技术创造了更广阔的发展空间。
3.3远程监控硬件结构发展
远程监控技术是基于计算机、通用分组无线技术、定位技术等先进的信息设备和技术。建立了较为完善的网络信息处理平台，实现了定位技术的数字化。通用分组无线技术实现了网络的发展。
数字化和网络化技术使工程机械设备运行过程中的数据呈现更加清晰，能有效缩短信息传递的时间。
3.4实现远程监控技术智能化的设计思路
为了实现智能化远程监控技术，首先要将远程监控系统与不同类型的车辆监控系统充分连接起来。通过连接不同的机械设备内部控制系统，实现信息集成，使工程机械管理更加完善。其次，智能远程监控系统最重要的部分是信息采集和数字分析。智能服务系统可以实现定位功能的实时信息传输，采集机械设备运行过程的相关参数。在此基础上，施工单位可根据实际使用情况对机械设备进行调整和控制。监控设备的核心部分对机械设备的运行进行实时监控，其智能调节模块存储设备的运行数据。这些存储的数据是机械设备运行的真实数据，具有较高的分析价值。为了充分利用这些数据，设备增加了数据分析功能。
3.5工程机械设备的远程监控和检测
工程建设中使用的各种机械设备，由于受到外部运行环境的各种不利因素的影响，容易发生各种故障，当然，这些故障是不可避免的。智能远程监控系统的智能化体现在其监控平台上的先进故障诊断系统的设计上，实现机械设备的远程操作和控制。如果机械设备在运行中出现问题，设备使用者可以根据设备的标准参数，准确找出故障原因，并进行维修保养，以减少机械设备的损耗，延长机械设备的使用寿命。
3.6设备远程报警控制功能
为了保证机械设备的正常运行，通常在机械设备监控系统的主控中心设置标准运行参数。一旦机械设备在运行过程中超过运行标准，监控系统将启动自动报警功能，并将报警信号传送至监控中心。
4工程机械远程监测与故障诊断系统实现的关键技术
4.1人工智能技术
对于工程机械远程监测与故障诊断系统，应用人工智能故障诊断方法具有重要意义。其中，人工智能故障诊断方法主要包括基于人工神经网络和专家系统的方法。由于现代工程机械的突发性故障、诱因的复杂性和类型的多样化，智能故障诊断技术的应用显得尤为关键。用于故障诊断的神经网络在发现新的故障时，可以利用自学习对相关权值进行优化，从而保证故障检测的准确性，大大降低了虚警率和虚警率。目前，人工智能技术在工程机械远程监测与故障诊断系统中的应用正呈现出越来越广泛的发展趋势。
4.2ADO技术
ADO技术属于微软的数据库应用程序接口，性能优良。其主要功能是实现与sqlserver2000的有效连接、ASP技术与ADO技术的有机结合、web数据库的平滑访问等数据源的兼容性。
4.3远程通信技术
随着Internet技术的不断更新和完善，各种虚拟仪器正逐步向网络化的方向发展。DataSocket技术是Ni公司拥有的具有代表性的网络实时通信技术。该技术不再采用传统的IP/TCP编程，从根本上实现了数据信息的实时传输，为远程监控的实现提供了有力的技术条件。构建智能测控网络可以采用以下两种模式：一种是B/S模式，主要采用数据库技术，可以有效存储海量数据，方便查询。另一种是C/S模式。该模式的主要优点是可以实现数据信息的实时高效传输和远程数据处理。在远程监测与故障诊断系统中，由于信号波动大，对数据信息的远程处理要求高，C/S模式是最佳选择。
5远程监控与智能化系统技术应用分析
在矿山施工机械作业中，远程监控与智能系统采用两层网络结构，底层网络采用can总线技术，上层网络采用GPRS传输技术。底层系统利用传感器将各种参数传输给CAN总线，然后传输给监控分析嵌入式系统。
（1）工程机械性能检测与分析系统。该系统主要用于处理相关数据信息。对施工机械整体运行情况进行综合评价后，便于设备操作人员准确掌握机械性能。在实际检测中，如果性能参数出现问题，应急系统可用于工程机械的快速保护。监测分析性能参数主要包括：工程机械发动机转速、运转时间、油料温度、输出电流和电压。只有及时评估这些参数，才能使系统运行更加稳定。利用GPRS网络传输，将矿山工程机械运行性能测试数据传送到信息系统中，使维修人员能够准确掌握其运行情况。GPS定位模块用于准确定位机械的工作位置，及时检测设备是否偏心，以便及时维修；如果机械损坏严重，需要自动断电，暂停作业等强制保护措施，防止损害扩大。
（2）人机页面系统。在矿山施工机械运行过程中，
远程监控智能化系统采用信息对接方式，维修人员可利用信息系统实时查看施工机械的运行情况。该页面操作简单，信息量大，满足了机械设备生产环境的需要。维护人员可以查询相应的性能参数，接收远程信息系统传送的报警信息。此外，在这个页面上，操作人员还可以及时掌握报警、机械损坏和位置等相关信息。
结束语
随着社会经济的快速发展，重型机械在矿山生产管理中得到了广泛的应用。在工程机械的运行中，远程监控和智能化系统的应用，可以保证维修人员能够实时掌握设备的运行和性能参数。当设备发生故障时，能及时为用户提供响应措施，保证矿山工程机械设备运行更加稳定，实现智能化发展目标，提高系统性能，对矿山工程机械的健康稳定运行起着重要作用。因此，该系统具有重要的应用价值和广阔的发展前景。
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作者简介：王 鹏（1987.07）性别：男，籍贯：山东省莱州市，学历：本科职称：电气助理工程师，研究方向：矿山机电。