信息化點檢管理系統(tǒng)在四老溝選煤廠的應用

田思雨

0 引言

點檢管理起源于日本，所謂點檢，就是為了維持設備原有性能，通過人的感官和儀器，按照預先設定的周期和方法，對設備上規(guī)定部位（點）進行有無異常的預防性周密檢查的過程。

信息化點檢系統(tǒng)最早應用于電力行業(yè)，信息化點檢系統(tǒng)是集計算機軟硬件、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、自動化控制等多技術(shù)多學科綜合應用為一體的自動化識別系統(tǒng)。該系統(tǒng)經(jīng)過企業(yè)多年的研發(fā)，在煤礦、冶金等行業(yè)也都得到了廣泛的應用，通過該系統(tǒng)可及時掌握設備運行狀態(tài)，完成對數(shù)據(jù)的采集和分析，有效防止“過維修”或“欠維修”的現(xiàn)象，對影響設備正常運行的關(guān)鍵部位達到管理制度化，操作技術(shù)規(guī)范化的要求，從而使設備的故障率和維修費用都得到了減少。

目前同煤集團下屬選煤廠的設備維修主要是事故維修，由于選煤廠機電設備種類繁多，加之其生產(chǎn)的特殊性和連續(xù)性，事故維修給企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟損失。即使部分選煤廠執(zhí)行點檢，也只是紙質(zhì)點檢，人員定期對設備點檢填表，這樣就會存在以下幾個問題：（1）不能在線連續(xù)監(jiān)測設備，不能滿足對重要設備的監(jiān)測要求；（2）點檢表眾多，不便查詢；（3）管理困難，無法保證數(shù)據(jù)的準確性和真實性；（4）點檢數(shù)據(jù)無法共享，無法應用專業(yè)分析工具，不符合企業(yè)的發(fā)展要求。

四老溝選煤廠于2015年8月開始建設，設計能力500 Mt/a，日處理量1.5 Ma，于2017年4月投產(chǎn)。主要洗選設備包括原煤脫泥篩、精煤脫介篩、矸石脫介篩、螺旋分選機都為原裝進口設備，部分關(guān)鍵部位的易損件需從國外原廠進口，供貨周期長，價位高，一旦出現(xiàn)損壞就可能會影響生產(chǎn)，造成嚴重的經(jīng)濟損失。

因此為了保證防事故于未然，保持設備性能的高度穩(wěn)定，延長設備使用壽命，提高設備效率，四老溝選煤廠在建設初期便設計并引入了信息化點檢管理系統(tǒng)。

1 信息化點檢管理系統(tǒng)

1.1 信息化設備點檢管理系統(tǒng)架構(gòu)

（1）設計原理：設備在一定是時間的運行過程中，不同部位都會出現(xiàn)磨損的情況，當出現(xiàn)磨損的情況時，振動頻率就會發(fā)生變化，相應的溫度和電流也會發(fā)生變化，通過對這些數(shù)據(jù)的監(jiān)測，可以發(fā)現(xiàn)受損部件及受損程度。

（2）系統(tǒng)架構(gòu)：四老溝選煤廠設備點檢及在線系統(tǒng)設計以現(xiàn)代無線通訊技術(shù)為基礎，應用通訊技術(shù)中的信令技術(shù)及無線發(fā)射接收技術(shù)，在選煤廠調(diào)度室設置中心控制計算機系統(tǒng)，在點檢設備的附近位置布置采集分站。采集分站和中心控制計算機系統(tǒng)之間通過電纜相連接，分站掛接溫度、振動等模擬量和開關(guān)量傳感器，具有多通道、多制式的信號采集功能和通訊功能。采集分站能及時將監(jiān)測到的各種環(huán)境參數(shù)、生產(chǎn)狀態(tài)傳送給監(jiān)控中心，進行在線檢測，并執(zhí)行中心站發(fā)出的各種命令，及時發(fā)出報警信號等。點檢工人攜帶手持點檢儀，點檢儀與采集分站之間進行無線通訊，將必要通過人工檢測的數(shù)據(jù)通過手持機的錄入，將參數(shù)上傳至監(jiān)控中心。點檢儀只有通過掃描現(xiàn)場設備頻射卡，才能檢查記錄每臺設備的具體數(shù)據(jù)，可有效避免漏檢和謊檢。（點檢系統(tǒng)架構(gòu)圖參考圖1）

（3）系統(tǒng)組成：四老溝選煤廠的點檢硬件系統(tǒng)主要由上位機、服務器、交換機、PLC主站、PLC分站、點檢儀、傳感器等單元構(gòu)成。軟件系統(tǒng)主要選用Windows XP操作系統(tǒng)、SQL server2008數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、eM300在線監(jiān)控系統(tǒng)，TIPM設備點檢系統(tǒng)組成，系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享均采用B/S架構(gòu)。

（4）實現(xiàn)方式 信息化設備點檢管理系統(tǒng)實現(xiàn)方式即以離線點檢為主，在線監(jiān)測為輔。對少數(shù)關(guān)鍵設備的電機、減速機進行電流、溫度的在線監(jiān)測，大部分設備通過點檢儀進行巡檢。

圖1點檢系統(tǒng)架構(gòu)

1.2 在線監(jiān)測、控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

（1）設計框架：在線的監(jiān)測控制主要利用PLC主站、PLC分站與現(xiàn)場設備傳感器的連接，將數(shù)據(jù)傳回集控室，并由上位機完成對數(shù)據(jù)匯總和分析，并通過監(jiān)測軟件以圖表的形式輸出，完成對主要設備的實時監(jiān)測控制。

（2）系統(tǒng)軟硬件：四老溝選煤廠在線監(jiān)測選用eM300為監(jiān)測系統(tǒng)，eM300基于B/S架構(gòu)，為了更好的滿足系統(tǒng)的運行要求，加強對數(shù)據(jù)的處理性能，選用了DELL PowerEd 12GT620服務器。

PLC主站由CPU模塊、NOE通訊模塊、電源模塊、CRP模塊、開關(guān)量輸入/輸出模塊（PAI/PAO）和模擬量輸入/輸出模塊等組成。分站電源模塊、CRP模塊、開關(guān)量輸入/輸出模塊（PAI/PAO）和模擬量輸入/輸出模塊等組成，主站和分站都設在低壓配電室內(nèi)。

（3）實現(xiàn)方式：主站與分站通過RIO分支器連接。各車間現(xiàn)場設備的信號通過開關(guān)量/模擬量送入PLC，CPU模塊按照預先編好的梯形圖對各種輸入信號進行邏輯處理，處理結(jié)果經(jīng)由開關(guān)量/模擬量輸出模塊輸出，進而驅(qū)動交流接觸器和聲光設備。PLC主站和交換機通過以太網(wǎng)接口模塊（NOE）相連，與上位機經(jīng)交換機相連接，系統(tǒng)的PLC主機用的是AB系列PLC，該系列的PLC在Windows XP環(huán)境下運行，并且有專門的CONCEPT編程輔助軟件。在上位機中裝有eM300自動化監(jiān)控軟件，CONCEPT與eM300兩個軟件通過事先設置相同的地址，這個地址與上位機中的IP地址相同，從而使兩個軟件相互連接起來，實現(xiàn)PLC系統(tǒng)的監(jiān)測和控制。

圖2在線監(jiān)測結(jié)構(gòu)

圖3在線監(jiān)測系統(tǒng)

圖4溫度、電流監(jiān)測

1.3 離線點檢系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

離線點檢主要設備由點檢儀（YHD3000）、頻射卡（EA400）、傳感器（RYD-12V）組成。

離線點檢系統(tǒng)（TIPM）通過人工手持點檢儀測量收集包括溫度、轉(zhuǎn)速、溫度、振動頻率等數(shù)據(jù)，同時通過點檢儀掃描現(xiàn)場頻射卡，實現(xiàn)對現(xiàn)場設備、測量點和點檢人員的管理。

圖5離線點檢結(jié)構(gòu)

圖6點檢儀

圖7點檢儀工作原理

3 離線點檢的流程

1、系統(tǒng)操作員將點檢任務下載到自動點檢儀。

2、在點檢現(xiàn)場，點檢人員將自動點檢儀與非接觸式感應器DAL-LAS信息鈕對準開始點檢，感應器發(fā)出提示音后，自動點檢儀屏幕自動顯示需要點檢的項目，點檢人員按菜單提示逐一排查設備中潛在的問題，或直接在點檢儀中錄入測量數(shù)據(jù)，點檢儀自動存儲檢數(shù)據(jù)。

（3）完成上一項操作后，根據(jù)點檢儀的提示進行下一項點檢任務。

（4）所有設備經(jīng)過點檢后，點檢人員通過USB接口或無線將自動點檢儀與通訊處理機連接，借助通訊處理器實時上傳點檢數(shù)據(jù)。

（5）設備點檢管理系統(tǒng)能夠自動統(tǒng)計分析點檢數(shù)據(jù)，并對異常情況發(fā)出預警，快速定位設備隱患。

（6）系統(tǒng)自動對點檢結(jié)果進行分析，判斷點檢結(jié)果是否超限，是否實行精密點檢，根據(jù)分析結(jié)果決策是否檢修或向設備管理中心提出精密點檢申請。

圖8信息化點檢流程

4 信息化點檢管理系統(tǒng)的實施效果

（1）實施情況 目前主要對包括3015、3205渣漿泵的電機的電流、溫度；205破碎機的主電機的溫度；3142混料泵的電機的電流、溫度；801精煤皮帶、901矸石皮帶的電機溫度、減速機溫度，進行了在線監(jiān)測，其他設備實行離線點檢。對溫度的監(jiān)測是將溫度傳感器粘貼在外殼上，對電流的監(jiān)測是將電流變送器裝在電機接線盒內(nèi)，套在三相動力線的任意一相上。通信電纜和電源電纜分開用鍍鋅管穿接。

（2）取得的效果 在信息化點檢管理系統(tǒng)試運行的一年多以來，依靠點檢管理系統(tǒng)靈活的數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)查詢等功能，是選煤廠的檢修項目安排更加科學合理，檢修工作更加具有針對性，在降低工人勞動強度的同時也避免了因巡檢員工作上疏忽、遺漏對設備狀態(tài)的誤判，并且通過實時在線監(jiān)測的報警功能，避免了重大機電事故的發(fā)生。信息化點檢管理系統(tǒng)不僅使四老溝選煤廠的管理水平和工作效率得到了提升，而且在設備的維護費用、管理費用等方面都得到降低，使得整個生產(chǎn)成本費用降低30%左右。

（3）點檢系統(tǒng)存在的問題 目前在線點檢系統(tǒng)還是存在一些問題，如通訊的傳輸有時容易受到干擾；上位機檢測畫面中部分數(shù)據(jù)還存在數(shù)據(jù)不準確的情況；有時由于現(xiàn)場工作環(huán)境對傳感器的影響，易出現(xiàn)誤報警的現(xiàn)象，總之為了以便日后能把這套系統(tǒng)維護到位，為安全生產(chǎn)提供保障，提高整體設備點檢效果的效率，還需要對點檢系統(tǒng)進行進一步的完善。

結(jié)語：信息化點檢系統(tǒng)的設計與實施一項非常龐大而繁瑣的任務，為了進一步提高點檢的使用效率，更加科學合理的制定檢修計劃，降低生產(chǎn)成本，四老溝選

煤廠擴大對設備的在線監(jiān)測范圍，并計劃將振動頻率納入到在線的數(shù)據(jù)范圍內(nèi)，逐步實現(xiàn)以“在線監(jiān)測為主，離線點檢為輔的”的點檢管理體系。