萬劉鵬

（西山煤電集團(tuán)設(shè)計(jì)院（有限公司）， 山西 太原 030053）

引言

選煤廠智能化是在傳統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化基礎(chǔ)上利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算等技術(shù)，引入精細(xì)化管理理念，以平板電腦、手機(jī)、PC、智能可穿戴設(shè)備等終端為載體，實(shí)現(xiàn)機(jī)器與機(jī)器之間、人與人之間、人與機(jī)器之間的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)工業(yè)企業(yè)的信息化管理及智能化生產(chǎn)過程控制。

1 智能服務(wù)平臺(tái)

智能服務(wù)平臺(tái)是智能化系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)平臺(tái)，包括后臺(tái)管理、智信、訂閱三個(gè)模塊。后臺(tái)管理模塊對用戶賬戶管理、用戶角色管理、查看及操作權(quán)限管理（按功能模塊及界面）并對全部操作痕跡進(jìn)行記錄，在后臺(tái)可方便查看；訂閱模塊主要根據(jù)崗位職責(zé)、權(quán)限進(jìn)行信息的主動(dòng)呈現(xiàn)；智信模塊能夠?qū)崿F(xiàn)信息的多線程、多方式快捷溝通。智能服務(wù)平臺(tái)的具體基礎(chǔ)功能如下所述：常用聯(lián)系人常駐顯示，快捷調(diào)用；按組織架構(gòu)查詢，人員溝通便捷；文字、語音、視頻多方式便捷溝通；溝通信息可多線程并發(fā)，消息無遺漏；歷史信息查詢，方便問題追蹤；實(shí)現(xiàn)群組設(shè)置，信息實(shí)時(shí)共享；上級(jí)信息便捷下達(dá)，確保消息不失真；智信后臺(tái)將生產(chǎn)信息、設(shè)備情況（干選機(jī)、破碎機(jī)、皮帶等）等生成移動(dòng)端可視化報(bào)表，方便管理人員及時(shí)查看；關(guān)鍵問題實(shí)時(shí)推送，確保信息傳遞的及時(shí)性和準(zhǔn)確性；領(lǐng)導(dǎo)層隨時(shí)隨地掌握廠區(qū)的生產(chǎn)情況，自主訂閱關(guān)注信息、定時(shí)推送界面服務(wù)定制化，需求信息一目了然。

2 管理分析

2.1 受煤配煤智控

1）現(xiàn)狀：東曲選煤廠現(xiàn)201-204 給煤機(jī)、201B-204B 給煤機(jī)、271-273 給煤機(jī)共三個(gè)受煤點(diǎn)，均是通過集控室人工手動(dòng)調(diào)節(jié)入洗原煤量，入洗量計(jì)量皮帶秤在洗選集控室內(nèi)，需要通過電話頻繁溝通才能實(shí)現(xiàn)原煤入洗量穩(wěn)定，比較繁瑣。

2）功能規(guī)劃：分別在201-204 給煤機(jī)、201B-204B 給煤機(jī)、271-272 給煤機(jī)上方電液動(dòng)閘板處增加位移傳感器，206 皮帶增加電子皮帶秤，973 倉和806 倉增加4 個(gè)雷達(dá)料位計(jì)，并將現(xiàn)有205B 和274皮帶上皮帶秤信號(hào)接入智能化系統(tǒng)，根據(jù)倉位情況，通過位移與電子皮帶秤連鎖，實(shí)現(xiàn)入洗煤量智能調(diào)節(jié)，保證入洗原煤穩(wěn)定。

2.2 原煤配倉智控

1）現(xiàn)狀：東曲選煤廠共有5 個(gè)21 m 直徑的原煤倉，每個(gè)原煤倉有兩個(gè)卸料點(diǎn)，共10 個(gè)卸料點(diǎn)，其中五號(hào)倉為原煤與精煤共用，倉上230 和231 兩條移動(dòng)皮帶，目前均是通過現(xiàn)場人工手動(dòng)調(diào)整兩條移動(dòng)皮帶卸料位置，倉儲(chǔ)情況依靠原煤倉上崗位人員觀察，調(diào)節(jié)工作量大。

2）功能規(guī)劃：倉上230 和231 兩條移動(dòng)皮帶增加紅外對射限位開關(guān)，1 到5 號(hào)分別增加1 個(gè)重錘式料位計(jì)，根據(jù)原煤煤種、每個(gè)原煤倉倉儲(chǔ)情況（煤種、倉位），實(shí)現(xiàn)自動(dòng)卸料配倉，卸料過程實(shí)現(xiàn)無人干預(yù)。

3 生產(chǎn)管理中心

3.1 視頻智控

1）現(xiàn)狀：東曲選煤廠原煤系統(tǒng)現(xiàn)有視頻監(jiān)控分布地點(diǎn)有61 個(gè)，共4 臺(tái)硬盤錄像機(jī)，集控室設(shè)有大屏幕監(jiān)控系統(tǒng)，支持內(nèi)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控。但視頻中的畫面需要人工觀察和調(diào)用，且監(jiān)控畫面中設(shè)備有異常，不能自動(dòng)提示和報(bào)警，整個(gè)過程均需要人工觀察。

2）功能規(guī)劃：將更換現(xiàn)有57 模擬攝像頭為數(shù)字?jǐn)z像頭并接入智能化系統(tǒng)，231 一號(hào)、230 二號(hào)倉、860 皮帶機(jī)頭各增加1 臺(tái)數(shù)字信號(hào)攝像頭，實(shí)現(xiàn)按照設(shè)備編號(hào)和區(qū)域人工PAD 端主動(dòng)查看相關(guān)監(jiān)控視頻；設(shè)備運(yùn)行異?；蚬收蠒r(shí)，相應(yīng)的監(jiān)控視頻主動(dòng)推送至PAD 或PC 端，并發(fā)出警報(bào)；用戶可自定義需要關(guān)注的重點(diǎn)設(shè)備，系統(tǒng)定期主動(dòng)推送相應(yīng)監(jiān)控視頻。

3.2 干選智控

實(shí)現(xiàn)干選機(jī)設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備參數(shù)、異常報(bào)警這三方面信息的實(shí)時(shí)移動(dòng)端監(jiān)測。設(shè)備狀態(tài)信息和異常報(bào)警信息均實(shí)時(shí)展示在智信監(jiān)測頁面，TDS 運(yùn)行時(shí)的主要參數(shù)信息例如各溫度、電流、鋪滿率、K 值分布、開閥時(shí)常、各閥總使用次數(shù)等均實(shí)時(shí)展示在監(jiān)測詳情頁面，瀏覽監(jiān)測頁面和監(jiān)測詳情頁面就可以了解當(dāng)前設(shè)備的運(yùn)行信息。

3.3 空壓機(jī)智控

實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、故障信息的實(shí)時(shí)移動(dòng)端監(jiān)測，干選機(jī)停機(jī)時(shí)，空壓機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停機(jī)，系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)壓實(shí)現(xiàn)8 臺(tái)空壓機(jī)間歇式鼓風(fēng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)電。

3.4 設(shè)備保護(hù)

現(xiàn)狀：東曲選煤廠原煤系統(tǒng)皮帶機(jī)頭溜槽已有防堵保護(hù)裝置和皮帶打滑保護(hù)裝置，破碎機(jī)已有失速保護(hù)裝置，但都未接入集控，保護(hù)信號(hào)不能實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程統(tǒng)一查看。

功能規(guī)劃：設(shè)備保護(hù)模塊包括運(yùn)輸系統(tǒng)保護(hù)和破碎機(jī)失速保護(hù)。運(yùn)輸系統(tǒng)保護(hù)主要為機(jī)頭溜槽防堵、打滑保護(hù)。將214、214B、215、215B 破碎機(jī)失速保護(hù)裝置接入集控，實(shí)現(xiàn)破碎機(jī)失速時(shí)的智能報(bào)警和信息推送。

4 設(shè)備管理中心

4.1 設(shè)備管理系統(tǒng)

1）設(shè)備信息臺(tái)賬。通過計(jì)算機(jī)軟硬件，將目前凌亂碎片的設(shè)備信息，包括設(shè)備臺(tái)帳、備件記錄、歷史維修記錄進(jìn)行全面集成的數(shù)字化管理，自動(dòng)生成設(shè)備健康臺(tái)賬，包括設(shè)備維保點(diǎn)檢情況、備件使用情況、歷史故障情況、運(yùn)行時(shí)間、過煤量等信息。

2）智能點(diǎn)巡檢管理。智能點(diǎn)巡檢管理是在傳統(tǒng)點(diǎn)檢儀的基礎(chǔ)上，借助軟件開發(fā)技術(shù)而形成的適合選煤廠設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測的新手段。它代替了傳統(tǒng)的測溫槍，取代了文字記錄；先進(jìn)于傳統(tǒng)點(diǎn)檢儀，能精確持久地檢測和記錄設(shè)備運(yùn)行的參數(shù)、數(shù)據(jù)、現(xiàn)場觀測結(jié)果等信息，能通過后臺(tái)管理軟件的智能化分析幫助我們優(yōu)化點(diǎn)檢路線及點(diǎn)檢位置，校正設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和避免發(fā)生更重大的事故。智能點(diǎn)巡檢工作流程見圖1。

4.2 設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)主要對設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測，包括在線振動(dòng)監(jiān)測、在線溫度監(jiān)測、現(xiàn)有綜保接入監(jiān)測。

現(xiàn)狀：東曲選煤廠原煤系統(tǒng)目前無電機(jī)振動(dòng)、在線溫度監(jiān)測系統(tǒng)，部分設(shè)備電機(jī)安裝有綜合保護(hù)器，支持過流、缺相、短路等保護(hù)，僅在配電室內(nèi)查看綜合保護(hù)器裝置，無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程查看及異常情況分析。

圖1 智能點(diǎn)巡檢工作流程圖

功能規(guī)劃：在線振動(dòng)監(jiān)測。在原煤系統(tǒng)重點(diǎn)設(shè)備上安裝振動(dòng)傳感器，將傳統(tǒng)的振動(dòng)監(jiān)測技術(shù)和加速度技術(shù)相結(jié)合，更加精確地對設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控?？梢愿绲匕l(fā)現(xiàn)軸承及齒輪的早期缺陷，為設(shè)備檢修贏得充足的調(diào)度時(shí)間。同時(shí)，利用傳動(dòng)的振動(dòng)速度監(jiān)測手段，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的松動(dòng)、不平衡以及不對中等問題，及時(shí)處理問題，避免造成故障停機(jī)。在線溫度監(jiān)測。對原煤系統(tǒng)電機(jī)功率≥132 kW的設(shè)備進(jìn)行在線溫度監(jiān)測。傳感器獲取的溫度數(shù)據(jù)上傳至本地?cái)?shù)據(jù)采集單元，通過TCP 信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)至智能化系統(tǒng)服務(wù)器。

5 人員管理中心

5.1 智能報(bào)警

5.1.1 現(xiàn)狀

東曲選煤廠設(shè)備報(bào)警信息需要調(diào)度員通過集控室上位機(jī)進(jìn)行獲取，再通知崗位工和相關(guān)人員前去處理。報(bào)警信息不能夠?qū)崟r(shí)快捷地傳遞給崗位工，并且所有報(bào)警都局限于硬件設(shè)施的監(jiān)測，很多其他類生產(chǎn)問題無法及時(shí)預(yù)警。

5.1.2 功能規(guī)劃

1）報(bào)警等級(jí)劃分：按照嚴(yán)重程度劃分為：紅色、黃色、藍(lán)色三種等級(jí)的報(bào)警，崗位操作人員可根據(jù)不同等級(jí)報(bào)警采取不同的處理方式。

2）報(bào)警動(dòng)態(tài)監(jiān)測：故障類和保護(hù)類報(bào)警通過智能系統(tǒng)實(shí)時(shí)進(jìn)行設(shè)備PLC 信號(hào)的監(jiān)測。

3）報(bào)警智能推送：報(bào)警觸發(fā)后與智能任務(wù)相互關(guān)聯(lián)，根據(jù)權(quán)限和崗位職責(zé)推送報(bào)警任務(wù)，并指導(dǎo)操作人員進(jìn)行處理。

4）報(bào)警智能處理：故障類和保護(hù)類報(bào)警智能系統(tǒng)體現(xiàn)復(fù)位操作及現(xiàn)場復(fù)位情況，處理人可對報(bào)警添加文字說明及圖片、小視頻等進(jìn)行反饋。

5.2 智能任務(wù)

5.2.1 現(xiàn)狀

東曲選煤廠調(diào)度員使用對講機(jī)向各生產(chǎn)管理人員傳達(dá)各種工作指令和安全信息。集控操作工負(fù)責(zé)全廠設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的監(jiān)控，協(xié)調(diào)崗位的操作，對現(xiàn)場各崗位進(jìn)行有效合理指揮。崗位人員對生產(chǎn)系統(tǒng)無整體把握，日常工作無記錄反饋。

5.2.2 功能規(guī)劃

智能任務(wù)重要理念是打造以任務(wù)為中心進(jìn)行人員調(diào)度的智能化平臺(tái)，具體功能包含任務(wù)智能生成、任務(wù)智能推送、任務(wù)統(tǒng)計(jì)分析。具體功能規(guī)劃如下：

1）任務(wù)智能生成：結(jié)合報(bào)警模塊、智能視頻模塊，智能生成任務(wù)清單，包括任務(wù)主要內(nèi)容、生產(chǎn)系統(tǒng)、設(shè)備編號(hào)、車間、樓層、人員、以及任務(wù)執(zhí)行方式等。

2）任務(wù)智能推送：引入任務(wù)執(zhí)行、人員判斷邏輯，選擇最優(yōu)執(zhí)行人，智能推送任務(wù)，更好更快地完成任務(wù)。

3）任務(wù)統(tǒng)計(jì)分析：按班、周、月、季度、年等對每個(gè)人的任務(wù)執(zhí)行情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)內(nèi)容包括任務(wù)數(shù)量、任務(wù)完成率、任務(wù)耗時(shí)等信息。

6 安全管理中心

6.1 粉塵監(jiān)測

在原煤準(zhǔn)備車間2、3、4 層分別增加1 個(gè)粉塵監(jiān)測點(diǎn)，201-204 給煤機(jī)、201B-204B 給煤機(jī)、271-273給煤機(jī)分別增加1 個(gè)粉塵監(jiān)測點(diǎn)，這樣共6 個(gè)粉塵監(jiān)測儀，系統(tǒng)接入智能化系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)粉塵濃度預(yù)設(shè)值的自動(dòng)報(bào)警和信息推送。

6.2 配電室火災(zāi)報(bào)警

在準(zhǔn)備車間2 樓、原煤倉上配電室增加煙霧傳感器，并接入智能化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)煙霧信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測，煙霧濃度達(dá)到預(yù)設(shè)值智能報(bào)警和信息推送。

7 結(jié)論

智能化平臺(tái)搭建在東曲選煤廠現(xiàn)有PLC 工控系統(tǒng)之上，當(dāng)智能化系統(tǒng)出現(xiàn)故障后可隨時(shí)切換回現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)，從根本上解決了安全性問題。智能化后臺(tái)的服務(wù)架構(gòu)充分考慮了安全機(jī)制，包括數(shù)據(jù)庫的容災(zāi)備份等，能夠最大限度地保證系統(tǒng)安全。

智能化系統(tǒng)的建設(shè)使用能夠提高管理效率、減少人工干預(yù)、降低生產(chǎn)成本、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、增加經(jīng)濟(jì)效益。對構(gòu)建高效、節(jié)能、綠色、環(huán)保、舒適的人性化智能選煤廠有著積極的作用。