摘 要：本文首先介绍了远程控制技术在矿山机电中应用的背景，重点阐述了GIS、物联网、PLC远程控制技术在矿山机电设备中的应用情况和基本特点，为工程技术人员提供一定的技术参考。
关键词：矿山机电 远程控制 应用
中图分类号：TD43 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）09（a）-0136-02
在现代的矿山企业中，开采和运输矿产资源需要大量的、广泛的使用机电设备，面对众多的机电设备，一直以来，人们希望建立起一套完整的管理、监测、维护系统，能够实时监测到关键生产机电设备的具体位置、使用情况、运行状态，实现智能化的远程控制，减轻管理人员的劳动量，为技术人员及时发现和排除故障提高一定的数据支持，为机电设备的调度提供决策依据。随着现代工业生产信息化、智能化技术和互联网技术的不断发展，地理信息技术、无线通信技术和互联网技术等远程控制技术已经开始在矿山机电设备的管理中得到应用，提高了生产效率，取得了较好的经济效益。本文就矿山机电设备的远程控制技术进行探讨和研究，为工程技术人员和管理人员提供一定的技术参考。
1 矿山机电设备远程控制技术的应用背景
在现代的矿山企业中，矿山机电是一个泛指的概念，它包含很多的内容，泛指矿区中的各种机电要素，如各种运输车辆、掘进机、起重设备、皮带传输机、发电机等都属于矿山机电的范畴。随着采矿作业区域扩展大型化，作业条件恶劣，有些区域已经不适合人类长期停留来操纵机械设备，特别是对于煤矿的开采，各种突发性事故和不安全因素极多，已经给国家和矿山带来重大的经济损失和人员伤亡。因此，实现远程控制和安全生产已经成为未来矿山资源开采的一个趋势。矿山机电设备种类繁多，数量巨大，且运行条件复杂，管理难度较大，如何实现远程控制又是一个技术难题。随着工业自动化、信息化的不断发展，各种先进技术越来越多的应用于实际生产中。GIS技术、物联网技术、PLC技术等层出不穷，也是近些年的一个重要研究课题。
2 GIS远程控制技术在矿山机电设备中的应用
GIS控制技术是由MGIS（Mine Geographical Information System，即矿山地理信息系统）系统发展而来的，最早应用于对矿山资源和环境信息进行采集、存储、处理，并且对矿山的资开采管理进行综合分析和评估。近些年来，逐渐在矿山机电设备的安全管理和控制中得到发展和应用，实现对矿山机电设备的定性、定量、定位的全面管理和控制。
矿山机电设备管理和控制平台是融合地理信息技术、无线通信技术、数据库技术、局域网和广域网技术等多项高科技技术的集合体，随着这项技术的不断深入研究，相应的GIS管理和控制软件已经被研究人员开发和利用，并且取得了较好的经济效益。
GIS管理控制系统的组成如图2所示，其核心是地理信息系统监控平台。GIS管理系统的基本工作原理是：在矿山各类机电设备上安装的监控终端采集机电设备的工作时间、位置、使用情况、运行状态等信息，并通过无线或有线通信网络发送到地理信息系统平台上，通过该平台对搜集数据的处理，管理人员可以实时的查询和监控目标机电设备，从而实现对机电设备的远程控制和监测。
目前，GIS技术在矿山机电设备的管理方面还处于初级阶段，有待进一步的开发和应用。随着矿山机电设备的日新月异，对GIS远程控制技术的应用也是不断的更新和改进，特别是随着物联网技术的不断发展，和其他技术相融合的综合控制技术也正在开发。
3 物联网远程控制技术在矿山机电设备中的应用
物联网（Internet of Things，IOT）是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，利用WSN、无线数据通信等接入技术，把任何物品与互联网连接起来，构造一个覆盖世界上万事万物的巨大信息网络。通过对这个信息网络的控制，可以对机器设备实现远程的生产指挥，降低工人劳动强度，提高工作效率，这正是物联网的特点所在。
物联网远程控制技术的主要的特点是：分别组建办公局域网网和工业生产局域网，通过Internet把两个局域网连接在一起，并且通过办公网来控制工业生产网，从而实现远程控制的目的。在机电设备上安装传感设备，并且把这些传感信号通过无线通信技术接入到互联网络中，机电设备的运行状况数据就可以源源不断的传入到互联网络中，在办公区的局域网中可以通过互联网络实时的查看机电设备的运行数据，采用专家库、知识库、推理机等实时监测矿山机电设备的运行状况、故障预测、诊断分析，对机电设备的运行状态进行实时监测、预警分析、故障报告等工作，并对其进行管理和控制。特别是近些年来，WIFI、ZigBee技术等无线接入技术的不断成熟，物联网将在矿山机电设备的管理中发挥更大的优势。
物联网远程控制系统的工作模式主要由以下四个部分组成：标识、感知—接入、传递—处理、控制—应用、交互。随着云计算（SAAS服务）的进一步发展，矿山机电设备控制方式也将得到进一步的改善和提高。由于物联网涉及到电子信息、计算机应用、机械制造等多个领域，是一种多学科交叉的技术，成本投入较高。
由于矿山机电设备的工作环境一般都比较恶劣，如何在设备上安装传感器和射频标签等传感设备，并且能够准确、高效、简便快速的采集到运行数据成为了一个技术难题。无线通信接入技术较为成熟，但是在矿山开采的工作环境下，无线网络技术也面临着挑战。因此，在物联网技术的应用还存在很大的研究空间。
4 PLC远程控制技术在矿山机电设备中的应用
PLC（可编程控制器）是一种数字运算操作的电子系统，它是专为在工业环境下应用而设计的，在矿山机电设备的管理中也有着广泛的应用。PLC控制技术具有投资少，编程简易，抗干扰能力强，可操作性强等优点。近几年来，PLC越来越多的代替传统的继电器控制，并取得了很好的经济效益。
PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。可编程逻辑控制器主要是由电源、中央处理器、存储器、输入输出接口电路、底板或机架、编程器、模块以及人机界面组成的。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC应用广泛，结构灵活，操作简单，具有可以在线进行修改、柔性好等特点，可以用在矿山上的各种数字控制领域，实现温度控制、位置控制等，以更好地进行开采作业，减轻工人的劳动强度。
但是，PLC控制技术也有缺点，它只能实现对机电设备的控制，不能对它的运行状况进行实时的监测，也不能采集运行数据供工程技术人员分析和调动决策。它适用于对控制要求比较高，但是对设备的管理方面要求比较少的机械设备的控制。准确来说，它是一种“半人工半自动”的控制技术，相对于以上两种远程控制技术，它显得相形见绌。但是，在现代的矿山企业中仍然有较多的应用。
5 结语
矿山机电设备远程控制技术的目的是对其进行远程的实时监控和管理，实现安全生产。随着工业新技术的不断应用，远程控制技术也将得到不断的发展，在未来的矿山安全管理系统中将扮演重要的角色，它将渗透到矿山设备机电的各个控制系统中，为矿山企业创造更多的效益，为工程技术人员提供更多的数据资料和决策依据。
参考文献
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