CN104376495A - 一种煤矿机电设备检修无线监管***及其监管方法 - Google Patents
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Abstract
一种煤矿机电设备检修无线监管***及其监管方法，属于煤矿安全监测物联网领域，其特征在于是一种集巡检计划编制、巡检任务生成、煤矿机电设备运行状态数据采集、通过无线网络进行数据实时传输、数据分析处理、巡检人员管理和煤矿机电设备状态监管为一体的实时数据处理与信息管理***及其监管方法的技术方案。本发明解决了企业使用手工记录机电设备巡检信息的问题。保证了对掌握机电设备的运行状态数据的实时性、可靠性和准确性。使用本发明的方法能够大幅提高机电设备巡检的效率及质量，避免漏检和误检，使得机电设备能够安全，高效，无故障地运行，有利于生产力的提高。
Description
技术领域
本发明一种煤矿机电设备检修无线监管***及其监管方法，属于煤矿安全监测物联网领域，具体涉及一种集巡检计划编制、巡检任务生成、煤矿机电设备运行状态数据采集、通过无线网络进行数据实时传输、数据分析处理、巡检人员管理和煤矿机电设备状态监管为一体的实时数据处理与信息管理***及其监管方法的技术方案。
背景技术
对于煤矿机电设备的保养和检修，工作人员必须要有计划性，制定周期性作业的方案，采取一些简单、快捷、高效、先进的检测手段，用以延长机电设备的寿命，保障机电设备在使用过程中保持良好的性能和安全性，避免事故的发生。射频识别技术，是一种无线通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别***与特定目标之间建立机械或光学接触。RFID是一项易于操控，简单实用且特别适合用于自动化控制的灵活性应用技术。可自由工作在各种恶劣环境下：短距离射频产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，可以替代条码，有读取方便快捷，识别速度快，数据容量大，使用寿命长，应用范围广，更好的安全性，可以动态实时通信等特点。机电设备的安全稳定运行对于生产而言至关重要，为了实现机电设备的安全运行就必须对机电设备进行定期检修。然而使用手工记录方式保存机电设备巡检信息，既不利于数据的保存，也不利于数据的处理。基于上述情形，现在亟需一种信息化的方法来实现煤矿机电设备运行状态数据的采集和处理的技术，以解决企业使用手工记录机电设备巡检信息的问题。
目前使用的煤矿机电设备的巡检管理***中没有使用无线网络进行实时数据传输，多使用离线方式，对机电设备的数据进行采集，存储到某些存储机电设备，之后再进行数据同步的方式实现对数据的监管。这种方式不能保证数据的实时性，对掌握机电设备的运行状态十分不利。
发明内容
本发明一种煤矿机电设备检修无线监管***及其监管方法，目的在于为了解决上述问题，从而提供一种集巡检计划编制、巡检任务生成、煤矿机电设备运行状态数据采集、通过无线网络进行数据实时传输、数据分析处理、巡检人员管理和煤矿机电设备状态监管为一体的实时数据处理与信息管理***的技术方案，以实现对煤矿机电设备检修有效监管的目的。
本发明一种煤矿机电设备检修无线监管***，其特征在于该***是一种集巡检计划编制、巡检任务生成、煤矿机电设备运行状态数据采集、通过无线网络进行数据实时传输、数据分析处理、巡检人员管理和煤矿机电设备状态监管为一体的实时数据处理与信息管理***，该***总体上由以下三部分组成：第一部分手持在线数据采集终端、第二部分监控端计算机平台和第三部分机电设备工区无线网络覆盖，其中，第一部分手持在线数据采集终端包含NFC模块、WiFi模块和显示屏以及固定于机电设备上的射频卡6，其中，固定于机电设备上的射频卡6使用复旦FM11RF08型的非接触式IC卡；第二部分监控端计算机平台包含***数据库1、数据处理与信息管理平台2、Web服务器3、射频卡读取装置4和短信发送装置5，其中，射频卡读取装置4采用强盛SL500胜利系列多协议RFID READER，短信发送装置5采用四信F1102 GPRS Intelligent MODEM;第三部分机电设备工区无线网络覆盖，是通过无线基站11产生WiFi无线网络，无线基站11采用Ubiquiti Networks Rocket M Titanium RM5-Ti无线基站；本***通过如下方式进行连接：***数据库1、数据处理与信息管理平台2和Web服务器3安装在所述的第二部分监控端计算机平台上，射频卡读取装置4和短信发送装置5通过串口也连接到所述的第二部分监控端计算机平台上，所述第三部分机电设备工区无线网络覆盖通过无线基站11产生WiFi无线网络，将煤矿机电设备所在工区覆盖，并将上述所述第二部分监控端计算机平台通过有线方式连接无线基站11以连接到同一局域网中。
使用上述一种煤矿机电设备检修无线监管***的监管方法，其特征在于是一种使用无线网络，将对机电设备的巡检工作使用手持在线数据采集终端完成，通过无线网络将巡检数据实时传输到服务器，数据处理与信息管理平台实现对巡检工作的从巡检计划安排设定到任务自动生成再到任务执行情况的完整监督，并可以根据数据输出机电设备运行状态图表，以实现对机电设备状态的监管的方法，具体的方法步骤为：
1）使用数据处理与信息管理平台2录入机电设备信息，根据巡检项目分类录入作为巡检表8，编制巡检计划，包括计划相关机电设备和巡检人员以及需要完成的巡检表，平台根据计划自动生成任务，使用平台对任务完成情况进行监督，以及进行巡检人员管理；
2）固定在机电设备上的射频卡6内存储着一个RFID号，煤矿机电设备通过固定于机电设备上的射频卡6中的RFID号作为机电设备身份认证信息，手持在线数据采集终端7使用射频识别技术通过NFC通信10读取射频卡6内的RFID号经无线网络12提交到Web服务器3在线读取对应的机电设备巡检表8，指导巡检人员开展工作；
3）巡检人员根据数据处理与信息管理平台2的任务安排填写任务要求的巡检表8，填写完成后成为巡检数据9，巡检数据9通过手持在线数据采集终端7的WiFi模块经无线网络12实时发送到Web服务器3上，Web服务器3将巡检数据9实时保存到***数据库1中；
4）在数据处理与信息管理平台2将能够看到实时传回的数据和数据生成的图表以观察机电设备的运行状态。
本发明一种煤矿机电设备检修无线监管***监管方法的优点在于：
1）本发明解决了企业使用手工记录机电设备巡检信息的问题。
2）本发明的***保证了对掌握机电设备的运行状态数据的实时性、可靠性和准确性。
3）使用本发明的方法能够大幅提高机电设备巡检的效率及质量，避免漏检和误检，使得机电设备能够安全，高效，无故障地运行，有利于生产力的提高。
附图说明
图1煤矿机电设备检修无线监管***结构图
图中的标号为：
1.***数据库 2.数据处理与信息管理平台 3.Web服务器
4.射频卡读取装置 5.短信发送装置 6.固定在机电设备上的射频卡
7.手持在线数据采集终端 8.巡检表 9.巡检数据 10.NFC通信
11.无线基站 12.无线网络
图2数据处理与信息管理平台模块图
图中的标号为：
13.数据处理与信息管理平台 14.机电设备管理模块
15.人员管理模块 16.计划管理模块 17.任务管理模块
18.数据处理模块 19.工作监督模块
图3煤矿机电设备检修无线监管***监管方法流程图。
具体实施方式
实施方式1
该***总体上由以下三部分组成：第一部分手持在线数据采集终端、第二部分监控端计算机平台和第三部分机电设备工区无线网络覆盖，其中，第一部分手持在线数据采集终端包含NFC模块、WiFi模块和显示屏以及固定于机电设备上的射频卡6，其中，固定于机电设备上的射频卡6使用复旦FM11RF08型的非接触式IC卡；第二部分监控端计算机平台包含***数据库1、数据处理与信息管理平台2、Web服务器3、射频卡读取装置4和短信发送装置5，其中，射频卡读取装置4采用强盛SL500胜利系列多协议RFID READER，短信发送装置5采用四信F1102 GPRS Intelligent MODEM;第三部分机电设备工区无线网络覆盖，是通过无线基站11产生WiFi无线网络，无线基站11采用Ubiquiti Networks Rocket M Titanium RM5-Ti无线基站；本***通过如下方式进行连接：***数据库1、数据处理与信息管理平台2和Web服务器3安装在所述的第二部分监控端计算机平台上，射频卡读取装置4和短信发送装置5通过串口也连接到所述的第二部分监控端计算机平台上，所述第三部分机电设备工区无线网络覆盖通过无线基站11产生WiFi无线网络，将煤矿机电设备所在工区覆盖，并将上述所述第二部分监控端计算机平台通过有线方式连接无线基站11以连接到同一局域网中。 如附图3，使用该***的方法步骤为：
1. 首先根据机电设备工作环境及位置关系选取合适的位置安装无线基站11，建立无线网络12，使得所需巡检的煤矿机电设备都置于无线网络的覆盖之下；将监控端计算机平台通过连接无线基站11接入上述网络作为手持在线数据采集终端7使用的Web服务器3并安装Microsoft SQLServer 2008数据库作为***数据库1；
2. 在计算机上安装数据处理与信息管理平台2软件，通过串口连接射频卡读取装置4和短信发送装置5，配置手持终端使用的Web服务器3；其中如附图2，数据处理与信息管理平台13包含以下6个模块：机电设备管理模块14、人员管理模块15、计划管理模块16、任务管理模块17、数据处理模块18和工作监督模块19；机电设备管理模块14包含设备信息的录入和显示功能，人员管理模块15包括对巡检人员信息的录入和显示功能，计划管理模块16包含计划编制功能，任务管理模块17包含由巡检计划自动生成每日巡检任务，并短信通知相应的巡检人员的功能，数据处理模块18包括对手持在线数据采集终端7采集的数据的显示和绘图显示功能，工作监督模块19包含对巡检人员任务完成情况的监督查看以及提示短信发送功能；
3. 将机电设备基本信息通过机电设备管理模块14录入数据处理与信息管理平台2，需要录入设备的射频卡RFID号，名称，安装位置，设备型号，生产厂家，出厂日期，使用日期等信息，其中使用射频卡读取装置读取射频卡的RFID号用于作为机电设备的身份认证信息录入平台，并将已录入数据处理与信息管理平台2的射频卡安装固定到对应的机电设备上；按照“机电设备——设备模块——巡检项目”三级结构录入设备的全部巡检项目，作为编制巡检表的模板；
4. 将机电设备的巡检项目根据工区规定的巡检计划分类，分别录入平台作为不同的巡检表，录入时需要给巡检表命名，巡检表可以有多个；编制巡检表时，***提供了“机电设备——设备模块——巡检项目”的三级结构，录入时根据机电设备的模块层次结构进行录入；机电设备提升机的全部巡检项目包含“主轴装置”、“天轮”、“主电机”三个模块，每个模块都有相应的巡检项目，其中“主轴装置”包含“滚筒及其刚性筒无开焊、裂纹和变形(检查)”、“滚筒衬垫排列整齐、无裂纹(检查)”、“滚筒衬垫固定螺栓齐全、紧固（剩余部分不小于38mm，深度不大于70mm）(检查)”三个巡检项目，“天轮”包括“天轮轮毂、辐条无开焊、裂纹、松脱或严重变形，各连接螺栓、铆钉齐全紧固，无松动(检查)”、“轴承温度(数据)”两个巡检项目，“主电机”包含“检查励磁电枢主接线情况是否有松动、有无放电痕迹(检查)”、“滑环不松动，表面清洁光亮，无明显烧痕(检查)”、“清扫滑环碳尘(操作)”三个巡检项目；现在通过计划管理模块16编制“日检表”，其中“主轴装置”有“滚筒及其刚性筒无开焊、裂纹和变形(检查)”、“滚筒衬垫排列整齐、无裂纹(检查)”需要每日巡检，“天轮”有“天轮轮毂、辐条无开焊、裂纹、松脱或严重变形，各连接螺栓、铆钉齐全紧固，无松动(检查)”、“轴承温度(数据)”需要每日巡检，在全部巡检项目中选取以上需要每日巡检的项目，之后为这张巡检表取名为“提升机日检表”，这样，这张巡检表就编制完成了；其中“检查”表示该巡检项目是检查项，提交数据时有“正常”和“异常”两个选项，“操作”表示该巡检项目是操作项，提交数据时有“完成”和“未完成”两个选项，“数据”表示该巡检项目是数据项，提交数据时将该数据输入提交；每张巡检表中包含着按照机电设备，再按照设备模块分类的巡检项目，便于查看和管理；
5. 将巡检人员信息，包括姓名，手机号码录入数据处理与信息管理平台2的人员管理模块15；
6. 使用计划管理模块16为巡检人员编制对提升机的此项巡检计划，包括制定巡检计划的相关机电设备和巡检人员、巡检类型、巡检周期以及需要完成的巡检表8，巡检类型选择周期性巡检，巡检周期填写1天，巡检表选择“提升机日检表”；平台将根据巡检计划通过任务管理模块17自动生成为每天的巡检任务并通过手机短信通知相应的巡检人员；如果某一项检修任务没有完成，数据处理与信息管理平台2将发出报警信息给平台的管理员和短信通知相应的巡检人员，使得巡检的实时性得到保证，及时发现机电设备运行的异常情况并处理；
7. 巡检人员使用手持终端进入工区，通过靠近固定在机电设备上的射频卡6的方式，使用NFC模块读取卡内信息，手持在线数据采集终端7将通过Web服务器3从***数据库1中自动查询本机电设备的巡检表8并显示在显示屏上。巡检人员在接到任务后选择本次任务需要填写的巡检表8，并且在手持在线数据采集终端7上完成填写后将巡检数据9通过WiFi模块经无线网络12提交到Web服务器3保存到***数据库1中，其中，巡检数据9的参数部分使用XML结构组织，此时巡检人员的一次任务完成；
8. 管理人员通过监控端计算机平台上的数据处理与信息管理平台2的数据处理模块18和工作监督模块19可以查看巡检人员提交的巡检数据9，由数据生成的机电设备运行状态图表以及巡检人员的任务完成情况实现对机电设备运行状态和巡检人员的监督。
实施方式2
机电设备压风机的全部巡检项目包含“压风机部分”和“控制柜部分”两个模块，其中压风机部分有五个巡检项目：“电机底座装置是否紧固，有无松动。接地线是否牢固可靠。(检查)”、“每周清洁或更换。(操作)”、“每月更换润滑油。(操作)”、“定子温度(数据)”、“轴承温度(数据)”；控制柜部分有三个巡检项目：“各开关指示灯显示是否正常。(检查)”、“仪表显示是否正常、开关柜有无异响。(检查)”、“检查备用开关各触头是否完好。(检查)”；现在通过计划管理模块16为压风机编制周检表，其中“压风机部分”的“电机底座装置是否紧固，有无松动。接地线是否牢固可靠。(检查)”、“每周清洁或更换。(操作)”需要每周巡检一次，控制柜部分的“检查备用开关各触头是否完好。(检查)”需要每周巡检一次；在全部巡检项目中选取以上需要每周巡检的项目，之后为这张巡检表取名为“压风机周检表”，这样，这张巡检表就编制完成了；在制定巡检计划时，计划管理模块16为巡检人员编制对压风机的此项巡检计划，包括制定巡检计划的相关机电设备和巡检人员，巡检类型，巡检周期以及需要完成的巡检表8，巡检类型选择周期性巡检，巡检周期填写7天，巡检表选择“压风机周检表”；平台将根据巡检计划通过任务管理模块17自动生成为每天的巡检任务并通过手机短信通知相应的巡检人员，其它部分同实施方式1。
实施方式3
机电设备提升机需要进行一次临时巡检，巡检项目包括“主轴装置”的 “滚筒衬垫固定螺栓齐全、紧固（剩余部分不小于38mm，深度不大于70mm）(检查)”巡检项目和“主电机”的“清扫滑环碳尘(操作)”巡检项目；首先通过计划管理模块16编制一张临时巡检表，在全部巡检项目中选取以上巡检项目，之后为这张巡检表取名“提升机临时巡检表”，这样，这张巡检表就编制完成了；在制定巡检计划时，计划管理模块16为巡检人员编制对提升机的此项巡检计划，包括制定巡检计划的相关机电设备和巡检人员，巡检类型以及需要完成的巡检表8，巡检类型选择临时性巡检，巡检表选择“提升机临时巡检表”；平台将根据巡检计划通过任务管理模块17自动生成为临时巡检任务并通过手机短信通知相应的巡检人员，其它部分同实施方式1。
Claims (2)
1.一种煤矿机电设备检修无线监管***，其特征在于该***是一种集巡检计划编制、巡检任务生成、煤矿机电设备运行状态数据采集、通过无线网络进行数据实时传输、数据分析处理、巡检人员管理和煤矿机电设备状态监管为一体的实时数据处理与信息管理***，该***总体上由以下三部分组成：第一部分手持在线数据采集终端、第二部分监控端计算机平台和第三部分机电设备工区无线网络覆盖，其中，第一部分手持在线数据采集终端包含NFC模块、WiFi模块和显示屏以及固定于机电设备上的射频卡（6），其中，固定于机电设备上的射频卡（6）使用复旦FM11RF08型的非接触式IC卡；第二部分监控端计算机平台包含***数据库（1）、数据处理与信息管理平台（2）、Web服务器（3）、射频卡读取装置（4）和短信发送装置（5），其中，射频卡读取装置（4）采用强盛SL500胜利系列多协议RFID READER，短信发送装置（5）采用四信F1102 GPRS Intelligent MODEM;第三部分机电设备工区无线网络覆盖，是通过无线基站（11）产生WiFi无线网络，无线基站（11）采用Ubiquiti Networks Rocket M Titanium RM5-Ti无线基站；本***通过如下方式进行连接：***数据库（1）、数据处理与信息管理平台（2）和Web服务器（3）安装在所述的第二部分监控端计算机平台上，射频卡读取装置（4）和短信发送装置（5）通过串口也连接到所述的第二部分监控端计算机平台上，所述第三部分机电设备工区无线网络覆盖通过无线基站（11）产生WiFi无线网络，将煤矿机电设备所在工区覆盖，并将上述所述第二部分监控端计算机平台通过有线方式连接无线基站（11）以连接到同一局域网中。
2.使用权利要求1所述一种煤矿机电设备检修无线监管***的监管方法，其特征在于是一种使用无线网络，将对机电设备的巡检工作使用手持在线数据采集终端完成，通过无线网络将巡检数据实时传输到服务器，数据处理与信息管理平台实现对巡检工作的从巡检计划安排设定到任务自动生成再到任务执行情况的完整监督，并可以根据数据输出机电设备运行状态图表，以实现对机电设备状态的监管的方法，具体的方法步骤为：
1）使用数据处理与信息管理平台（2）录入机电设备信息，根据巡检项目分类录入作为巡检表（8），编制巡检计划，包括计划相关机电设备和巡检人员以及需要完成的巡检表，平台根据计划自动生成任务，使用平台对任务完成情况进行监督，以及进行巡检人员管理；
2）固定在机电设备上的射频卡（6）内存储着一个RFID号，煤矿机电设备通过固定于机电设备上的射频卡（6）中的RFID号作为机电设备身份认证信息，手持在线数据采集终端（7）使用射频识别技术通过NFC通信（10）读取射频卡（6）内的RFID号经无线网络（12）提交到Web服务器（3）在线读取对应的机电设备巡检表（8），指导巡检人员开展工作；
3）巡检人员根据数据处理与信息管理平台（2）的任务安排填写任务要求的巡检表（8），填写完成后成为巡检数据（9），巡检数据（9）通过手持在线数据采集终端（7）的WiFi模块经无线网络（12）实时发送到Web服务器（3）上，Web服务器（3）将巡检数据（9）实时保存到***数据库（1）中；
4）在数据处理与信息管理平台（2）将能够看到实时传回的数据和数据生成的图表以观察机电设备的运行状态。
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