淺談智能化洗煤廠建設(shè)的方向

張琳

摘?要：近年來，選煤工藝及技術(shù)發(fā)生了較大改進(jìn)，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能控制技術(shù)、全網(wǎng)信息通信技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)的沖擊下發(fā)生了翻天覆地的變化。隨著信息化、數(shù)字化、智能化系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展，更多煤炭企業(yè)已將智能化洗煤廠建設(shè)作為提質(zhì)增效的重要工作，本文結(jié)合行業(yè)趨勢和自己企業(yè)改造應(yīng)用實(shí)踐，探析智能化洗煤廠升級改造的方向。

關(guān)鍵詞：智能化;洗煤廠;建設(shè)

一、行業(yè)自動化現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)洗煤廠自動化技術(shù)已得到迅速發(fā)展，而自動化技術(shù)的核心是自動化集中控制系統(tǒng)，包括系統(tǒng)信息管理、數(shù)據(jù)采集和處理、現(xiàn)場執(zhí)行控制三個層次。而信息管理系統(tǒng)主要主要由PLC程序完成數(shù)據(jù)的采集、計(jì)算與分析，現(xiàn)場執(zhí)行控制通過PLC技術(shù)應(yīng)用結(jié)合DP工業(yè)線和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)完成設(shè)備的集中控制與操作。

當(dāng)下，洗煤廠自動化應(yīng)用技術(shù)主要體現(xiàn)在設(shè)備運(yùn)行集中控制、工藝參數(shù)監(jiān)控與調(diào)節(jié)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控等方面。設(shè)備集中控制主要根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序流程對設(shè)備的啟停和控制轉(zhuǎn)換進(jìn)行操作。工藝參數(shù)監(jiān)控與調(diào)節(jié)主要根據(jù)洗煤廠指標(biāo)設(shè)定值實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，重介選煤主要指標(biāo)是介質(zhì)密度。使用較多的是放射源傳感器和液差傳感器實(shí)現(xiàn)密度在線監(jiān)測，但密度檢測數(shù)據(jù)只作為密度調(diào)節(jié)的參考，沒有實(shí)現(xiàn)通過密度大小執(zhí)行自動調(diào)節(jié)的功能。設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控主要是設(shè)備現(xiàn)場運(yùn)行指標(biāo)，如電流、功率、負(fù)荷、溫度、振動等進(jìn)行監(jiān)控與記錄，電流電壓功率等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過PLC進(jìn)行采集監(jiān)控，溫度、振動等指標(biāo)采用外置傳感器進(jìn)行監(jiān)控，處理量采用皮帶秤進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。

二、智能化發(fā)展趨勢分析

展望行業(yè)發(fā)展趨勢，2019-2021年智能化洗煤廠建設(shè)的主要任務(wù)有：（1）升級自動化，實(shí)現(xiàn)減人提效，高度集控;（2）建設(shè)數(shù)據(jù)平臺，通過對整體數(shù)據(jù)規(guī)劃、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)平臺，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)指導(dǎo)作用;（3）強(qiáng)化檢測裝置，提高檢測準(zhǔn)確度。預(yù)計(jì)我國智能化洗煤廠建設(shè)方向與建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)將于2020年得到進(jìn)一步明確，2025年將達(dá)到環(huán)節(jié)與關(guān)鍵技術(shù)的突破探索與實(shí)踐調(diào)整階段，2030年智能化選煤廠的關(guān)鍵技術(shù)將得取得成熟結(jié)果并全面應(yīng)用，至2035年完成行業(yè)第一輪初級智能化建設(shè)目標(biāo)。

三、韓家灣洗煤廠定制化升級思路

（一）洗煤廠現(xiàn)狀分析

韓家灣洗煤廠包括原煤篩分和產(chǎn)品洗選兩部分，其中產(chǎn)品洗選采用重介淺槽工藝。因原煤篩分系統(tǒng)與洗選系統(tǒng)建成于不同時期，分別采用不同的控制系統(tǒng)，嚴(yán)重制約了生產(chǎn)的集中控制與管理。同時生產(chǎn)系統(tǒng)部分環(huán)節(jié)自動化水平較低，有待進(jìn)一步提高。為解決生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定銜接，高效智能運(yùn)行，須對整個配控系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)的規(guī)劃重建。

（二）升級改造方向

以當(dāng)前行業(yè)的智能化建設(shè)為向?qū)В瑘?jiān)持實(shí)用性、先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性的改造原則。改造的總體方向?yàn)椋和ㄟ^定制化設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)所有系統(tǒng)集中控制，實(shí)現(xiàn)減員增效，完成信息化、智能化初步建設(shè)，提高洗煤廠生產(chǎn)管理水平。

（三）生產(chǎn)過程自動化的優(yōu)化完善

1.原煤倉配電系統(tǒng)改造

原煤倉新建配電室，要求容納除10kV進(jìn)線柜以及干式變壓器以外的其他低壓配電柜和控制柜。倉上配電系統(tǒng)包括1臺10kV進(jìn)線柜，1臺800kVA干式變壓器，1臺低壓進(jìn)線柜，7臺MNS低壓配電柜，1臺獨(dú)立的低壓變頻器柜以及兩臺PLC柜。其中10kV進(jìn)線柜和干變利用現(xiàn)有設(shè)備，保留在現(xiàn)有位置。

2.原煤倉控制系統(tǒng)改造

原煤倉上設(shè)備包括上倉帶式運(yùn)輸機(jī)、雙層香蕉篩、破碎機(jī)以及各種配倉帶式輸送機(jī)和刮板機(jī)。目前這些設(shè)備的控制方式，與洗選集中控制系統(tǒng)分離，另外，末煤倉下8臺裝車給煤機(jī)采用人工就地控制，并由裝車集控室監(jiān)視，現(xiàn)需要將其納入洗煤廠生產(chǎn)管理集中控制系統(tǒng)。

（四）智能視頻分析系統(tǒng)

1.視頻監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀

目前全廠共有攝像機(jī)20臺，其中裝車倉下4臺，自成一個獨(dú)立的存儲系統(tǒng)，其余的16臺均為主廠房生產(chǎn)系統(tǒng)監(jiān)控（含4臺防爆攝像機(jī)），原煤倉上系統(tǒng)未納入視頻監(jiān)控。集控室共有12臺46寸液晶拼接屏，不能滿足整個生產(chǎn)系統(tǒng)關(guān)鍵崗位的監(jiān)控。

2.建設(shè)方案

為滿足監(jiān)控畫面數(shù)量要求，在現(xiàn)工業(yè)拼接屏的基礎(chǔ)上新增12塊46英寸拼接屏，與當(dāng)前拼接屏保持規(guī)格一致。在原煤篩分車間布置安裝高清攝像頭，將篩分系統(tǒng)納入視頻監(jiān)控，對生產(chǎn)系統(tǒng)其他環(huán)節(jié)進(jìn)行排查，部分位置增加攝像頭，滿足全廠視頻監(jiān)控需求。

（五）信息管理與分析決策（MES）系統(tǒng)

洗煤廠MES系統(tǒng)軟件基于以太網(wǎng)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使生產(chǎn)集控、配電監(jiān)測、視頻監(jiān)控、以及其他各種生產(chǎn)輔助與保障系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不隨著過程的結(jié)束而消失。系統(tǒng)經(jīng)過數(shù)據(jù)采集存儲、統(tǒng)計(jì)、總結(jié)、分析而成為設(shè)備及生產(chǎn)過程的檔案，為日后科學(xué)決策、高效生產(chǎn)、檢修維護(hù)等提供數(shù)據(jù)支持和決策依據(jù)，并將分析統(tǒng)計(jì)的結(jié)果以Web形式發(fā)布。并能夠接入洗煤廠已有的班組信息化系統(tǒng)。同時具備移動數(shù)據(jù)查詢、展示。MES系統(tǒng)應(yīng)具有實(shí)時監(jiān)測功能及產(chǎn)量、質(zhì)量、能耗、運(yùn)行、故障、工藝參數(shù)等統(tǒng)計(jì)分析功能。

四、對國內(nèi)智能化發(fā)展方向思考

（一）整體架構(gòu)

目前國內(nèi)智能化洗煤廠建設(shè)主要從決策層、生產(chǎn)層、監(jiān)控層、數(shù)據(jù)層四大層面進(jìn)行探究發(fā)展方向，幾大層面對應(yīng)的是對經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、技術(shù)指標(biāo)和勞動效率的優(yōu)化。

（二）建設(shè)路徑

在技術(shù)建設(shè)路線上，未來主要路徑是：

（1）大數(shù)據(jù)的采集與分析;

（2）智能操作，包括集中控制、設(shè)備監(jiān)控、預(yù)測維護(hù)等，通過智能操作實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)價值的提升，達(dá)到提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率與穩(wěn)定指標(biāo)的目的;

（3）智能優(yōu)化，通過對實(shí)體與虛擬洗煤廠運(yùn)行數(shù)據(jù)解析與挖掘，實(shí)現(xiàn)預(yù)測、引導(dǎo)實(shí)體洗煤廠技術(shù)指標(biāo)最優(yōu);

（4）基于云平臺的智能協(xié)同，通過數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)全流程、全產(chǎn)業(yè)鏈綜合效益最優(yōu);

（5）人工智能技術(shù)的應(yīng)用，利用局域網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的管理、智能分析運(yùn)算、預(yù)報預(yù)診預(yù)警、智能遠(yuǎn)程控制。

結(jié)合工作實(shí)際具體來說，智能化洗煤廠的改造應(yīng)該在方案的定制化設(shè)計(jì)、智能視頻分析系統(tǒng)、設(shè)備狀態(tài)智能分析系統(tǒng)、可視化移動終端及職能崗位、數(shù)據(jù)信息管理分析系統(tǒng)等方面進(jìn)行大膽的積極探索。