信息化技術(shù)在內(nèi)蒙古某地浸采鈾礦山中的應(yīng)用

毛鑫磊

(中核通遼鈾業(yè)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 通遼 028000)

0 引言

隨著數(shù)字化礦山建設(shè)的深入，內(nèi)蒙古某地浸采鈾礦山加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，升級改造、優(yōu)化擴(kuò)容現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，提高傳播速度。連接安全生產(chǎn)流程自動化和廣域網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)安全生產(chǎn)自動化、信息發(fā)布、文檔管理、遠(yuǎn)程視頻會議能力，為公司各項業(yè)務(wù)工作開展提供信息保障。

1 信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)

內(nèi)蒙古某地浸采鈾礦山信息化系統(tǒng)將一、二期項目的信息化網(wǎng)絡(luò)融合在一起，構(gòu)成工業(yè)環(huán)網(wǎng)，并且在這個基礎(chǔ)上建設(shè)了調(diào)度監(jiān)控中心，調(diào)度監(jiān)控中心匯總了一期、二期水冶廠及所有井場集控室的數(shù)據(jù)。并以調(diào)度監(jiān)控中心冗余的WinCC電腦為服務(wù)器，增加Web Server授權(quán)，通過光電轉(zhuǎn)換設(shè)備連接至網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房的工業(yè)交換機(jī)，利用內(nèi)網(wǎng)綜合布線的線路連接到相關(guān)電腦，辦公區(qū)具有授權(quán)允許的電腦以客戶端的方式訪問調(diào)度監(jiān)控中心WinCC的實際運(yùn)行狀態(tài)，實現(xiàn)了辦公區(qū)電腦能夠通過網(wǎng)絡(luò)實時瀏覽到現(xiàn)場的信息化控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況。

2 OA辦公系統(tǒng)應(yīng)用

2.1 應(yīng)用架構(gòu)和工作原理

OA辦公管理平臺，主要依托先進(jìn)、實用的Internet基本網(wǎng)絡(luò)平臺，建造“客戶、3W服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器”的內(nèi)部信息管理系統(tǒng)，并以簡單、實用性更強(qiáng)的瀏覽器模式作為客戶端信息管理系統(tǒng)，使整個系統(tǒng)的管理維護(hù)工作大量減少[1-2]。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 OA辦公系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 實現(xiàn)的應(yīng)用

2.2.1 整體應(yīng)用

通過整合公司內(nèi)部安全生產(chǎn)、工藝自控、辦公管理等相關(guān)資源，使內(nèi)部工作信息更加高效、有序溝通。并通過規(guī)范內(nèi)部辦公工作流程，建設(shè)內(nèi)部電子文檔庫，提高了各級協(xié)同辦公工作效率，將單位成員積極性、規(guī)范性、創(chuàng)造性更有效地發(fā)揮[3]。

2.2.2 具體應(yīng)用

考慮各級用戶辦公的實際需求，結(jié)合OA的具體功能，形成了連接各個單位的內(nèi)部信息網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)不同部門和不同崗位工作內(nèi)容設(shè)置信息訪問權(quán)限，使單位內(nèi)部各個部門的員工均能實現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上獲取工作信息，實現(xiàn)瀏覽器模式的內(nèi)部和外部電子郵件的可閱，使系統(tǒng)順暢安全運(yùn)行并滿足日常辦公應(yīng)用[4]。

3 信息化與數(shù)字化礦山建設(shè)

3.1 全面拓展基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺

根據(jù)地浸采鈾礦山主要工藝環(huán)節(jié)，自動化系統(tǒng)的建設(shè)主要由井場自動化、水冶廠自動化、氣體站自動化、輔助設(shè)施自動化及調(diào)度監(jiān)控中心等部分共同構(gòu)成，包含地浸監(jiān)控中心、操作員站、控制主站、傳感器、智能化檢測儀器儀表等分層結(jié)構(gòu)。其中，井場自控系統(tǒng)包括操作員站、傳感器、智能化檢測儀器儀表；水冶自控系統(tǒng)包括工程師站、操作員站、控制主站、傳感器、智能化檢測儀器儀表；氣體站自動化和輔助設(shè)施自動化分別作為系統(tǒng)子站運(yùn)行[5]。各子站作為系統(tǒng)部件有序配合，并可統(tǒng)一傳輸至調(diào)度監(jiān)控中心進(jìn)行集中監(jiān)測、控制，實現(xiàn)調(diào)度監(jiān)控中心對生產(chǎn)工藝設(shè)備、儀器儀表的監(jiān)測與集中控制，實現(xiàn)了生產(chǎn)系統(tǒng)有序銜接、安全運(yùn)行、高效開采[6]。

3.2 井場集中控制室

內(nèi)蒙古某地浸采鈾礦山研制建立井場集中控制室，實現(xiàn)了井場各鉆孔和各采區(qū)流量、壓力在集控室自動化控制和計量，以及浸出液與氧氣混合、氧濃度控制等。井場是原地浸出采鈾工程的主要組成部分，主要由鉆孔工程、集液池、集液泵房、集控室、氣體站、綜合管線等構(gòu)成。井場工藝主要涉及浸出劑配制與使用、浸出液的提升等，其自動化系統(tǒng)采用現(xiàn)場儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和被控對象的組織方式，按照控制站、工程師站和操作站三級結(jié)構(gòu)，將信息化建設(shè)融入工業(yè)化生產(chǎn)中，將采區(qū)集控室和浸出處理廠整合成統(tǒng)一系統(tǒng)，實現(xiàn)集控室流程、抽出井監(jiān)控、集液池控制、配液池控制、報警界面及監(jiān)控參數(shù)界面等自動控制一體化，事故發(fā)現(xiàn)率實現(xiàn)100%，人工勞動強(qiáng)度降低2/3。井場控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 井場控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.3 利用集散控制系統(tǒng)監(jiān)視和控制

內(nèi)蒙古某地浸采鈾礦山選用了集散控制系統(tǒng)(DCS系統(tǒng))完成對全廠工藝過程的自動監(jiān)視和自動控制，實現(xiàn)廠級集中管理和各子項、工段分散控制的有效結(jié)合。DCS系統(tǒng)可實現(xiàn)采集各工段工藝生產(chǎn)過程參數(shù)以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等信息，并通過操作員站顯示器，顯示各工段工藝過程動態(tài)流程圖、局部工藝過程動態(tài)流程圖，以及工藝參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的各種圖表，實現(xiàn)廠房內(nèi)各類工藝設(shè)備的遠(yuǎn)程起/停及狀態(tài)監(jiān)視，以及在線自診斷、自分析、自恢復(fù)等功能。在保證生產(chǎn)安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)上，通過自動化檢測與控制技術(shù)手段，盡量減少現(xiàn)場操作人員數(shù)量、減輕操作人員勞動強(qiáng)度、提高工作效率。

3.4 實施效果

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用，內(nèi)蒙古某地浸采鈾礦山相繼開展了礦山信息化和數(shù)字化的戰(zhàn)略部署，按照建設(shè)“數(shù)字化礦山”的目標(biāo)，積極部署推動現(xiàn)代數(shù)字化礦山建設(shè)，堅持以信息化帶動戰(zhàn)略，大力推動礦山自動化、數(shù)字化建設(shè)步伐，相繼在井場車間、水冶車間、氣體站及輔助設(shè)施等關(guān)鍵環(huán)節(jié)實現(xiàn)自動化，數(shù)控化率達(dá)80%，實現(xiàn)了與工藝的有機(jī)結(jié)合、完美配合和精準(zhǔn)控制。

4 信息化技術(shù)與自動化控制技術(shù)相結(jié)合

4.1 高效的生產(chǎn)管理信息化系統(tǒng)

內(nèi)蒙古某地浸采鈾礦山生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)報表系統(tǒng)和中間數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，如圖3所示。生產(chǎn)數(shù)據(jù)報表系統(tǒng)是生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)的核心，以數(shù)字井場科研項目的物聯(lián)網(wǎng)平臺為基礎(chǔ)開發(fā)，調(diào)度中心操作員使用工程師站登錄系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)匯報填寫。中間數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)，該系統(tǒng)用于收集井場和水冶廠的自動化系統(tǒng)歸檔的歷史數(shù)據(jù)，并遠(yuǎn)程存儲在機(jī)房服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中，為生產(chǎn)數(shù)據(jù)報表系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，無需人工干預(yù)。

圖3 生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

4.2 高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)視頻監(jiān)控平臺

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的四項主要功能為視頻監(jiān)控、錄像、用戶管理、監(jiān)控遠(yuǎn)程調(diào)度。直觀的視頻圖像信息使調(diào)度員和管理人員及時了解和掌握現(xiàn)場環(huán)境、關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，包括井場采區(qū)、泵房、鹽酸庫、吸附淋洗廠房等地浸鈾礦山關(guān)鍵部位和關(guān)鍵工序的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及周圍環(huán)境的安全狀況。在實現(xiàn)各廠房生產(chǎn)過程遠(yuǎn)程自動控制的基礎(chǔ)上，在地浸鈾礦山子項關(guān)鍵部位設(shè)置視頻監(jiān)控與入侵報警安全防范系統(tǒng)，并配套設(shè)計和建設(shè)覆蓋各廠房的工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)作為自動化控制系統(tǒng)的有效補(bǔ)充，對地浸鈾礦山生產(chǎn)工作的安全與管理提供依據(jù)。

4.3 全方位布局OA系統(tǒng)建設(shè)

公司信息管理平臺主要依托先進(jìn)、實用的Internet基本網(wǎng)絡(luò)平臺，建造內(nèi)部信息管理系統(tǒng)，并以易用性更強(qiáng)的瀏覽器模式作為客戶端信息管理系統(tǒng)，使整個系統(tǒng)的管理維護(hù)工作大量減少[7]?？蛻舳酥饕康臑檎掀髽I(yè)內(nèi)部相關(guān)資源，實現(xiàn)高效、有序的信息溝通，搭建企業(yè)級電子文檔庫，規(guī)范企業(yè)工作流程，提高協(xié)同工作效率，充分發(fā)揮企事業(yè)成員積極性、創(chuàng)造性，顯著提升企業(yè)核心競爭力。

4.4 建立先進(jìn)的數(shù)據(jù)報表管理系統(tǒng)

生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)旨在將現(xiàn)場工作人員、化驗室分析員和生產(chǎn)科數(shù)據(jù)管理人員從繁重的現(xiàn)場抄表、報表匯送和統(tǒng)計工作中解放出來，提高生產(chǎn)報表數(shù)據(jù)統(tǒng)計質(zhì)量、降低生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理人員成本、提高生產(chǎn)管控效率。

4.5 開展全面的網(wǎng)絡(luò)融合建設(shè)

按照國家信息系統(tǒng)等級保護(hù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，將自動化網(wǎng)絡(luò)和視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)延伸到辦公區(qū)，與公司局域網(wǎng)(內(nèi)網(wǎng))并行運(yùn)行，實現(xiàn)了自動化網(wǎng)絡(luò)和視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)覆蓋全公司范圍，滿足了公司生產(chǎn)、管理、辦公等各類應(yīng)用系統(tǒng)高效、安全、穩(wěn)定運(yùn)行的需要，整體提高了公司信息化水平。

4.6 實施效果

內(nèi)蒙古某地浸采鈾礦山通過自動化控制技術(shù)與信息化技術(shù)相結(jié)合的方式，搭建起“生產(chǎn)—調(diào)度—辦公”一體化的信息交流平臺——調(diào)度監(jiān)控中心。其控制系統(tǒng)采用分布式的主從結(jié)構(gòu)和Wincc動畫組態(tài)軟件作為開發(fā)環(huán)境，實現(xiàn)了原地浸出采鈾生產(chǎn)監(jiān)控過程實時傳輸、覆蓋全面、動態(tài)調(diào)控的效果。顯示系統(tǒng)采用整體布局、多屏顯示的理念，以遠(yuǎn)程控制、信息傳輸和LED高清同步顯示技術(shù)為依托，實現(xiàn)集生產(chǎn)監(jiān)控、信息調(diào)度、參觀匯報等功能于一體的原地浸出采鈾模式。調(diào)度中心的投入運(yùn)行，將大幅提高勞動效率，減少崗位勞動人員70%以上，節(jié)省人工勞動強(qiáng)度80%以上。

5 結(jié)語

內(nèi)蒙古某地浸采鈾礦山信息化系統(tǒng)的建立與成功應(yīng)用，實現(xiàn)了生產(chǎn)數(shù)據(jù)有效傳輸與采礦過程的無人化、全流程自動化的綠色開采，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化、辦公無紙化、會議遠(yuǎn)程化、安全監(jiān)測監(jiān)控自動化，提高了生產(chǎn)效率和工作效率，降低了成本及事故發(fā)生率，有效改善了作業(yè)條件。這為數(shù)字化礦山建設(shè)建立了基礎(chǔ)，為企業(yè)的生產(chǎn)安全、提高產(chǎn)量和質(zhì)量以及降本增效提供了技術(shù)支撐和有力保障。