郭戰(zhàn)英

(山西焦煤汾西礦業(yè)集團(tuán) 高陽(yáng)選煤廠，山西 孝義 032300)

汾西礦業(yè)集團(tuán)高陽(yáng)選煤廠(以下簡(jiǎn)稱“高陽(yáng)選煤廠”)是經(jīng)國(guó)家發(fā)改委批準(zhǔn)立項(xiàng)建設(shè)的高陽(yáng)煤礦6.00 Mt/a礦井配套工程，屬礦井型選煤廠，由澳大利亞約翰芬雷公司以總承包方式建設(shè)，工程建設(shè)分兩期完成。一期工程設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力4.00 Mt/a，于2006年9月28日建成投產(chǎn)，總投資3.89億元；二期工程設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力2.00 Mt/a，于2010年8月28日建成投產(chǎn)，投資0.86億元?，F(xiàn)已具備入洗6.00 Mt/a原煤的生產(chǎn)能力，為汾西礦業(yè)集團(tuán)公司入洗能力最大的選煤廠[1]。高陽(yáng)選煤廠洗選工藝采用預(yù)先脫泥—有壓重介旋流器分選—粗煤泥分選—浮選—煤泥壓濾的聯(lián)合工藝流程。

高陽(yáng)選煤廠自動(dòng)化及網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)雖已經(jīng)構(gòu)建完成，但目前仍存在產(chǎn)品監(jiān)控盲區(qū)，自動(dòng)采樣裝置和無(wú)源灰分儀雖投入使用，但灰分?jǐn)?shù)據(jù)無(wú)法實(shí)時(shí)采集，而人工灰分化驗(yàn)結(jié)果指導(dǎo)生產(chǎn)有限。部分重要崗位也存在視頻監(jiān)控不到位的情況。同時(shí)產(chǎn)品監(jiān)控更沒(méi)有接入高陽(yáng)礦綜合自動(dòng)化平臺(tái)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)組態(tài)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制等功能。為此，高陽(yáng)選煤廠提出構(gòu)建煤質(zhì)監(jiān)控及信息一體化網(wǎng)絡(luò)，建立數(shù)據(jù)采集平臺(tái)、數(shù)據(jù)發(fā)布平臺(tái)的技術(shù)思路，以期解決上述問(wèn)題。

1 方案設(shè)計(jì)及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

1.1 煤質(zhì)監(jiān)控及信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)方案設(shè)計(jì)

高陽(yáng)選煤廠廢棄物監(jiān)控點(diǎn)布置有4點(diǎn)，分別為：374重介矸石膠帶處、711矸石輸送膠帶處、902矸石輸送膠帶處和722尾煤膠帶處，保證選煤廠廢棄物和煤泥全覆蓋(詳見(jiàn)圖1所示)。

圖1 選煤廠矸石、煤泥監(jiān)控點(diǎn)

1.2 煤質(zhì)監(jiān)控及信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

高陽(yáng)選煤廠煤質(zhì)監(jiān)控及信息一體化網(wǎng)絡(luò)由WEB服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、視頻服務(wù)器、控制器、監(jiān)控臺(tái)等底層設(shè)備組成。

選煤廠底層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和視頻監(jiān)控，再通過(guò)與汾西礦業(yè)集團(tuán)環(huán)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息匯聚，最終形成完整的選煤廠煤質(zhì)監(jiān)控及信息一體化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，該平臺(tái)可進(jìn)行煤泥灰分遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、矸石遠(yuǎn)程自動(dòng)采樣、矸石和煤泥現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和后續(xù)分析。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)淙鐖D2所示。

2 項(xiàng)目實(shí)施及主要功能

2.1 煤質(zhì)監(jiān)控及信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)施方案

(1)根據(jù)高陽(yáng)選煤廠現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在374矸石輸送膠帶機(jī)機(jī)頭溜槽安裝矸石自動(dòng)采樣系統(tǒng)，在機(jī)頭溜槽東側(cè)開(kāi)口，采樣后通過(guò)溜槽導(dǎo)入膠帶旁樣品收集箱中。利用西門(mén)子1200PLC對(duì)采樣機(jī)進(jìn)行集中控制，并通過(guò)光線以及網(wǎng)線與機(jī)房服務(wù)器連接。在上位機(jī)Web組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)集中控制與視頻監(jiān)控融合，上位機(jī)監(jiān)控軟件平臺(tái)可在視頻監(jiān)控狀態(tài)下進(jìn)行遠(yuǎn)程采樣、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)視、檢測(cè)運(yùn)行參數(shù)，查看歷史數(shù)據(jù)。為工作人員提供有效的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控及預(yù)警能力。

(2)在722壓濾尾煤膠帶、711矸石膠帶安裝NGAM-2008天然射線灰分儀?；曳謨x通過(guò)光纖與集控室服務(wù)器連接，配備灰分儀廠家軟件將采集的數(shù)據(jù)計(jì)算處理。同時(shí)將計(jì)算處理后的數(shù)據(jù)以TXT文檔進(jìn)行存儲(chǔ)，機(jī)房服務(wù)器通過(guò)光纖與集控室的灰分儀工控機(jī)服務(wù)器通訊，利用SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)TXT文檔中的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，并將數(shù)據(jù)傳送給Web組態(tài)軟件后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。上位機(jī)組態(tài)軟件將采集的灰分?jǐn)?shù)據(jù)以圖形、圖像、文字、曲線等方式，直觀、形象地實(shí)時(shí)反映灰分儀當(dāng)前工作狀態(tài)以及各變量和參數(shù)的變化，實(shí)施壓濾煤泥灰分在線檢測(cè)。

(3)視頻方面：分別在矸石采樣機(jī)處、尾煤灰分儀處、矸石去向處安裝防爆攝像機(jī)，通過(guò)視頻服務(wù)器對(duì)其視頻信號(hào)進(jìn)行采集并存儲(chǔ)，實(shí)施遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)視、歷史查看、錄像下載等功能。

2.2 煤質(zhì)監(jiān)控及信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)主要功能

高陽(yáng)選煤廠煤質(zhì)監(jiān)控及信息一體化網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)以下主要功能。

(1)基于WEB網(wǎng)頁(yè)開(kāi)發(fā)技術(shù)，集現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控、灰分遠(yuǎn)程檢測(cè)與顯示和采樣遠(yuǎn)程操控組態(tài)為一體，實(shí)現(xiàn)了灰分檢測(cè)、自動(dòng)采樣及視頻遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了采樣機(jī)遠(yuǎn)程采樣，界面集成度高，便于操作。

(2)基于無(wú)源測(cè)灰儀，通過(guò)組態(tài)界面趨勢(shì)功能，實(shí)現(xiàn)了壓濾尾煤灰分?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與顯示，實(shí)時(shí)顯示1 min灰分、10 min灰分、1 h灰分和班灰分等數(shù)據(jù)及變化趨勢(shì)，包括實(shí)時(shí)曲線，歷史曲線。以更直觀地觀測(cè)各變量的走勢(shì)，幫助管理操作人員作出判斷，指導(dǎo)生產(chǎn)，減少損失[2]。

(3)通過(guò)本平臺(tái)可將多路視頻信號(hào)集成到統(tǒng)一界面，可任意切換界面、選擇回放日期及回放進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)原煤、矸石、尾煤等進(jìn)行視頻監(jiān)控與回溯。

(4)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，如：智能網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)、灰分儀數(shù)據(jù)、皮帶秤數(shù)據(jù)[3]。

(5)顯示各監(jiān)測(cè)變量的歷史數(shù)據(jù)，管理者可以通過(guò)監(jiān)測(cè)臺(tái)實(shí)時(shí)觀察各變量的變化趨勢(shì)，利于指導(dǎo)生產(chǎn)。

(6)可查詢歷史報(bào)表數(shù)據(jù)，在報(bào)表名稱處輸入想要查詢的報(bào)表名稱，支持模糊查詢(查詢?nèi)請(qǐng)?bào)輸入日即可，月、小時(shí)、分鐘同理)。選擇起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，就會(huì)出現(xiàn)所需的報(bào)表，支持單獨(dú)下載每一份報(bào)表。

(7)警告管理，若系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可查詢故障報(bào)告日志，通過(guò)報(bào)警信息可以及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備工況并及時(shí)作出決策，對(duì)故障進(jìn)行排查修復(fù)。

(8)該系統(tǒng)的灰分檢測(cè)、遠(yuǎn)程自動(dòng)采樣及視頻監(jiān)控功能可面向選煤廠、礦、集團(tuán)公司進(jìn)行授權(quán)發(fā)布，實(shí)現(xiàn)集團(tuán)內(nèi)部數(shù)據(jù)共享與遠(yuǎn)程監(jiān)控與操作，也可對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并指導(dǎo)生產(chǎn)。

(9)通過(guò)Web服務(wù)器將采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、視頻信號(hào)、界面等在局域網(wǎng)內(nèi)Web發(fā)布之后，局域網(wǎng)內(nèi)的遠(yuǎn)程用戶可通過(guò)客戶端登錄IP方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控、視頻查閱等功能。為保證系統(tǒng)安全，設(shè)置登錄權(quán)限，區(qū)分查看與監(jiān)控、管理用戶。

3 應(yīng)用效果

(1)NAGM-2008天然射線灰分儀測(cè)定值與采樣化驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)表1。結(jié)果表明：灰分儀誤差波動(dòng)范圍為-2.49%～2.41%，平均絕對(duì)差值為1.63%，小于3.0%，灰分儀測(cè)量結(jié)果達(dá)到了高陽(yáng)選煤廠的技術(shù)指標(biāo)要求，且誤差小，完全能夠滿足生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控的需求。

(2)通過(guò)建立數(shù)據(jù)視頻采集平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)在上位軟件中集中控制與視頻監(jiān)控功能，這種方式既有利于集中控制與畫(huà)面監(jiān)控系統(tǒng)的融合，又有利于設(shè)備成本的降低。煤質(zhì)監(jiān)控及信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)通過(guò)客戶端Web登錄方式，進(jìn)行上位監(jiān)控和視頻瀏覽，不僅可以實(shí)現(xiàn)客戶端監(jiān)控功能，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)多路視頻實(shí)時(shí)監(jiān)視、歷史查看、錄像下載等功能，在帶寬足夠的情況下，可以實(shí)時(shí)傳輸視頻信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)煤樣產(chǎn)品去向的監(jiān)測(cè)。

表1 NAGM-2008天然射線灰分儀測(cè)定值與化驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比

此外，該網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)協(xié)同辦公、輔助決策類等深層次分析挖掘和綜合利用。對(duì)采集到的數(shù)據(jù)、視頻面向集團(tuán)公司、高陽(yáng)礦、選煤廠進(jìn)行有權(quán)限數(shù)據(jù)發(fā)布，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；分析采集數(shù)據(jù)，指導(dǎo)生產(chǎn)。

4 結(jié) 語(yǔ)

精細(xì)化管理的一個(gè)重要組成部分就是企業(yè)數(shù)據(jù)的采集、分析、分享，高陽(yáng)選煤廠建設(shè)廢棄物及副產(chǎn)品煤質(zhì)監(jiān)控及信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，生產(chǎn)實(shí)踐表明，高陽(yáng)選煤廠煤質(zhì)監(jiān)控及信息一體化網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)高陽(yáng)選煤廠產(chǎn)品指標(biāo)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)監(jiān)控，在提升選煤廠質(zhì)量監(jiān)測(cè)精度的同時(shí)，也降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。