KKS編碼在港口航運(yùn)數(shù)字化堆場中的應(yīng)用

濮鈺麒

(上海工業(yè)自動化儀表研究院有限公司，上海 200233)

0 引言

電廠標(biāo)志系統(tǒng)(kraftwerk-kennzeichen-system， KKS)編碼是以德國為代表的歐洲電力能源國際技術(shù)協(xié)會(VGB)，借鑒歐洲范圍內(nèi)發(fā)達(dá)國家電廠的發(fā)電、儲能、輸配等環(huán)節(jié)特點(diǎn)所共同編制的。1995年，VGB發(fā)布了KKS編碼手冊第四版，形成了完整成套的電廠標(biāo)志系統(tǒng)。

KKS編碼于20世紀(jì)90年代以中外合作方式引進(jìn)中國。從設(shè)計、施工、調(diào)試到投運(yùn)，從設(shè)計院、發(fā)電企業(yè)到電力企業(yè)，都以KKS編碼作為統(tǒng)一數(shù)字化接口標(biāo)準(zhǔn)。其已成為電力企業(yè)信息系統(tǒng)的重要承載基礎(chǔ)。

本文以煤炭中轉(zhuǎn)碼頭企業(yè)為載體，嘗試KKS碼在控制系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，對碼頭范圍內(nèi)的系統(tǒng)設(shè)備、建筑構(gòu)件進(jìn)行分類編碼，實(shí)施數(shù)字化管控，構(gòu)建數(shù)字化交運(yùn)港航碼頭生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，為今后能源行業(yè)實(shí)現(xiàn)企業(yè)全流程一體化企業(yè)管理信息系統(tǒng)打下扎實(shí)的信息基礎(chǔ)。

1 KKS編碼電廠標(biāo)志系統(tǒng)

VGB最新一次出版印刷KKS編碼手冊是2019年2月VGB Powertech出版印刷的VGB-Standard KKS Pocketbook VGB-S-811-91-2019-02-DE-EN。KKS電廠標(biāo)志系統(tǒng)由功能碼 Function Key、設(shè)備單元碼 Equipment Unit Key、元部件碼 Component Key 組成。KKS電廠標(biāo)志系統(tǒng)有三種不同類型編碼：相關(guān)過程工藝編碼(Process-related Code)、安裝點(diǎn)位編碼(Point of Installation Code)、位置編碼(Location Code)。這三種類型編碼使用相同的標(biāo)志方案，其被分為四級細(xì)分階層。

三種類型標(biāo)志的KKS編碼標(biāo)志類型分層如圖1[1]所示。

圖1 KKS編碼標(biāo)志類型分層示意圖

工藝標(biāo)志碼、安裝點(diǎn)標(biāo)志碼和位置標(biāo)志碼包含歸類分級編碼元素，編碼元素由文字編碼和數(shù)字編碼組成的中英文。KKS編碼構(gòu)成類型如圖2所示[1]。

圖2 KKS編碼構(gòu)成類型示意圖

工藝標(biāo)志碼構(gòu)成類型如表1所示[2]。其編碼構(gòu)成采用3級分類編碼，全廠碼為1～4位拉丁字母或阿拉伯?dāng)?shù)字；前綴號為可省略1位阿拉伯?dāng)?shù)字，系統(tǒng)分類碼為3位拉丁字母，系統(tǒng)編碼為2位阿拉伯?dāng)?shù)字；設(shè)備分類碼為2位拉丁字母，設(shè)備編號為3位阿拉伯?dāng)?shù)字，設(shè)備附加碼為可省略1位拉丁字母；元件分類碼為2位拉丁字母，元件編號為2位阿拉伯?dāng)?shù)字。

安裝點(diǎn)標(biāo)志碼構(gòu)成類型如表2所示[2]。其編碼采用3級分類編碼，全廠碼為1～4位拉丁字母或阿拉伯?dāng)?shù)字；前綴號為可省略1位阿拉伯?dāng)?shù)字，安裝單元分類碼為3位拉丁字母，安裝單元編號為2位阿拉伯?dāng)?shù)字；縱向細(xì)分碼為2位拉丁字母，橫向細(xì)分碼為3位阿拉伯?dāng)?shù)字，附加碼可省略1位拉丁字母。

表1 工藝標(biāo)志碼構(gòu)成類型

表2 安裝點(diǎn)標(biāo)志碼的構(gòu)成類型

位置標(biāo)志碼構(gòu)成類型如表3所示[2]。其編碼采用3級分類編碼，全廠碼為1～4位拉丁字母或阿拉伯?dāng)?shù)字；前綴號為可省略1位阿拉伯?dāng)?shù)字，建筑物分類碼為3位拉丁字母，建筑物編號為2位阿拉伯?dāng)?shù)字；分區(qū)室房分類碼為2位拉丁字母，分區(qū)室房編號為3位阿拉伯?dāng)?shù)字，附加碼可省略1位拉丁字母。

KKS電廠標(biāo)志系統(tǒng)對發(fā)電廠中各對象以其內(nèi)在邏輯關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)一分類、統(tǒng)一標(biāo)志、統(tǒng)一編碼，使各對象所具備的相關(guān)數(shù)據(jù)信息在整個能源生命周期內(nèi)具有唯一的標(biāo)志。

表3 位置標(biāo)志碼構(gòu)成類型

2 交通運(yùn)輸港口航運(yùn)KKS編碼

KKS電廠標(biāo)志系統(tǒng)在發(fā)電廠內(nèi)部有著成熟的編碼體系。而作為能源產(chǎn)業(yè)周邊配套交通港口，也希望能實(shí)現(xiàn)與能源行業(yè)同等水平的數(shù)字化管理系統(tǒng)。運(yùn)輸行業(yè)的煤炭中轉(zhuǎn)碼頭有著其獨(dú)特的工藝流程和設(shè)備要求。為了做好公司信息化、數(shù)字化、智能化管理的基礎(chǔ)工作，首先必須加強(qiáng)公司設(shè)備命名和設(shè)備編碼管理，規(guī)范統(tǒng)一設(shè)備命名和設(shè)備編號。在交通部港口行業(yè)對設(shè)備名稱要求的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身生產(chǎn)工藝流程要求，制定設(shè)備命名和設(shè)備編碼管理辦法[3-9]。

該能源企業(yè)原料運(yùn)輸企業(yè)中轉(zhuǎn)港口KKS編碼中控制系統(tǒng)和信息系統(tǒng)I/O接口的所有設(shè)備、元部件及其所在建筑物分區(qū)和房間的數(shù)據(jù)信息。由于企業(yè)的特殊性，僅給出了設(shè)備命名和設(shè)備編碼管理辦法、KKS電廠標(biāo)志系統(tǒng)編碼標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目組以控制系統(tǒng)I/O設(shè)備及元部件梳理為突破口，對控制系統(tǒng)和信息系統(tǒng)進(jìn)行KKS編碼。

港口碼頭KKS編碼索引表初版中，系統(tǒng)級編碼索引共78條、功能級編碼索引共1 131條、設(shè)備級編碼索引共210條、元部件級編碼索引共89條，共1 508條編碼索引。隨著控制系統(tǒng)和信息系統(tǒng)同步編制，經(jīng)過I/O清單編制工作與KKS編碼編制工作，該港口碼頭KKS編碼索引表最終版本中，系統(tǒng)級編碼索引共100條、功能級編碼索引共1 221條、設(shè)備級編碼索引共210條、元部件級編碼索引共89條，共1 620條編碼索引。港口碼頭I/O清冊中，共計5 112個模擬/數(shù)字I/O端口。KKS編碼表中，共計1 326個設(shè)備。

KKS編碼設(shè)備分類和數(shù)量表如表4所示。這為后續(xù)各子項(xiàng)目模塊元部件KKS編碼奠定了扎實(shí)、穩(wěn)固的基礎(chǔ)。

表4 KKS編碼設(shè)備分類和數(shù)量表

KKS編碼索引表第一層系統(tǒng)碼，共設(shè)置了100個系統(tǒng)，如供配電、工控、通信、照明、噴淋、水閘、消防、供排水、公用、卸船機(jī)、斗輪機(jī)、裝船機(jī)、轉(zhuǎn)運(yùn)站、緩沖計量倉、皮帶機(jī)等系統(tǒng)。在第二層功能碼中，采用索引表對輸配電設(shè)備進(jìn)行功能分層編碼，整個港區(qū)碼頭的電氣室里有380 V、690 V配電盤柜及其電氣中控室。根據(jù)索引表第二層功能碼排列的邏輯順序，先找到供配電系統(tǒng)(power supply distribution system,PSDS)所在區(qū)，逐步了解該區(qū)塊下功能碼分層編碼的邏輯，采用A-B-C-D-E-F分別代表0-1-2-3-4-5這6個變電站。按照正常的分層和邏輯推理，每個變電站向下引出線到各個電氣室供380 V、690 V配電盤柜使用。那么，只需要根據(jù)建設(shè)單位提供的6個變電站的引出線，即可把近80個配電盤柜設(shè)備功能碼列在6個變電站的下層。但是，從圖紙和現(xiàn)有的數(shù)據(jù)表格中，找不到這80個配電盤柜上級引線來自哪個變電站。經(jīng)過和建設(shè)單位溝通，用電設(shè)備還未完全確定，每個電氣室的上級引線來自哪個變電站，目前建設(shè)單位還沒最終完全確定。無論以后電氣室的上級引線怎么調(diào)整變電站，都要做到該電氣室及其設(shè)備的KKS碼唯一。于是，對80個電氣室及其中控室的功能碼設(shè)置新的上層標(biāo)志G，代表電氣室。其與A～F這6個變電站同等級，GE為380 V配電，GEA為380 V配電柜盤，然后從GEA01、GEA02、GEA03,以此類推分配給中控室380 V配電柜盤、C1電氣室380 V配電柜盤A相，C1電氣室380 V配電柜B相。一共設(shè)置了1 221個功能碼索引編碼。中控室電源UPS柜KKS編碼如表5所示。

表5 中控室電源UPS柜的KKS編碼

在設(shè)備單元碼中，比如G類的電氣設(shè)備下，GS為電氣設(shè)備開關(guān)，GS100-199高壓配電盤,GS200-299隔離開關(guān),GS300-399接地開關(guān)；GH根據(jù)工藝系統(tǒng)所劃分的電氣和儀控安裝設(shè)備(例如盤,柜,箱)。在完成索引表新增報批后，對整個港區(qū)碼頭的設(shè)備部件進(jìn)行KKS編碼，以利于后期工作跟進(jìn)。整個KKS碼編制工作獲得了建設(shè)單位肯定和認(rèn)可，為港航交通行業(yè)數(shù)字化、現(xiàn)代化、智能化奠定了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

皮帶機(jī)就地箱KKS編碼如表6所示。

表6 皮帶機(jī)就地箱KKS編碼

3 結(jié)束語

工業(yè)時代，正從信息時代向著智能時代邁進(jìn)，而工業(yè)智能的前提是大數(shù)據(jù)。能源電力行業(yè)以數(shù)字化信息化為依托，對所有設(shè)備元部件的信息進(jìn)行統(tǒng)一唯一編碼，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能源大數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)定位。

在數(shù)字化信息化基礎(chǔ)上構(gòu)建的智能化電廠和電廠能源原料中轉(zhuǎn)碼頭，將提升能源行業(yè)原料中轉(zhuǎn)效率、產(chǎn)業(yè)能級，實(shí)現(xiàn)工業(yè)智能的目標(biāo)。