1. 引言
中共中央、国务院印发了《数字中国建设整体布局规划》指出，建设数字中国是数字时代推进中国式现代化的重要引擎，是构筑国家竞争新优势的有力支撑[1]。加快数字中国建设，对全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴具有重要意义和深远影响[2]。早在2006年，数字化矿山就被学者提出[3]，并就数字化矿山体系结构模型[4]、煤矿数字化矿山发展及关键技术[5]、四层全域模型[6]、煤矿数字化矿山架构[7]、数字化矿山存在的问题等开展了探讨与展望[8] [9]。
数字经济时代，煤矿总体的信息化程度还有待进一步提高，生产过程中的各种数据和信息还无法实现有效关联[10]。企业生产研发过程中，对矿用电气产品实现数字化综合试验，有助于提升煤矿试验能力和检测能力总体信息化水平。数字化综合测试借助高速率、低延时和广连接的移动通信特点[11]，将解决单一的测量参数执行效率低，测试周期长，数据共享实时性不强，影响测试时效性的问题。数字化综合试验技术在煤矿设备试验方面的推广和应用，将高效支撑煤矿检测设备的多参数融合测试、远程操控和可视化数据实时共享，实现测试结果远程调用，助力科研人员跨距离、多部门进行试验验证、问题分析与研究、故障复现等多场景模拟演练，助力实现煤矿设备质量提升。
2. 研究矿用电气产品综合试验台的现实背景
伴随煤矿综采工作面无人化开采技术的不断发展，市场相继开发了全新系列综采工作面控制装备、控制技术，促进了新产品研发、迭代速度不断加快，智能传感技术、多设备联合控制技术、高速率﹑高实时性工业以太网技术﹑5G技术等在井下推广和应用。这对矿用电气产品的综合测试能力提出了迫切的要求。常见电气参数试验台面临如下问题：
(1) 测试功能单一。传统的煤炭电气产品电气参数测试需要依次执行，且不断更换测试仪表，延长了测试时间，研发人员也无法观测产品测试过程中多个参数同时变化情况。
(2) 试验数据管理不方便。测试结束后，需汇总不同电气参数测试结果，不便于测试数据和现象实时共享。
(3) 测试数据流动时效性差。对于跨区域测试，需要多岗位人员与被试产品同时到位才能进行参数的测试，很难做到数据多跑路、人员少流动的远程测试目标。
基于上述情况，对矿用电气产品进行数字化综合试验能力研究，有助于提升矿用电气产品在数字化试验过程中，通过减少试验次数并保存综合试验数据，从而及早发现产品故障和潜在风险，将产品问题消灭在设计和出厂检验阶段，提升产品质量。
3. 一种矿用电气产品综合试验能力技术方案和系统拓补图
以矿用设备在带负载情况下进行绝缘耐压、功耗、通信和表面温度综合测试为例，讲解一种数字化多参数电气性能综合试验台的技术方案，如图1所示。
Figure 1. Technical solution diagram
图1. 技术方案图
技术方案实现步骤：(1) 通过软件界面，调度单台或多台设备，完成测试参数设置、设备输出控制、测试结果保存；(2) 设备与软件连接方式：软件与设备之间采取通用的通信接口，实现软件与设备之间通信；(3) 数据存储：将测试数据和结果保存在服务器或云服务中心，方便对数据查看、调度和分析；(4) 测试数据共享：使用软件，完成设备远程参数配置和测试数据实时共享，实现数据多跑路，减少人员流动，提升测试效率。
结合图1中技术方案，对矿用数字化电气参数综合试验台系统结构进行了设计，系统结构图如图2所示。服务器和仪表经通信端口，通过本地设置或者远程操作，开启仪表集成测试软件，实现对仪表操控，同时将测试过程中动态数据和图像实时共享，并完成对测试结果的本地保存或者云端存储。
4. 应用示例
对照图2中系统设计方案，将系统设计方案中模块逐一进行落实，组建矿用电气产品数字化综合参数试验台。该试验台中包含的绝缘耐压测试仪、电子负载、电源、万用表、示波器、录波器、多路测温仪。电子负载用于模拟被测设备负载；电源为被测试设备提供适配的电压和电流，同时输出电源自身的电压、电流、功率信息等；万用表用于测量和显示被测点电压、电流、功耗信息等；示波器用于被测点瞬态信号、通信信号的捕捉和分析，例如被测设备供电、断电瞬间电压、电流波形，串口通信信号的质量和波特率等；录波器用于被测点信号的长时间录制、显示并回放；多路测温仪用于对被测设备多个测试点同时进行温度采集和显示。被测设备供电后，各个仪表之间没有直接逻辑关系，各个仪表均可单独对某一参数进行测试。使用该综合试验台，通过远程操作演示(如图3所示)，对矿用通信产品进行测试，测试结果如图4所示。
5. 现实指导意义
该试验台具有如下的指导意义：
(1) 实现数据多跑路、人员少流动的开放试验台，减少了人员流动带来的时间成本和人力成本，提升了测试效率。
Figure 2. System design plan diagram
图2. 系统设计方案图
Figure 3. Example diagram of remote control
图3. 远程控制示例图
Figure 4. Application example diagram
图4. 应用示例图
(2) 实现对测试过程中参数实时变化的记录。测试过程中参数变化数据，反应了被测设备在使用中的参数波动情况，有助于对产品内在品质和波动趋势进行分析，从而及时发现、消除潜在问题或隐患，提升产品质量。
(3) 该试验台可以模拟、采集被测产品在不同负载下、不同供电下的参数变化情况，有助于分析、研究产品在实际使用中可能发生负载变化、电压波动导致的不确定事件，为产品在实际使用中的注意事项和应急预案提供数据支持。
(4) 该试验台具有通用性。该试验台不针对某一行业或者特定产品，只要被测产品参数在试验台范围之内，均可进行测试。
6. 结语
矿用电气产品综合性能试验能力研究，实现了数字化测量方式，具有开放、共享特性。文中展示数字化综合试验台实现了对测试设备远程访问、参数配置，对测试现象和结果的实时存储，同时可满足测试数据实时共享，方便实验人员对关心的指标进行反复验证，对关心的结果进行数据分析，解决了实验人员必须到场试验的困难，提升测试效率和测试灵活性。随着对矿用电气产品综合性能试验能力研究不断提升，将有更多先进技术和设计理念引入到矿用产品的试验中，必将对矿用产品质量提升起到很好促进作用。