洗煤廠機電設備智能化與信息化技術分析

＊李景峰

（山西汾西礦業（集團）有限責任公司洗煤廠 山西 032000）

在洗煤廠生產過程中，通常需要諸多機電設備同時運行，各機電設備都是獨立系統，其中涉及大量構件，包括操作構件、保護構件及附屬構件等。所以洗煤廠機電設備檢查管理和維修保養的工作量往往較大，尤其在洗煤廠生產規模逐漸加大的當下，以往采用的機電設備管理模式已無法滿足管理要求，因而需要探索更為高效、更為便捷的管理方式。基于此，相關人員應積極運用智能化技術和信息化技術來創新機電設備管理手段，解決以往管理模式存在的不足，以此提高機電設備管理效率和效果，有效保障機電設備運行安全性、可靠性。

1.洗煤廠機電設備智能化與信息化的優勢

目前，我國洗煤廠生產規模逐漸擴大，車間機電設備工作量日益提高，在機電設備運行過程中，較易發生維修不足或維修過剩的問題。通常而言，機電設備管理工作要貫穿設備采購、設備使用直至設備報廢的全過程，管理內容較多，包括設備入檔、設備操作技術培訓、設備運行使用、設備維護保養、設備故障處理及設備報廢等，會形成諸多數據文件。

在以往機電設備管理中，所采用的管理手段較為落后，通常以紙質方式記錄管理數據，存在數據信息更新速度較慢、數據信息保密性和準確性較差的問題，設備管理效率較低，且紙質文件無法長期保存，會對后續設備運行分析、設備維護保養等工作造成較大阻礙。而推動機電設備管理智能化、信息化建設，能有效解決以上問題，其具備的優勢較多。

一是能實現數據信息共享，便于查詢，相關人員可依據自身需求對相關信息進行查看；二是能在機電設備運行過程中針對出現的溫度異常、振動異常等現象進行自動報警，避免發生設備安全事故；三是能保證機電設備運行效率，提高機電設備管理的針對性，加強機電設備管理質量，防止出現失誤；四是能全面記錄、分析數據，支持管理層科學決策，并節省紙張使用，降低紙張、電話及傳真等費用，減少管理經費；五是以網絡技術為基礎進行機電設備管理，無需安裝相應程序，管理工作更為便捷；六是能通過計算機技術以動畫形式演示機電設備結構組成、運行原理及使用情況等，使相關人員對機電設備予以充分理解，強化人員知識水平和業務能力[1]。

2.洗煤廠機電設備智能化與信息化技術的應用

(1)智能點檢系統

①系統架構。洗煤廠機電設備在運行狀態下會出現一定磨損現象，而在磨損現象出現后，設備振動頻率及相應電流、溫度都會發生改變，通過監測這些數據，能對機電設備磨損部位及此部位磨損程度進行精準判斷。機電設備智能點檢系統設計主要應用信令技術、無線發射接收技術等現代無線通訊技術，分別在選煤廠調度室和點檢設備周圍設置中心控制計算機系統和采集分站，基于電纜將兩者相連，其中，采集分站布置振動、溫度等模擬量傳感器和開關量傳感器，具有諸多功能，包括信號采集功能、通訊功能等。通過采集分站，能對機電設備運行狀態及其所處環境各項參數予以實時監測，進而向監控中心傳送進行線上檢測，并對中心站發出的指令加以執行，實施及時預警。同時，通過無線通訊技術連接采集分站、點檢系統及點檢人員的手持點檢儀，目的在于將人工檢測方式采集的數據錄入、上傳到監控中心。點檢儀在對機電設備頻射卡進行掃描后，可對設備具體數據予以檢查和記錄，這種方式可有效防止漏檢、謊檢問題。

智能點檢系統硬件部分由諸多單元構成，包括上位機單元、交換機單元、服務器單元、PLC主站單元、PLC分站單元、傳感器單元及點檢儀單元等。軟件部分主要由操作系統、數據庫管理系統、在線監控系統和點檢系統組成，其中，操作系統選用Windows XP、數據庫管理系統選用SQL Server2008、在線監控系統選用eM300，各系統數據采用B/S架構實現共享。智能點檢系統能在線監測機電設備電機、電流、溫度等參數，基于點檢儀對多數機電設備予以巡檢。此系統以離線點檢為主，以在線監測為輔[2]。

②系統功能。智能點檢系統具備多種功能，包括點檢日志功能、數據統計分析功能、點檢任務管理功能、點檢工作計劃功能等，其涉及較多業務，可分為三大部分，其一是系統維護，通過這一模塊，可實現系統設置、非工作日志管理、用戶管理及口令修改；其二是工作管理，通過這一模塊，可實現點檢日志管理、數據統計分析、點檢任務管理、點檢工作計劃管理及設備狀態管理，進而生成報表；其三是基礎數據管理，通過這一模塊，可實現設備停運原因數據錄入、專業組維護數據錄入、點檢狀態數據錄入、設備分配數據錄入、點檢標準數據錄入及設備基本信息錄入。結合智能點檢系統功能，主要將系統分為三層次，首先是構建數據庫；其次是建立各種操作模型，包括設備維護模型、業務處理模型、數據輸入模型等；最后是充分結合數據庫與操作。待完成數據庫構建后，要在科學安排點檢任務的基礎上實施跟蹤管理，基于點檢日志功能記錄點檢情況，進而分析、檢測設備可能存在的異常問題，點檢人員可通過查詢功能對設備運行狀態予以查詢，實現設備數據共享。

③系統結構。第一，在線監測系統結構。在線監測系統主要通過PLC主站與分站來連接現場傳感器，進而向集控室傳送數據，由上位機進行匯總與分析，并基于監測軟件輸出相應圖表，以實現對機電設備的實時監測。在線監測系統采用以B/S架構為基礎的eM300監測系統，同時，為支持系統良好運行，強化數據處理能力，選擇DELL PowerEd 12GT620服務器。PLC主站和分站由諸多模塊組成，其中，主站包括電源、通訊、開關量輸入、開關量輸出、模擬量輸入、模擬量輸出、CRP及NOE通訊等模塊；分站包括電源、開關量輸入、開關量輸出、模擬量輸入、模擬量輸出及CRP等模塊。PLC主站、PLC分站均在低壓配電室內設置，兩者基于RIO分支器相連。通過開關量和模擬量輸入模塊，將洗煤廠各車間機電設備信號送入PLC，并通過CPU模塊依據所設置的梯形圖來處理各種輸入信號，進而通過開關量和模擬量輸出模塊來輸出處理結果，最終控制交流接觸器驅動。PLC主站基于以太網接口模塊來連接交換機，并通過交換機來連接上位機，系統主機選用AB系列PLC，這類主機主要運行在Windows XP環境中，且具有編程輔助軟件。同時，將eM300監控軟件裝在上位機內，其與編程輔助軟件通過相同IP地址進行連接，以實現監測和控制功能[3]。

第二，離線點檢系統結構。離線點檢系統主要由點檢儀、頻射卡及傳感器構成。其中，點檢儀選用YHD3000，射頻卡選用EA400，傳感器選用RYD-12V。離線點檢系統通過點檢人員運用手持點檢儀對振動頻率、轉速、溫度等數據進行測量和收集，并通過掃描頻射卡來管理機電設備、現場測量點及點檢人員。在離線點檢過程中，首先，操作人員應在自動點檢儀下載點檢任務；其次，由點檢人員在點檢現場對準自動點檢儀和感應器信息鈕進行點檢，待感應器出現提示后，所要點檢的項目會在自動點檢儀屏幕上顯示，點檢人員結合菜單對機電設備可能存在的問題予以逐一排查，同時，也可直接將測量數據錄入點檢儀中進行存儲；再次，以點檢儀的提示為依據執行后續點檢任務，在完成全部機電設備點檢后，點檢人員基于無線方式或USB接口方式連接自動點檢儀和通訊處理器，通過通訊處理器對點檢數據予以實時上傳；最后，通過點檢系統對點檢數據加以統計和分析，在發現異常現象時實施預警，實現對機電設備隱患的快速定位，進而自動分析點檢結果，評估是否存在超限問題，判斷是否開展精密點檢，并以分析結果為依據決定是否向機電設備檢修管理中心申請精密點檢工作。

④系統配置。以某洗煤廠為例，其在智能點檢系統配置中，共設置120臺點檢設備，其中采用在線點檢模式的設備40臺，采用離線點檢模式的設備80臺，點檢系統配置具體為：采集分站38臺，工控機2臺，防爆電源箱10個，防爆傳感器227個，振動傳感器130個，打印機1臺。

⑤系統優勢。A.智能點檢系統能對設備狀態參數進行在線傳輸，包括振動參數、溫度參數等；B.基于無線通訊技術可向中心計算機及時傳輸數據；C.基于計算機技術可實現遠程維護功能和互聯網查詢功能等；D.基于PDA技術可優化以往點檢工作模式，通過互聯網處理、查詢相應數據，實現無紙化；E.能在同一操作平臺進行日常點檢、專業點檢及精密點檢工作，全面共享各種信息資源，可提高點檢工作合理性，防止重復、遺漏等問題出現，使點檢效率、點檢效果得到提升；F.能依據點檢標準進行工作任務的自動生成，避免由于點檢人員疏忽而發生超周期、遺漏等問題；G.能對工作分布、工作耗時進行預測，并對點檢人員工作任務、工作時間予以合理安排，可發揮點檢工作主動性；H.能自動分析數據、查詢數據，可將點檢結果和設備狀態以圖形的方式直觀呈現，在設備管理中更為適用，能便于點檢工作考核的開展；I.通過無線工作模式能防止出現漏檢、謊檢問題。具體而言，智能點檢系統能對設備運行情況予以充分了解，降低設備出現故障的可能，以減少設備維修成本，保證設備運行安全性和可靠性。

⑥系統應用。以某洗煤廠為例，其智能點檢系統主要用于在線監測渣漿泵電機電流和溫度、破碎機電機溫度、混料泵電機電流和溫度及精煤皮帶電機溫度、矸石皮帶電機溫度，除此之外，以離線點檢方式管理其他機電設備。對于機電設備電機溫度的監測，主要通過在機電設備外殼粘貼溫度傳感器來實現，對于機電設備電機電流的監測，主要通過在電機接線盒內安裝電流變送器來實現。通過應用智能點檢系統，實現了自動整合數據、自動分析數據、自動查詢數據及數據共享等諸多功能，有效提高了洗煤廠機電設備管理科學性，不僅降低了人員工作量，也減少了由于人為疏忽導致的誤判機電設備狀態的現象，同時，基于實時在線監測，幫助洗煤廠避免了機電設備安全事故。智能點檢系統的應用不僅使洗煤廠機電設備管理效率得到了增強，還使機電設備管理成本得到了下降，洗煤廠生產總成本減少約30%，為洗煤廠創造了更多經濟效益。總體而言，智能點檢系統具有較高應用可行性。

(2)信息管理系統

通過構建信息化管理平臺，集合自動統計、自動分析、自動記錄、自動查詢及自動報警等功能于一體，以科學指導生產設備管理。洗煤廠結合機電設備使用現狀，針對性搭建信息化管理系統，在其中納入預防性檢修、點檢性檢修及機制性檢修內容，全面落實信息化管理，提高機電設備管理專業性。

信息化管理系統由諸多板塊組成，包括系統管理板塊、資料管理板塊、檢修管理板塊、專項檢查板塊、潤滑管理板塊、點檢管理板塊、溜槽管理板塊及設備信息板塊、技術臺賬板塊等，各板塊均有業務處理功能、數據錄入功能、數據統計功能、數據查詢功能及報表打印功能等，其中，潤滑管理板塊還具備自動報警功能，能按照潤滑周期自動加注油脂，如果這一過程出現異常會自動進行預警。信息化管理系統主要包括三層次，首先是構建數據庫；其次是建立各種操作模型，包括設備維護模型、業務處理模型、數據輸入模型等；最后是充分結合數據庫與操作，實現信息化設備管理[4]。

在洗煤廠機電設備管理中應用信息化管理系統，能共享各類管理信息，使相關人員全面了解機電設備運行狀態，掌握機電設備檢查、維修、保養等情況，以減少機電設備故障率，節省機電設備維修費用，保證經濟效益。

3.結論

推動洗煤廠機電設備智能化、信息化建設的優勢較多，比如，能實現數據信息共享，便于查詢，相關人員可依據自身需求對相關信息進行查看；能在機電設備運行過程中針對出現的溫度異常、振動異常等現象進行自動報警，避免發生設備安全事故等。所以對于洗煤廠而言，應積極運用智能化技術、信息化技術，搭建智能點檢系統和信息管理系統，通過在線監測和離線點檢模式，對機電設備運行情況予以實時監測，以便相關人員全面了解機電設備狀態，提高機電設備運行效益。