大型煤礦園區(qū)的泵房數(shù)量眾多、點(diǎn)位分散，給水泵房的管理和維護(hù)帶來(lái)了困難。針對(duì)提高煤礦水泵房的管控效率，本方案通過(guò)部署邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)打造煤礦泵房自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)泵房的無(wú)人值守及遠(yuǎn)程監(jiān)控管理。

一、系統(tǒng)架構(gòu)組成

1.現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層：由傳感器（如水位、水質(zhì)、壓力、溫度、流量傳感器）、執(zhí)行器（水泵、閘閥、真空泵、潛水泵、球閥、射流、內(nèi)外水倉(cāng)配水閥等裝置）及各類型PLC組成，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集泵房設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)（如各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、排水壓力、負(fù)壓、水質(zhì)、流量、水位、振動(dòng)、電機(jī)電流電壓、電機(jī)溫度、泵體溫度、閘閥及閥門(mén)開(kāi)關(guān)到位狀態(tài)等參數(shù)）和執(zhí)行控制指令。

2.邊緣計(jì)算層：佰馬BMG800邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)作為邊緣核心節(jié)點(diǎn)部署在泵房本地，具備數(shù)據(jù)采集、協(xié)議轉(zhuǎn)換、邊緣計(jì)算和本地控制功能，同時(shí)支持兼容多種工業(yè)協(xié)議（Modbus、CAN、OPC UA），與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備直接對(duì)接，同時(shí)集成輕量化邊緣算法（如數(shù)據(jù)濾波、故障診斷）實(shí)現(xiàn)本地控制決策。

3.云端管理平臺(tái)：通過(guò)4G/5G或有線網(wǎng)絡(luò)與邊緣網(wǎng)關(guān)連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)匯聚、邊緣處理、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和在線控制，支持跨區(qū)域多泵房協(xié)同調(diào)度。

二、工作原理流程

1.數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理：網(wǎng)關(guān)通過(guò)RS232、RS485、開(kāi)關(guān)量、模擬量等接口實(shí)時(shí)采集水泵、電機(jī)、水位傳感器等設(shè)備數(shù)據(jù)，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、去噪和壓縮處理，剔除異常值并標(biāo)準(zhǔn)化格式。

2.邊緣側(cè)實(shí)時(shí)分析：BMG800邊緣網(wǎng)關(guān)搭載高性能工業(yè)處理器，可部署邊緣算法庫(kù)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算：

水位智能調(diào)控：結(jié)合歷史數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)涌水量，動(dòng)態(tài)調(diào)整水泵啟停策略。

設(shè)備健康監(jiān)測(cè)：通過(guò)振動(dòng)頻譜分析檢測(cè)軸承磨損等早期故障。

能效優(yōu)化：根據(jù)電網(wǎng)峰谷電價(jià)優(yōu)化水泵運(yùn)行時(shí)段。

3.本地閉環(huán)控制：在斷網(wǎng)場(chǎng)景下，網(wǎng)關(guān)可根據(jù)預(yù)設(shè)策略自主執(zhí)行應(yīng)急操作（如水位超限時(shí)強(qiáng)制啟動(dòng)備用泵），確保系統(tǒng)安全。

4.數(shù)據(jù)同步與遠(yuǎn)程交互：網(wǎng)關(guān)可將關(guān)鍵數(shù)據(jù)（如故障日志、能耗統(tǒng)計(jì)）上傳至云端，同時(shí)接收遠(yuǎn)程指令（如參數(shù)配置更新、運(yùn)維任務(wù)下發(fā)）。

三、佰馬邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

1.低時(shí)延高可靠：通過(guò)網(wǎng)關(guān)本地響應(yīng)和管控，避免數(shù)據(jù)云端往返導(dǎo)致的控制滯后，滿足煤礦井下防爆區(qū)域?qū)?shí)時(shí)性的嚴(yán)苛要求。

2.異構(gòu)協(xié)議兼容：網(wǎng)關(guān)支持MQTT、Modbus TCP/RTU、Profinet、TCP等20+工業(yè)協(xié)議，無(wú)縫對(duì)接不同品牌PLC與傳感器，解決設(shè)備互聯(lián)難題。

3.支持?jǐn)嗑W(wǎng)續(xù)傳：網(wǎng)關(guān)設(shè)備斷線重連、斷電重啟時(shí)，采集數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，自動(dòng)保存本地存儲(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后自動(dòng)補(bǔ)傳。

4.安全增強(qiáng)設(shè)計(jì)：支持選配軟硬件加密、雙因子認(rèn)證和訪問(wèn)白名單機(jī)制，抵御煤礦工業(yè)網(wǎng)絡(luò)攻擊風(fēng)險(xiǎn)。

5.能效管理優(yōu)化：動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)水泵集群運(yùn)行組合，典型場(chǎng)景下促進(jìn)系統(tǒng)節(jié)能，延長(zhǎng)設(shè)備壽命。

四、系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值

1.全流程自動(dòng)化監(jiān)控：實(shí)現(xiàn)從水位檢測(cè)、水泵啟停、故障報(bào)警到能耗統(tǒng)計(jì)的全流程無(wú)人值守，減少井下作業(yè)人員。

2.預(yù)測(cè)性維護(hù)：基于邊緣側(cè)振動(dòng)分析提前預(yù)警機(jī)械故障，降低設(shè)備停機(jī)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)先期維護(hù)。

3.應(yīng)急聯(lián)動(dòng)控制：當(dāng)檢測(cè)到透水事故征兆時(shí)，網(wǎng)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)所有排水泵并聯(lián)動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)，響應(yīng)速度較傳統(tǒng)SCADA系統(tǒng)提升數(shù)倍。

4.遠(yuǎn)程運(yùn)維支持：運(yùn)維人員可通過(guò)云平臺(tái)在線查看實(shí)時(shí)工況，結(jié)合遠(yuǎn)程指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)搶修，縮短故障處理時(shí)間。

5.數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘：云端分析多個(gè)礦區(qū)泵房數(shù)據(jù)后，可用于優(yōu)化全國(guó)排水系統(tǒng)運(yùn)行模型，整體能效提升12%。

邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)在煤礦泵房的應(yīng)用，通過(guò)"端-邊-云"協(xié)同架構(gòu)破解了傳統(tǒng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性差、過(guò)度依賴人工、安全隱患多等痛點(diǎn)。未來(lái)結(jié)合數(shù)字孿生與AI算法，將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)泵房系統(tǒng)的自感知、自決策、自優(yōu)化，為智慧礦山建設(shè)提供核心支撐。