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摘要 ：远程实时监测系统是指由局域网和微机组成 的网络监测系统。在此基础上，提出了一种基于网络的智 能设备的设计方案。远程监测技术能够实现对被监测目标 的全天候、全方位的监测，同时还能实现多个监测数据的 互联互通。具有实时性、安全性和可扩展性等特点。本文 综述了露天金属矿山机械设备安全管理的重要性， 介绍了 远程监控智能系统的基本功能及技术参数， 并分析了其在 工程机械性能测试分析系统及人机界面系统中的具体应 用效果。
关键词 ：矿山机械 ；远程监控 ；智能化系统 ；性能 检测 ；人机页面
在因特网遍及世界各地，各类高级网络技术飞速发展 的今天，通过因特网技术来进行远程监控已成为必然选 择。远程监控技术能够提升矿山企业的劳动生产率，增强 企业的竞争力，能够对监控对象进行全天候、全方位的监 控，能够及时发现甚至提前预测设备故障，确保矿山企业 的安全生产。而控制技术的实施，则是指在网络上可以实 现多种远程资源的共享。
工程机械对国民经济和社会的发展具有举足轻重的 地位。随着大型机械的管理变得更加困难，同时，随着远 程监控和智能系统在各个行业中的应用日益广泛， 人们的 日常生活和生产也变得更加密切，所以，通过使用远程监 控和智能系统来强化技术支撑， 确保工程机械的平稳运行 是非常重要的。
1 矿山机械设备安全管理的重要意义
管理露天金属矿山机械是一项复杂的综合性工程，它 涵盖了规划设计、制造、安装、使用、维护、维修、改造、 更新以及报废等一系列技术、经济和组织等方面。为了实 现企业的生产目标， 对露天金属矿山机械进行全过程的规 划、设计、制造、安装、使用、维护、维修、改造、更新直 至报废，需要采取一系列科学可行的技术、经济和组织手 段。这些手段包括但不限于技术革新、资源合理利用、成 本控制、安全管理等，以确保矿山机械在整个运营过程中 的高效运行和可持续发展。因此，管理露天金属矿山机械需要全面考虑各种因素，积极应对挑战，并稳步推进相关 工作，以保证矿山机械的优化管理和运营效益的最大化。 对矿山机械装备进行有效的管理，不但可以减少装备费 用，还可以节约企业的投资费用，实现全寿命费用的最大 经济效益和最大的综合效益。
在目前阶段，要推动我国矿山机械的稳步发展，改善 在矿山机械行业发展过程中，设备维修难度大、强度大的 问题，必须完全依赖于人工操作，并根据经验对设备的问 题进行判断， 从而改变设备隐形故障不能及时发现和远程 监控的尴尬局面，并制定出行之有效的解决方案。能够较 好地适应生产经营的要求。本课题的研究成果将为我国矿 山工程机械的发展提供理论依据和技术支持。
随着我国经济和社会的迅速发展，人们对人身和财产 安全的重视程度越来越高，矿山机械的安全性问题也越 来越受到人们的重视。另外，中国露天金属矿山开采的规 模越来越大，露天金属矿山开采过程中存在的安全隐患 也越来越多，危害也越来越大。若对其视而不见，将导致 不可弥补的安全事故，给公司造成难以估计的经济损失。 所以，矿山工程机械设备需要具备一定的防爆能力，在操 作的时候，要对机械设备的安全进行重视，并采取有效的 措施，避免发生故障，只有这样才可以保证工程机械的安 全、稳定运行。加强对矿山机械的管理，既能确保矿山的 安全、有效地运转，又能为矿山的正常工作，确保矿山的 顺利进行创造良好的条件。这对企业取得较好的经济效果 是有益的。因为矿山开采和矿山生产工艺及装备都是经过 了设计并建立起来的，所以，只有持续强化对矿山设备的 管理，并及时对已有的设备展开技术改造和更新，提升矿 山机械设备的技术水平， 才能确保矿山设备能够满足现代 化生产和安全发展的需求，从而提升矿山企业的竞争力。 将露天金属矿山机械设备的安全管理纳入到日常维修工 作中， 便于停工维修， 避免事故带来的进一步损失。
2 远程监控与智能化系统基础功能
2.1 机器发生紧急情况时的保护
紧急停车系统最重要的作用就是向使用者提供备用电源。这种被称作“辅助防护”的系统设计是为了给使用 者一个在危险环境中“避免或者减少危害”而设计的。应 急停车功能是指通过人工操作而触发的， 目的是为了防止 事故发生，降低事故发生。有害因素包括机械故障、加工 材料性能不合格、人为因素影响等。就拿我们在工厂里的 设备维修来说，就是要按下紧急停止键，这样才能避免在 维修的过程中，机器突然开始转动。在长时间的使用过程 中，露天金属矿山施工机械极易发生老化、磨损，从而导 致机械失效，利用远程监控及智能化系统，在操作人员还 未来得及作出相应行动前，就将系统紧急停机，以确保设 备的安全性， 缩短维护时间， 节省维护费用。
2.2 实行一体化经营
物联网技术是将互联网、物联网、移动互联网等技术 相结合，为机械设备提供了一个统一的信息平台。利用移 动智能终端与双模式定位技术， 获取高精度的时间与位置 信息， 利用九轴姿态传感器获取被监控的机械装置的角速 度、加速度、角度等原始数据。采用机器学习方法，对机 器的启动、空转、活动、停机等状态进行精确监控。针对 不同的机器，对其进行了相应的建模，并在此基础上构建 了机器管理的算法库和机器管理数据库。该系统能对系统 的运行过程进行分析， 并能对系统运行过程中出现的被动 破坏、平台偏移等现象进行有效地分析。
通过 GPS 的精确定位，可以清楚地探测出施工机械 的具体位置，并把这些信息传送给用户，以便于对施工机 械的状态进行实时监控。在某种程度上，这将有助于我们 持续地提升系统的管理水平。
在PC 端和移动端，利用 GIS 地图和施工现场平面图， 对机械设备的运行状态进行实时展示， 其中包含了施工现 场机械设备的工作位置和工作状态（工作、停止、闲置）， 并对计算平台信息进行自动记录。通过对现场机器设备的 使用计划进行确认，对班次工期进行统计，对班次签字进 行管理，对现行的项目管理模式进行了优化，并减少了管 理费用。通过本研究， 可实现 ：①实时掌握装备部署情况、 装备运行状况、装备运行时间、装备位置等。②降低人力 成本， 减少企业的被动劳动 ；每一个施工现场只有一个机 器的管理员。③建立大型机器设备的管理数据库，为机器 设备的资源配置、效率提升、装备的维护等提供数据模型 基础。④增强质量监测的实时、可控性。⑤分步建立各种 机器设备操作资料及各种过程资料模式。
2.3 改善了企业的服务水平
当用户的机器发生故障时，可以通过 GSM 网络将机 器故障的原因上传到网上，并对其进行综合分析，为用户提出相应的解决方案， 从而节约维护时间。
还需要实现的目标包括 ：①构建全渠道（微信、APP、 网站、电话等）服务请求发起渠道，并对其进行统一化管 理，提高客户的服务体验。与此同时，通过集成化、智能 化的客服工作台，提高客服的处理效率。②现场服务人员 以APP 为基础，进行现场服务的安装、维护、维护等现场 服务的处理，以及知识库和性能的查询，通过端到端的流 程打通，移动端的应用程序，实现及时高效的服务 ；③精 确追踪零件资料，支援成品与零件的各种BOM 结构，迅 速辨识出零件的构造，便于在需要修理时找出需要替换 的零件， 实现整个过程的可视化管理 ；④通过对顾客寿命 数据的综合分析，引导维修人员进行服务市场推广，发掘 维修人员的寿命价值， 使维修人员从以成本为中心转向以 利润为中心 ；⑤根据故障、运行状态 / 维修计划，自动产 生工作订单，并自动派出维修人员，或向客户发送提醒信 息、维修建议，客户通过微信接收信息，并通过客服机器 人进行咨询、预约 ；⑥通过对服务能力、产品质量、服务 费用等进行大数据分析，实现服务能力的提升，产品的改 进，服务费用和结构的优化。
2.4 反馈特性参数
通过对该系统的设置，实现了利用网络对工程机械工 作参数进行周期性分析的目的。并根据分析结果，提出了 相应的对策，为装备的改造提供了技术支撑，使其在市场 上具有更强的竞争力。
对机械设备能够反馈的参数及作用如下 ：①设备完 好率，是指完好的生产设备占全部生产设备中的比重，许 多工厂的指标能够达到 95% 以上，是反映企业设备技术 状况和评价设备管理工作水平的一个重要指标。②设备故 障率。该指标很容易让人迷惑，有两个定义 ：若为失效频 度，则为失效数量与实际运行台数之比 ；当为故障停机率 时，除以设备实际运转台时与故障停机台时间之比时，故 障停机率之间的对比，可以真实地反映出设备的状况。③ 设备可用率。在国内，存在着两种不同的表述，一种是计 划时间利用率， 另一种是日历时间利用率。
2.5 矿山工程机械监测结构
在矿山工程机械监测中，以分布式处理结构为主，主 要由地面中心站、控制与执行装置、传感器、图形处理基 站、集线器、远程控制终端、振动测量和温度测量智能设 备组成。监控中心是矿山工程机械安全监测系统的核心， 它具有调度系统、设备组态、组态定义、数据通讯、处理 与共享等功能。其中，监控分站的设计包括实时数据采 集、数据预处理、报警、控制以及数据通讯。其中， 监控中心站的设计方案，主要是从通讯协议、接口等方面进行了 阐述。
其中，配置界面采用“请求”“更新”两种数据处理方 法，使动态数据库与外部环境进行交互。在配置接口中， 可以进行多种配置方案的设置， 保证了用户对系统的不同 要求。该配置界面的主要程序结构为 ：先以参数传递的方 式向动态数据库发出数据请求， 再由动态数据库对所传递 的参数进行处理，再把确认后的数据反馈给请求者。当组 态者对组态者的组态者进行变更时， 则会在动态资料库中 利用资料更新方式对组态者进行更新。为实现选矿厂远距 离安全监测，需要对选矿厂远距离监测的数据库、分站类 型和模拟量进行设计。
3 系统技术指标参数
本课题所设计的矿山施工机械远距离监测及智 能化系统的主要设计指标有 ：①工作温度。工作温度 为 -20℃~ 50℃ ; 储藏温度应控制在 -25℃~ 70℃之间。 ②供电。系统功率不超过 60W，温度和湿度的交替变化 （30℃~ 60℃) 不低于 95%。③重量。零件的自重不超过 12千克。④工时。无故障工时不少于2000 小时。
该子系统是对测温、测振等仪器采集到的数据进行有 效地处理与分析， 确保了系统的安全、可靠。在此基础上， 提出了一种基于 GPRS 无线通信技术的网络化控制系统。 第二层是由可编程序控制器、控制室等组成的控制室 ；第 三个层次为信息管理层次，主要由工业交换机、计算机、 视频服务器等组成。
4 远程监控与智能化系统技术应用分析
本文介绍了一种基于 CAN 总线技术的矿山工程机械 远程监测和智能化控制系统。应用 GPRS 通信技术实现 了上位网的通信。下层系统通过传感器把各个参数通过 CAN 总线传送到监测和分析的嵌入式系统中。
（1）一套用于施工机械的性能测试与分析系统。本系 统主要是通过对有关的数据信息进行处理， 通过对工程机 械总体工作状态的综合评估， 使设备操作者能够更好地了解工程机械的工作状态。在实际测试过程中，当设备的各 项性能指标发生异常时，可以利用应急装置实现设备的 快速保护。对工程机械发动机的工作特性进行了监控与分 析，并对其进行了分析。因此， 必须对其进行实时地评价， 以确保系统的稳定性。通过 GPRS 网络的传输，把矿山工 程机械的工作特性测试数据传送到了信息系统，使得检 修人员可以对它的工作状态有一个精确地了解。通过 GPS 定位模块，可以精确地确定机器的工作位置，并可以及时 地发现设备有没有偏离中心， 以便及时地进行检修 ；当机 器受到严重破坏时，为了避免破坏的范围进一步扩大，应 采用自动断电或暂停等强制性的保护方法。
（2）一种人—机界面系统。在露天金属矿山施工机械 的操作过程中， 通过远程监控和智能化系统之间的信息连 接，维修人员可以通过信息化系统来实时了解施工机械的 操作状态。本网页具有操作简便、内容丰富等特点，完全 符合机械装备制造环境的要求。通过本网页，操作者可以 及时掌握报警、机械损伤及定位等信息。
5 结语
随着矿业企业规模的扩大，对其自动化程度的要求 也在不断提高。从矿山装备的升级与发展，对矿山装备的 可靠性、可操作性、可视性与可维护性提出的特殊要求来 看，我国矿山已全面采用了自动化技术，并意识到了其在 当今矿山中的重要性与必要性。矿山自动化技术的广泛运 用，使矿山内的所有设备及工艺都能实现自动检测、自动 控制、自动调节、自动监控及自动保护。在此基础上，提 出了一种新的技术方案，既可提高劳动生产率，又可实现 对资源的高效利用，还可降低生产成本，改善工作环境， 保障生产安全。将自动控制技术运用到露天金属矿的生产 中，既要运用计算机信息管理，又要减少生产成本。在自 动化技术的支持下， 露天金属矿的采掘稳定性和采掘效率 都有了很大的提高。可以预见，在可预见的未来，自动控 制技术将会成为露天金属矿山生产中的主力军。
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