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一、方案概述
2020 年，國家發改委、國家能源局等八部委發布了《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》，明確提出煤礦智能化是煤炭工業高質量發展的核心技術支撐，為煤礦智能化發展奠定了有力的政策基礎。
2021 年，國家能源局、國家礦山安監局發布了《煤礦智能化建設指南（2021 年版）》，該指南在前述指導意見的基礎上制定了更為細致的智能化煤礦建設方針，提出了煤礦智能化的總體設計，明確了煤礦智能化的建設內容。
2022年國家礦山安監局、財政部印發《煤礦及重點非煤礦山重大災害風險防控建設工作總體方案》的通知，其中要求“重點煤礦重要設備用電監測子系統：在重點煤礦的礦井變電站、主運輸、主通風、主排水、主副提升等重要設備上加裝智能用電融合終端，實時監測煤礦重要設備的電流、電壓、負載等主要數據變化”。
基于煤礦數字化、智能化建設需求，淮南萬泰聯合安徽本地工業互聯網服務商禎欣互聯聯合推出煤礦重點設備用電監測及預防/預防測性維護解決方案；方案包括智能用電融合終端，工業大數據平臺及重點設備用電監測系統、重點設備預防性維護系統、重點設備預測性維護系統；
二、產品介紹
1.智能用電融合終端
淮南萬泰智能用電融合終端產品包含IIG-1140-MA，IIG-3300-MA、IIG-10K-MA三款產品，適配煤礦不同電壓等級設備的數據采集場景；可以采集并計算大型設備的電參量多達80種。
△智能用電融合終端產品功能圖
2.產品主要參數：
1）支持多參數采集
支持采集三相三線、三相四線電量各種參數上傳，包括電流、電壓、功率、諧波、不平衡度等80多種參數；
2）支持不同電壓設備數據采集
支持不同類型高電壓場景設備的數據采集，包括10KV、6KV、3.3KV、1.14KV
3）支持多種通訊協議；
支持MQTT、Http/s等數據傳輸協議，支持系列PLC、Modbus等數據采集協議，支持DLT_645、IEC-60870等電力行業協議；
4）支持多種通信接口
支持485、232接口、以太網接口、wifi、5G、4G等通訊傳輸；
5）支持遠程操作
支持遠程數據采集點定義，指令和定時任務下發；支持透明通道，支持PLC遠程程序下載，PLC遠程調試等功能；
6）支持linux、liteos、edgex、礦鴻等多種操作系統；
7）支持碼率平滑，適應無線傳輸；支持本地數據存儲、斷點續傳、斷網保護等功能；
8）設備具備煤安認證；
3.工業大數據平臺
△平臺技術架構
淮南萬泰工業大數據平臺集機器學習、大數據、云計算、微服務、API管理和應用開發技術融為一體的平臺；平臺支持直接收集的工業現場各類設備數據，支持邊緣計算分析；提供數據流收集(協議適配)、處理、聚合和大數據儲存能力，其數據流處理引擎，提供數據處理流程，實現功能強大的流式數據分析;同時實現批量性大數據分析，支持優化決策和數據建模。
平臺提供機理模型和機器學習的數字模型插件框架，為數據分析簡易建立模型、部署和更新模型。平臺基于微服務和API管理技術，提供工業APP簡易開發、部署、運行、更新和管理的統一框架，使能建立扁平化的工業APP網格，敏捷開發用例相關的專業應用，并將從數據分析所得信息及時地應用于設備運營和業務流程中
平臺提供統一的身份驗證和權限管理服務，支持對平臺系統、資源、數據、服務和應用的訪問、使用和管理的基于身份驗證和權限的安全控制和管理；基于先進的云計算技術和框架的系統運維管理體系，支持多租戶使用模式，提供系統的高度可靠性和橫向擴展性，實現源于設計并通過測試驗證的安全保障。
4.重點設備用電監測系統
系統支持對煤礦重點設備的能耗數據實時監測，通過可視化界面，展示實時電功率、當月耗電、當月耗電分布、MD監控、桑基圖、當月能耗排行情況；實時顯示設備三相電壓、三相電流、功率和電度數據，自動生成設備的電流、電壓、功率、電度的歷史趨勢曲線；通過電能流向分析將各個層級的用電情況用一張圖直觀展現出來，可以看到不同的區域在節約能源方面的差異；同時可以追溯支路能耗、區域能耗、電表能耗等數據，進行統計分析；對設備的用電情況進行統計，生成電能年報表、月報表、日報表，進行當年此前各月同期環比分析、各類用能占比統計分析，切實提供能耗管理效率和數據精準性；
△設備級能耗統計分析
△區域級能耗統計分析
5.重點設備預防性維護系統
該系統針對煤礦重點設備具備設備臺賬與檔案管理，設備點檢、維修、保養管理，設備運維大屏展示功能。
設備臺賬與檔案管理：顯示當前煤礦重點設備臺賬列表，如顯示設備編號、名稱、型號、性能參數、位置、啟用時間，相對應的機長等設備基礎信息；同時展示設備采購時間、設備初啟用時間、設備點檢、保養、維修記錄、設備備品更換記錄、設備報廢時間等設備全生命周期詳情數據；展示設備相關文件信息，技術資料，操作手冊、質保單、設備點位表、設備驗收單、設備規程文件等資料。
設備點檢、維修、保養管理：設備管理人員指定點檢計劃，通過工單指派點檢人員進行點檢，按照預先設定的點檢對象、點檢周期、點檢方法，點檢人員等，對設備上的規定部位（點）進行有無異常的預防性周密檢查。維修人員收到設備故障報警，通過工單指派維修人員進行維修。及時記錄維修狀態、結果，沉淀設備信息，形成詳細的維修檔案。統計設備每周/月/年的檢修計劃，及檢修計劃完成率，檢修工單當前完成數量及總體進度情況等檢修計劃指標數據。保養人員指定保養計劃，通過工單指派保養人員進行保養。統計設備每周/月/年的保養計劃，保養計劃完成率，保養工單當前完成數量及總體進度情況等保養計劃指標數據。
設備運維大屏展示功能：統計當前煤礦重點設備在維保設備的數量，維保的進度（已完成/未完成），顯示每臺設備的維保任務及每臺設備維保的時長。統計當前設備維保人員總數，當前正在維保人員人數，每個維保人員已維保及待維保的設備的數量，每個人員已維保及待維保任務數，維保時長。
△設備運維大屏
6.重點設備預側性維護系統
煤礦重點設備主要驅動部件是電機，電機故障會導致整套設備、系統或生產線故障；生產過程中，一旦出現工況異常、設備故障而未及時發現，則會導致停機；
該系統針對煤礦重點設備采集設備的工況參數以及電機參數數據，分別對主傳動電機場景、風機電機場景的各參數數據進行監測，對異常情況進行報警，實現及時告知的目的。基于設備采集歷史數據，構建性能預測模型，結合智能告警和故障管理各類設備運行告警和故障，及時分析出現故障設備所需要進行維護的優先級，并自動反饋到不同時間的維修計劃中。
△設備工況監測
△設備故障預測模型
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