嵌入式智慧煤矿产量监控新篇章MiniARM工控板的应用探索

应用背景

在我国的能源需求结构中，煤炭将在相当长的未来时间内保持其主导地位，其供应是否充足将直接决定经济发展的轨迹。随着中国经济持续高速增长，中国能源储量与未来的发展需求之间的差距日益扩大。尽管中国拥有强劲的能源自给能力，但潜藏的问题包括低效率利用和无序开发，这些问题为国内部分中小煤矿企业带来了挑战。这些企业往往依赖人工统计方式来记录产量，由于计量存在误差，并且由于煤矿分散分布，政府难以对产量进行远程实时监控。这导致管理层面出现了一系列复杂问题。国家对煤矿生产越来越重视，同时矿务局也需要提升自身现代化管理水平，因此煤矿生产监控系统变得尤为重要。而且，由于煤矿作业地点多、分散、距离较长，从技术和管理角度出发，对于建立一个有效的联网监测系统是不可避免的事。

通过安装在运 coal 轨道上的重量传感器，可以精确计算每次搬运出的煤炭数量。此外，设定一定时间间隔后，产量数据会自动上传至终端管理机构设定的中心服务器。在这个过程中，每日、每月、每年的产量数据都会以动态累积模式进行核算，并最终汇总成报表格式供分析。此外，采集到的数据可以选择通过10/100M以太网或GPRS无线网络传输到远程数据库服务器，同时备份到CF卡上，以应对环境恶劣的情况。

应用方案

如图所示，该系统主要由MiniARM M2020-N20I 工业控制板与底板构成。这款工业控制板提供了10M以太网通信功能以及强大的数据采集能力，并支持廉价CF卡存储功能。

信号变送器能够将皮带秤（竖井或轨道）的压力信号转换为电流信号，然后监控仪采样该电流，以便准确计量产出并保存至CF卡供查询。此外，该产品还支持通过以太网实现200～400公里以外的地方相关部门收集数据中心。此外，该设备还允许运维工程师通过网络完成固件升级工作，无需现场操作。

这套系统不仅提高了行业信息化管理水平，还能实时追踪各个区域的地质情况，对提升行业自动化和信息化水平具有深远意义。