系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)整體框架由五部分組成,包括:應(yīng)用及展示層、傳輸層、感知層(前端傳感器)、邊緣計(jì)算集群及控制單元。
由于工礦的特殊環(huán)境,要求所使用的系統(tǒng)必須具備高穩(wěn)定性、可靠性及實(shí)時(shí)性,所以整體架構(gòu)采用了前端處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、高效智能反饋,確保整體系統(tǒng)的可靠性。
智能系統(tǒng)將大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行邊緣計(jì)算,結(jié)果再進(jìn)行集群處理,可實(shí)現(xiàn)各控制系統(tǒng)操作程序聯(lián)動(dòng),操作數(shù)據(jù)互通及操作策略相互協(xié)同,并根據(jù)各種操作策略進(jìn)行模糊邏輯預(yù)判做到生產(chǎn)流程流暢化,同時(shí)確保生產(chǎn)事故提前預(yù)判、預(yù)警及預(yù)防。
●感知層
感知層為信息采集端,用于識(shí)別外界物體和采集信息,根據(jù)煤礦企業(yè)減人的目標(biāo),前端傳感器主要用于代替作業(yè)人員的感知任務(wù)(如視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、溫度感知等)。根據(jù)礦山的實(shí)際環(huán)境,新一代傳感器均采用網(wǎng)絡(luò)化、非接觸式型,以減少惡劣環(huán)境對(duì)傳感器造成直接損壞,增加其可靠性。同時(shí)網(wǎng)絡(luò)化傳感器可同時(shí)向不同的邊緣計(jì)算單元提供感知服務(wù)。
●邊緣計(jì)算集群
邊緣計(jì)算是井下各系統(tǒng)操控的核心處理部件,加載了智能算法的分析器單元,在獲取各類傳感器信息后,采用前端就地處理的方式直接得出分析結(jié)論。各分析單元的邊緣計(jì)算結(jié)果,直接對(duì)接控制單元,就地完成控制,從而實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)的實(shí)時(shí)化、無(wú)人化的目標(biāo)。
●控制單元
控制單元主要功能為對(duì)接礦山企業(yè)原有自動(dòng)控制系統(tǒng),并且承擔(dān)獲取原有傳感器數(shù)據(jù)的功能,與此同時(shí)作為原自動(dòng)控制系統(tǒng)與智能控制系統(tǒng)的橋梁,將邊緣計(jì)算后的智能控制信號(hào),轉(zhuǎn)化為原自動(dòng)控制系統(tǒng)可執(zhí)行的信號(hào),避免系統(tǒng)重復(fù)投資,降低礦山企業(yè)智能化升級(jí)改造成本。
●傳輸層
系統(tǒng)可采用自建環(huán)網(wǎng)、對(duì)接企業(yè)現(xiàn)有環(huán)網(wǎng)或者增加WIFI、5G傳輸設(shè)備對(duì)接井下無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)。傳輸層僅負(fù)責(zé)井下各系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、歷史記錄等數(shù)據(jù)的上傳,系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),井上與井下系統(tǒng)可斷開(kāi)連接,不影響井下生產(chǎn)。
●應(yīng)用及展示層
提供平臺(tái)軟件、各系統(tǒng)監(jiān)控、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等服務(wù),并為大數(shù)據(jù)平臺(tái)提供數(shù)據(jù)支撐及完成各系統(tǒng)控制規(guī)則設(shè)定、下發(fā)。
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