智能化系統在東曲選煤廠原煤系統中的應用

萬劉鵬

（西山煤電集團設計院（有限公司）， 山西 太原 030053）

引言

選煤廠智能化是在傳統工業自動化基礎上利用互聯網、物聯網、數據分析、云計算等技術，引入精細化管理理念，以平板電腦、手機、PC、智能可穿戴設備等終端為載體，實現機器與機器之間、人與人之間、人與機器之間的互聯，實現基礎工業企業的信息化管理及智能化生產過程控制。

1 智能服務平臺

智能服務平臺是智能化系統運行的基礎平臺，包括后臺管理、智信、訂閱三個模塊。后臺管理模塊對用戶賬戶管理、用戶角色管理、查看及操作權限管理（按功能模塊及界面）并對全部操作痕跡進行記錄，在后臺可方便查看；訂閱模塊主要根據崗位職責、權限進行信息的主動呈現；智信模塊能夠實現信息的多線程、多方式快捷溝通。智能服務平臺的具體基礎功能如下所述：常用聯系人常駐顯示，快捷調用；按組織架構查詢，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，消息無遺漏；歷史信息查詢，方便問題追蹤；實現群組設置，信息實時共享；上級信息便捷下達，確保消息不失真；智信后臺將生產信息、設備情況（干選機、破碎機、皮帶等）等生成移動端可視化報表，方便管理人員及時查看；關鍵問題實時推送，確保信息傳遞的及時性和準確性；領導層隨時隨地掌握廠區的生產情況，自主訂閱關注信息、定時推送界面服務定制化，需求信息一目了然。

2 管理分析

2.1 受煤配煤智控

1）現狀：東曲選煤廠現201-204 給煤機、201B-204B 給煤機、271-273 給煤機共三個受煤點，均是通過集控室人工手動調節入洗原煤量，入洗量計量皮帶秤在洗選集控室內，需要通過電話頻繁溝通才能實現原煤入洗量穩定，比較繁瑣。

2）功能規劃：分別在201-204 給煤機、201B-204B 給煤機、271-272 給煤機上方電液動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 個雷達料位計，并將現有205B 和274皮帶上皮帶秤信號接入智能化系統，根據倉位情況，通過位移與電子皮帶秤連鎖，實現入洗煤量智能調節，保證入洗原煤穩定。

2.2 原煤配倉智控

1）現狀：東曲選煤廠共有5 個21 m 直徑的原煤倉，每個原煤倉有兩個卸料點，共10 個卸料點，其中五號倉為原煤與精煤共用，倉上230 和231 兩條移動皮帶，目前均是通過現場人工手動調整兩條移動皮帶卸料位置，倉儲情況依靠原煤倉上崗位人員觀察，調節工作量大。

2）功能規劃：倉上230 和231 兩條移動皮帶增加紅外對射限位開關，1 到5 號分別增加1 個重錘式料位計，根據原煤煤種、每個原煤倉倉儲情況（煤種、倉位），實現自動卸料配倉，卸料過程實現無人干預。

3 生產管理中心

3.1 視頻智控

1）現狀：東曲選煤廠原煤系統現有視頻監控分布地點有61 個，共4 臺硬盤錄像機，集控室設有大屏幕監控系統，支持內網遠程監控。但視頻中的畫面需要人工觀察和調用，且監控畫面中設備有異常，不能自動提示和報警，整個過程均需要人工觀察。

2）功能規劃：將更換現有57 模擬攝像頭為數字攝像頭并接入智能化系統，231 一號、230 二號倉、860 皮帶機頭各增加1 臺數字信號攝像頭，實現按照設備編號和區域人工PAD 端主動查看相關監控視頻；設備運行異常或故障時，相應的監控視頻主動推送至PAD 或PC 端，并發出警報；用戶可自定義需要關注的重點設備，系統定期主動推送相應監控視頻。

3.2 干選智控

實現干選機設備狀態、設備參數、異常報警這三方面信息的實時移動端監測。設備狀態信息和異常報警信息均實時展示在智信監測頁面，TDS 運行時的主要參數信息例如各溫度、電流、鋪滿率、K 值分布、開閥時常、各閥總使用次數等均實時展示在監測詳情頁面，瀏覽監測頁面和監測詳情頁面就可以了解當前設備的運行信息。

3.3 空壓機智控

實現空壓機運行狀態、故障信息的實時移動端監測，干選機停機時，空壓機實現自動停機，系統根據風壓實現8 臺空壓機間歇式鼓風，實現節電。

3.4 設備保護

現狀：東曲選煤廠原煤系統皮帶機頭溜槽已有防堵保護裝置和皮帶打滑保護裝置，破碎機已有失速保護裝置，但都未接入集控，保護信號不能實時遠程統一查看。

功能規劃：設備保護模塊包括運輸系統保護和破碎機失速保護。運輸系統保護主要為機頭溜槽防堵、打滑保護。將214、214B、215、215B 破碎機失速保護裝置接入集控，實現破碎機失速時的智能報警和信息推送。

4 設備管理中心

4.1 設備管理系統

1）設備信息臺賬。通過計算機軟硬件，將目前凌亂碎片的設備信息，包括設備臺帳、備件記錄、歷史維修記錄進行全面集成的數字化管理，自動生成設備健康臺賬，包括設備維保點檢情況、備件使用情況、歷史故障情況、運行時間、過煤量等信息。

2）智能點巡檢管理。智能點巡檢管理是在傳統點檢儀的基礎上，借助軟件開發技術而形成的適合選煤廠設備運行狀態監測的新手段。它代替了傳統的測溫槍，取代了文字記錄；先進于傳統點檢儀，能精確持久地檢測和記錄設備運行的參數、數據、現場觀測結果等信息，能通過后臺管理軟件的智能化分析幫助我們優化點檢路線及點檢位置，校正設備運行狀態和避免發生更重大的事故。智能點巡檢工作流程見圖1。

4.2 設備監控系統

設備監控系統主要對設備狀態在線監測，包括在線振動監測、在線溫度監測、現有綜保接入監測。

現狀：東曲選煤廠原煤系統目前無電機振動、在線溫度監測系統，部分設備電機安裝有綜合保護器，支持過流、缺相、短路等保護，僅在配電室內查看綜合保護器裝置，無法實現遠程查看及異常情況分析。

圖1 智能點巡檢工作流程圖

功能規劃：在線振動監測。在原煤系統重點設備上安裝振動傳感器，將傳統的振動監測技術和加速度技術相結合，更加精確地對設備的運轉狀態進行監控。可以更早地發現軸承及齒輪的早期缺陷，為設備檢修贏得充足的調度時間。同時，利用傳動的振動速度監測手段，能及時發現設備存在的松動、不平衡以及不對中等問題，及時處理問題，避免造成故障停機。在線溫度監測。對原煤系統電機功率≥132 kW的設備進行在線溫度監測。傳感器獲取的溫度數據上傳至本地數據采集單元，通過TCP 信號轉發至智能化系統服務器。

5 人員管理中心

5.1 智能報警

5.1.1 現狀

東曲選煤廠設備報警信息需要調度員通過集控室上位機進行獲取，再通知崗位工和相關人員前去處理。報警信息不能夠實時快捷地傳遞給崗位工，并且所有報警都局限于硬件設施的監測，很多其他類生產問題無法及時預警。

5.1.2 功能規劃

1）報警等級劃分：按照嚴重程度劃分為：紅色、黃色、藍色三種等級的報警，崗位操作人員可根據不同等級報警采取不同的處理方式。

2）報警動態監測：故障類和保護類報警通過智能系統實時進行設備PLC 信號的監測。

3）報警智能推送：報警觸發后與智能任務相互關聯，根據權限和崗位職責推送報警任務，并指導操作人員進行處理。

4）報警智能處理：故障類和保護類報警智能系統體現復位操作及現場復位情況，處理人可對報警添加文字說明及圖片、小視頻等進行反饋。

5.2 智能任務

5.2.1 現狀

東曲選煤廠調度員使用對講機向各生產管理人員傳達各種工作指令和安全信息。集控操作工負責全廠設備運轉狀況的監控，協調崗位的操作，對現場各崗位進行有效合理指揮。崗位人員對生產系統無整體把握，日常工作無記錄反饋。

5.2.2 功能規劃

智能任務重要理念是打造以任務為中心進行人員調度的智能化平臺，具體功能包含任務智能生成、任務智能推送、任務統計分析。具體功能規劃如下：

1）任務智能生成：結合報警模塊、智能視頻模塊，智能生成任務清單，包括任務主要內容、生產系統、設備編號、車間、樓層、人員、以及任務執行方式等。

2）任務智能推送：引入任務執行、人員判斷邏輯，選擇最優執行人，智能推送任務，更好更快地完成任務。

3）任務統計分析：按班、周、月、季度、年等對每個人的任務執行情況進行統計，統計內容包括任務數量、任務完成率、任務耗時等信息。

6 安全管理中心

6.1 粉塵監測

在原煤準備車間2、3、4 層分別增加1 個粉塵監測點，201-204 給煤機、201B-204B 給煤機、271-273給煤機分別增加1 個粉塵監測點，這樣共6 個粉塵監測儀，系統接入智能化系統，并實現粉塵濃度預設值的自動報警和信息推送。

6.2 配電室火災報警

在準備車間2 樓、原煤倉上配電室增加煙霧傳感器，并接入智能化系統，實現煙霧信息的實時監測，煙霧濃度達到預設值智能報警和信息推送。

7 結論

智能化平臺搭建在東曲選煤廠現有PLC 工控系統之上，當智能化系統出現故障后可隨時切換回現有系統進行生產，從根本上解決了安全性問題。智能化后臺的服務架構充分考慮了安全機制，包括數據庫的容災備份等，能夠最大限度地保證系統安全。

智能化系統的建設使用能夠提高管理效率、減少人工干預、降低生產成本、優化產品結構、增加經濟效益。對構建高效、節能、綠色、環保、舒適的人性化智能選煤廠有著積極的作用。