廟溝鐵礦地表綜合自動化系統(tǒng)概述

崔龍栓

（河鋼集團(tuán)礦業(yè)有限公司廟溝鐵礦）

隨著自動化技術(shù)的日益普及和應(yīng)用，高效和智能化的礦山建設(shè)越來越得到重視［1］。近幾年鋼鐵制造流程的機(jī)械化、自動化程度不斷提高，相比之下上游的礦山生產(chǎn)企業(yè)的智能化程度卻很低，競爭力相對較弱，這就需要礦山企業(yè)不斷地自我革新，加大自動化升級改造力度，實現(xiàn)減人提效，進(jìn)一步提高企業(yè)安全生產(chǎn)各環(huán)節(jié)效率，為企業(yè)集約高效發(fā)展增lk動力。

廟溝鐵礦以建設(shè)數(shù)字化礦山為出發(fā)點，合理優(yōu)化利用現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備，從實際生產(chǎn)需要、人員配備、信息化等方面出發(fā)，通過對地磅自動化無人值守系統(tǒng)、碎礦皮帶運輸無人值守系統(tǒng)、高壓配電室自動化系統(tǒng)、綜合調(diào)度自動化監(jiān)控平臺等建設(shè)，基于數(shù)字化礦山建設(shè)技術(shù)建立集成的綜合自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)廟溝鐵礦自動化建設(shè)及現(xiàn)代化和信息化管理，為數(shù)字化礦山的建設(shè)打下良好的基礎(chǔ)。

1 地磅自動化無人值守系統(tǒng)

地磅自動化無人值守系統(tǒng)是將計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到礦石和鐵精粉銷售的管理中，按照每天生產(chǎn)組織的要求，貫穿于從礦石開采到鐵精粉銷售的全過程，可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程中所有節(jié)點數(shù)據(jù)的實時自動上傳、統(tǒng)計，從而實現(xiàn)露天采場地磅、銷售地磅的無人值守和遠(yuǎn)程視頻控制，提高計量效率。

地磅自動化無人值守系統(tǒng)是指利用車號自動識別技術(shù)，自動讀取車號、自動讀取并保存質(zhì)量、自動控制稱量流程，實現(xiàn)在無人操作和監(jiān)管情況下的自動稱量。對于車輛固定的場合，每輛車發(fā)1張RFID卡，把對應(yīng)的車輛信息都保存在卡上，讀卡時車輛信息可以自動地輸入到系統(tǒng)里。

地磅自動化無人值守系統(tǒng)可實現(xiàn)計量業(yè)務(wù)權(quán)限管理，報表查詢權(quán)限管理，異常處理權(quán)限管理，系統(tǒng)管理權(quán)限管理；可以生成各種功能報表，并可以進(jìn)行自定義條件查詢；與上級公司數(shù)據(jù)系統(tǒng)無縫對接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速交互。

廟溝采場共有采坑供礦點、掛幫礦供礦點、西排土場翻選礦石、試驗礦塊等供礦點，每個供礦點有礦石運輸車和排巖車。依靠地磅自動化無人值守系統(tǒng)自動跟蹤車輛運行情況、具體位置以及碎礦甩巖情況，礦調(diào)度室可實時統(tǒng)計各處礦點礦石配比情況。

地磅視頻監(jiān)控通過以太網(wǎng)接入礦調(diào)度室，實現(xiàn)遠(yuǎn)程操作機(jī)及監(jiān)控。計量過程實現(xiàn)視頻畫面實時監(jiān)控，節(jié)點信息、車輛信息、物料信息全部實時顯示在客戶端，隨時掌握車輛和過磅計量的全過程。在入廠道閘，上磅道閘、下磅道閘、出廠道閘這4個位置節(jié)點，利用先進(jìn)的雷達(dá)探測技術(shù)確保車輛完全上秤，保障稱量計量準(zhǔn)確。系統(tǒng)的應(yīng)用降低了廟溝鐵礦的計量成本，極大地提高了系統(tǒng)的計量效率，加強(qiáng)了企業(yè)計量管理水平，實現(xiàn)了企業(yè)計量系統(tǒng)的自動化智能稱量［2］。

2 破碎流程自動化系統(tǒng)

廟溝鐵礦破碎系統(tǒng)總共有皮帶運輸機(jī)48條［3］，破碎流程自動化系統(tǒng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程集中控制啟停車，整個破碎流程的設(shè)備運轉(zhuǎn)信號全部通過光纖傳送帶到礦調(diào)度室計算機(jī)，為調(diào)度人員組織破碎流程生產(chǎn)提供依據(jù)。

在破碎生產(chǎn)過程中，進(jìn)行破碎機(jī)給礦自動控制，礦倉料位檢測，金屬探測與報警控制，破碎生產(chǎn)過程順序控制，機(jī)動設(shè)備連鎖保護(hù)，布料小車遠(yuǎn)程控制等碎礦自動化系統(tǒng)，將碎礦自動化操作系統(tǒng)并入礦調(diào)度室。

破碎流程自動化減少了勞動定員，從而降低了人身傷害事故率，實現(xiàn)車間廠房無人值守，降低職業(yè)病的發(fā)生率。破碎系統(tǒng)通過遠(yuǎn)程自動控制與現(xiàn)場視頻監(jiān)控相結(jié)合的方式，實現(xiàn)在調(diào)度室操作車間破碎設(shè)備，實時觀察設(shè)備運行參數(shù)，無需崗位工在現(xiàn)場操作，減少一線工人的勞動強(qiáng)度，降低電力消耗，保障破碎設(shè)備的高效安全運行，嚴(yán)格貫徹“多破少磨”的經(jīng)營理念。

3 高壓配電室的自動化改造建設(shè)

廟溝鐵礦的高壓配電室建造于20世紀(jì)90年代，在用的高壓柜大多數(shù)都是傳統(tǒng)的老式原件。近年來，隨著廟溝鐵礦不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，增加的大型選礦設(shè)備越來越多，一旦出現(xiàn)故障跳閘，無法查看故障時的各種運行參數(shù)，給查找故障原因帶來一定難度。從安全生產(chǎn)出發(fā)，高壓配電室自動化改造迫在眉睫。

35 kV高壓配電室和高爐6 kV配電室自動化改造包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)改造、綜保設(shè)備改造、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)改造，智能分析系統(tǒng)投入使用。通過對2個變電站的自動化改造，實現(xiàn)高壓配電室無人值守功能。

35 kV變電站和高爐6 kV配電室監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了對全部設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、測量、控制記錄和報警功能。系統(tǒng)按接入設(shè)計，設(shè)計通過在地面變電所機(jī)房安裝上位機(jī)并配備以太網(wǎng)卡，將該電力綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)與變電所內(nèi)設(shè)置的工業(yè)交換機(jī)相連，接入到地表綜合自動化系統(tǒng)的地面光纖工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)上。通過地面光纖工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)上傳信息，在礦調(diào)度室可觀察到該變電所監(jiān)控系統(tǒng)的各條高壓線路的運行數(shù)據(jù)。

高壓配電室實現(xiàn)自動化無人值守之后，不僅解決了廟溝鐵礦人員因自然減員，一時無法補(bǔ)充的困境，同時消除了高壓室運行存在的安全隱患。自動化改造后，可以實現(xiàn)配電工在綜保后臺電腦上完成高壓柜的基本操作，還可以通過故障提示信息和電流、電壓等參數(shù)的曲線圖，對故障的原因判斷更為快速準(zhǔn)確，既提高了處理問題的效率，又縮短了中間環(huán)節(jié)，大大降低了故障停車的風(fēng)險［4］。

4 調(diào)度綜合自動化監(jiān)控平臺

廟溝鐵礦處于露天轉(zhuǎn)地下基建期，井下全生產(chǎn)綜合自動化系統(tǒng)平臺還未建設(shè)，針對目前地表生產(chǎn)系統(tǒng)，廟溝鐵礦利用以太網(wǎng)絡(luò)，通過光纖將各處的自動化子系統(tǒng)統(tǒng)一集中到礦調(diào)度室，逐漸形成一套調(diào)度綜合自動化監(jiān)控平臺。

調(diào)度綜合自動化監(jiān)控平臺將全礦所有生產(chǎn)相關(guān)自動化子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，經(jīng)整合后直接在可視化應(yīng)用門戶中進(jìn)行實時顯示與報警，實現(xiàn)對全礦生產(chǎn)工況的實時監(jiān)控與掌握，同時還可將生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)存儲在實時數(shù)據(jù)庫及關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，建設(shè)全礦統(tǒng)一的生產(chǎn)綜合數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對全礦生產(chǎn)歷史狀況的查詢與分析。

引入新型高效生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)作為礦山企業(yè)管理核心，調(diào)度員能夠?qū)Ω鞣N突發(fā)狀況作出快速反應(yīng)，調(diào)整偏差，協(xié)調(diào)各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)。根據(jù)礦山整體情況進(jìn)行生產(chǎn)計劃安排，嚴(yán)格控制生產(chǎn)過程，提升企業(yè)精細(xì)化管理，有效提高礦山企業(yè)管理的整體水平，最終達(dá)到生產(chǎn)經(jīng)營目標(biāo)。

通過調(diào)度綜合自動化監(jiān)控平臺構(gòu)建與實施，將地表各種自動化系統(tǒng)進(jìn)行融合，不僅提升各個系統(tǒng)的工作效率，彌補(bǔ)了生產(chǎn)調(diào)度工作中的不足，同時實現(xiàn)了對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的自動采集、處理、存儲、發(fā)布，完成統(tǒng)一的信息集中管控和網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，建立了一套適合廟溝鐵礦的地表綜合自動化調(diào)度管控系統(tǒng)。自動化系統(tǒng)提高了生產(chǎn)調(diào)度效率和企業(yè)管理水平，降低了一線崗位人員勞動強(qiáng)度，使礦山自動化、信息化水平邁上了一個新的臺階［5］。