尉曉瓏

（霍州煤電集團(tuán)呂臨能化有限公司選煤廠，山西 呂梁 033200）

呂臨能化公司選煤廠基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，但生產(chǎn)管理需要人工全過(guò)程參與，高度依賴人工經(jīng)驗(yàn)，信息多還采用紙質(zhì)文檔進(jìn)行記錄和傳遞，在信息化、智能化建設(shè)方面比較滯后。通過(guò)調(diào)研，確定本選煤廠智能化升級(jí)可在提高生產(chǎn)效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)約電力成本、降低維修費(fèi)成本、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量以及提高產(chǎn)品回收率等方面帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

1 呂臨能化公司選煤廠智能化規(guī)劃方向

選煤廠智能化建設(shè)的本質(zhì)是利用工業(yè)控制的智能化、數(shù)字化以及信息通信技術(shù)，通過(guò)生產(chǎn)設(shè)備的互聯(lián)互通，基于大數(shù)據(jù)分析的決策支持，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和智能管理與控制，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理的深刻變革和管理模式的再造，達(dá)到提質(zhì)增效的目的，全面提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。全廠區(qū)無(wú)線覆蓋是智能化建設(shè)中人機(jī)、設(shè)備互聯(lián)互通的前提，根據(jù)項(xiàng)目無(wú)線覆蓋的要求，方案通過(guò)實(shí)地?zé)o線地勘，結(jié)合場(chǎng)區(qū)實(shí)際情況，將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)延伸至場(chǎng)區(qū)地面的每個(gè)角落，實(shí)現(xiàn)通過(guò)移動(dòng)智能終端隨時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備及生產(chǎn)狀況。

2 呂臨能化公司選煤廠低壓配電系統(tǒng)智能化改造

2.1 智能化改造目標(biāo)

針對(duì)選煤廠低壓配電系統(tǒng)的升級(jí)改造，本次采用的是總線控制方式，通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集，且在分析系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，對(duì)于相關(guān)數(shù)據(jù)也能夠?qū)崿F(xiàn)保護(hù)以及控制，確保系統(tǒng)智能化運(yùn)行。在智能化控制終端發(fā)出指令后，基本控制保護(hù)功能則可以由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備完成，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)設(shè)備運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及診斷。采用“現(xiàn)場(chǎng)控制”替代“分散控制”，以“總線”方式實(shí)施數(shù)據(jù)傳輸，基于此實(shí)現(xiàn)“虛擬的分散控制站”對(duì)“集中控制站”的替代。其中在系統(tǒng)升級(jí)改造中，要注重提升無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、可控性以及安全性。

2.2 基于智能電氣裝置實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集

現(xiàn)場(chǎng)智能電氣裝置如圖1，在系統(tǒng)中主要功能為數(shù)據(jù)采集、處理以及輸出等。對(duì)于系統(tǒng)中之前功能單一的熱過(guò)載繼電器，采用具有標(biāo)準(zhǔn)通訊接口的智能化配電監(jiān)控元件，這一元件建立在微處理器技術(shù)上，能夠?qū)崿F(xiàn)針對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行相關(guān)電氣參數(shù)的準(zhǔn)確采樣；保護(hù)電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)、啟動(dòng)超時(shí)以及欠壓欠流等相關(guān)問(wèn)題；對(duì)于DCS /PLC 硬接線模式具有支持作用，可以提供RS-485 通訊功能，對(duì)于Modbus_RTU 通訊協(xié)議具有支持作用，便于用戶實(shí)施MCC集中控制。在應(yīng)用過(guò)程中，一方面保護(hù)功能比較全面，另一方面在現(xiàn)場(chǎng)顯示屏應(yīng)用后，也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的查詢、修改等操作，本身具備的總線接口為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)提供了便利。

圖1 智能監(jiān)控裝置原理

2.3 構(gòu)建通訊網(wǎng)絡(luò)

低壓配電智能化保護(hù)裝置通信網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)中，將Modbus- RTU 作為通訊協(xié)議。為提升使用和配置便利性，在這一協(xié)議中設(shè)置了RS242/385 接口，以便于實(shí)現(xiàn)和現(xiàn)場(chǎng)總線的連接。Modbus 主從通訊傳輸模式選擇的是RTU（Remote Terminal Unit）型，一旦接收到主站faculty 的通信指令，即可以依照信息幀地址實(shí)現(xiàn)所有從站主設(shè)備選擇各自合理的從設(shè)備。

在通信物理接口中，RS242/385 接口的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要為能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離通訊、傳輸效率高以及損失低等，便于建構(gòu)分布系統(tǒng)等。低壓配電智能化保護(hù)系統(tǒng)可設(shè)置RS242/385 物理接口，能夠迅速完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的建構(gòu)，各個(gè)配電室在接線口的應(yīng)用下可以建構(gòu)單元設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層。同時(shí)基于以太環(huán)網(wǎng)設(shè)置通訊節(jié)點(diǎn)，在高速大量應(yīng)用優(yōu)勢(shì)下則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信息損耗的顯著降低。在整體通訊網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)中，基于TCP/IP 協(xié)議、以太環(huán)網(wǎng)，能夠迅速實(shí)現(xiàn)對(duì)終端和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)連接的控制。

2.4 建構(gòu)網(wǎng)管式停送電管理流程

想要提升系統(tǒng)遠(yuǎn)程停送電的可靠性和安全性，則需要建構(gòu)新的停送電管理制度。針對(duì)這一問(wèn)題，在完善網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架和系統(tǒng)信息鏈基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)管式停送電管理流程的設(shè)計(jì)。在這一流程中，結(jié)合傳統(tǒng)工作票機(jī)制，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊下發(fā)、首選以及操作等相關(guān)指標(biāo)，也可以獲取指令反饋和記錄事件過(guò)程。維修人員在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施維修過(guò)程中發(fā)出停電申請(qǐng)后，調(diào)度員可以在系統(tǒng)中輸入設(shè)備代號(hào)、申請(qǐng)人信息等，軟件會(huì)自動(dòng)生成時(shí)間以及授權(quán)，同時(shí)將其發(fā)送到電維修值班室，工作人員確認(rèn)后則可以對(duì)其實(shí)施設(shè)備分閘操作。在此過(guò)程中，組態(tài)軟件也可以對(duì)其操作過(guò)程自動(dòng)記錄，對(duì)其掛牌后，自動(dòng)累加掛牌次數(shù)。工作人員完成相關(guān)操作后，可以給調(diào)度人員回復(fù)操作指令，上位機(jī)在接到指令后自動(dòng)調(diào)度刷新復(fù)命，且對(duì)其過(guò)程自動(dòng)記錄，現(xiàn)場(chǎng)人員可以依照指令在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢驗(yàn)，確定停電后確認(rèn)即可。完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備維修工作后，維修人員可以發(fā)出送電試車申請(qǐng)，值班室同時(shí)會(huì)收到調(diào)度員發(fā)出的送電指令和授權(quán)，值班人員即可以摘牌，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)減去掛牌次數(shù)。如果最后掛牌次數(shù)不是零，值班人員可以發(fā)出回復(fù)消息，并不用對(duì)其實(shí)施遠(yuǎn)程操作，次數(shù)為零情況下即為維修工作已完成，能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程合閘操作，實(shí)施試車確認(rèn)。在此過(guò)程中，不管操作與否只要發(fā)出調(diào)度授權(quán)回復(fù)指令，軟件中的授權(quán)次數(shù)會(huì)自動(dòng)減去一次。停送電申請(qǐng)電子工作票如圖2。

圖2 停送電申請(qǐng)電子工作票

3 改造效果

系統(tǒng)改造后，在各車間規(guī)范生產(chǎn)過(guò)程中，起到了良好的節(jié)能降耗效果。系統(tǒng)改造后，噸煤電耗降低了0.217 kW·h，依照入選量2. 40 Mt /a、電價(jià)0. 67元/kW·h 對(duì)其降耗效益進(jìn)行計(jì)算，每年節(jié)約電費(fèi)可達(dá)348 636 元，節(jié)能降耗效果顯著。系統(tǒng)改造后，減少用人，降低人為因素影響，生產(chǎn)過(guò)程智能化，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，提高產(chǎn)品回收率。

4 結(jié)語(yǔ)

在選煤廠低壓配電系統(tǒng)實(shí)施智能化改造設(shè)計(jì)后，顯著提升了系統(tǒng)操作的自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控。在各車間規(guī)范生產(chǎn)過(guò)程中，起到了良好的節(jié)能降耗效果，同時(shí)提升了系統(tǒng)運(yùn)行安全性和可靠性。