智能化选煤厂的建设思路及实践应用探讨_杨大村.pdf

智能化选煤厂的建设思路及实践应用探讨 杨大村 平顶山中选自控系统有限公司, 河南 平顶山 467000 摘 要 通过对智能化选煤厂概念较为深入的认识和分析, 提出智能化选煤厂的建设思 路; 并在此思路的基础上, 探讨选煤厂基础建设、 传输网络建设、 智能化生产控制建设、 智能 化安全保障建设、 智能化生产管理建设、 智能化分析决策建设以及移动管理平台建设的改进和 完善, 以实现无人或少人干预, 执行智能决策与分析的智能化选煤厂要求。 关键词 智能化选煤厂建设; 智能决策; 生产管理; 分析决策 中图分类号 TD948. 9 文献标识码 A 文章编号 1005-8397202011-0049-03 收稿日期 2020-05-09 DOI 10. 16200/ j. cnki. 11-2627/ td. 2020. 11. 013 作者简介 杨大村1987, 女, 河南邓州人, 2007 年毕业于兰州交通大学计算机科学与技术专业, 工学学士, 平顶山中选自控系统有 限公司工程师。 引用格式 杨大村. 智能化选煤厂的建设思路及实践应用探讨 [J]. 煤炭加工与综合利用, 202011 49-51. 1 智能化选煤厂的认识与目标 智能化选煤厂是基于物联网、 云计算、 大数 据、 人工智能等技术, 集成各类传感器、 自动控 制器、 传输网络、 软件等, 形成一套智慧体系, 能够主动感知、 自动分析, 依据深度学习的知识 库, 形成最优决策模型、 并对各环节实施自动调 控, 实现设计、 生产、 运营管理等环节安全、 高 效、 经济、 绿色的智能化选煤厂。 智能化选煤厂最直接的建设目标有 2 个 1降低成本。 用自动化、 信息化的方式提 高工作效率, 降低人员成本; 保障设备可靠运 行、 降低设备使用过程中的维修及配件成本; 优 化工艺和生产控制流程, 降低生产过程中水、 电、 介、 料的消耗成本; 简化生产、 维护、 办 公、 管理的流程, 以工作流驱动业务, 降低管理 成本。 2提高效率。 提高时间效率, 提高整个系 统的无故障运行时间, 减少因设备故障、 工艺不 稳定等因素引起的意外停机, 并提升控制响应速 度和人员反应处理效率; 提高质量效率, 加强原 煤、 产品煤的质量监测, 优化分选密度和工艺流 程, 防止因为设备本身原因导致的质量偏差; 提 高分选效率, 在时间和质量效率的基础上提高分 选效率, 最大化设备处理能力和全厂生产能力。 2 智能化选煤厂的建设思路 智能化选煤厂遵循的建设思路包括 6 个方 面 1完善基础 根据选煤厂的实际情况和对 智能化建设的需求, 对相关设备和基础设施进行 完善。 2互联互通 将独立的、 分散的子系统互 联互通, 实现数据共享与协同工作。 3标准数据 大量数据的综合分析离不开 统一的标准, 通过建立标准大数据中心、 将数据 标准化、 建立标准数据平台 3 个步骤来实现大数 据的标准化。 4统一平台 建立统一体系的软件架构平 台, 将业务功能与基础数据解耦, 通过标准的数 据接口和业务接口向上层开发者提供统一的开发 平台, 以满足弹性扩展业务功能及展现方式。 5辅助运维 在业务功能层, 对重点生产 对象的信息化、 标准化、 流程化管理, 实现科学 高效的业务处理, 降低人员工作的复杂度。 6智能决策 结合生产过程大数据, 建立 分析模型, 反映生产状况; 根据产品结构优化方 案, 建立优化模型, 介入指导生产。 94 煤炭加工与综合利用 No. 11, 2020 COAL PROCESSING 节 能环保控制的完善, 如完善泵类系统、 风机系 统、 洒水除尘系统、 智能照明系统等; 安全监测 系统的完善, 如危险气体监测、 感温感烟监测、 智能视频音频监测以及人员定位系统等; 对胶 带、 刮板、 筛子等设备保护的完善; 将辅助设备 纳入集控系统; 完善供配电系统等。 在此基础 上, 屏蔽因厂家、 协议等原因造成的底层数据结 构差异, 使通信和数据接口标准化, 最终将采集 到的生产数据实时传输至标准数据平台, 为智能 化的生产监控管理和分析决策做准备。 2传输网络建设 遵循开放闭合原则设计 了新的选煤厂标准化信息网络图 1。 将现场网 络分为万兆网、 千兆网、 无线网 3 个部分, 根据 数据的可靠性、 速率、 延时性等要求, 将设备接 入到不同的网络。 带宽小、 可靠性要求高的设 备, 接入到千兆网; 带宽大、 延时性要求较低的 设备, 接入到万兆网; 现场安装不方便、 支持无 线的设备接入到无线网。 核心使用 2 个交换机互 为冗余, 保证可靠性。 企业云计算中心的服务器 可以访问网络中的所有数据, 建立标准数据平 台、 智能化应用平台、 综合视频平台和扩展业务 平台。 深度开发组态系统和视频、 智能化业务等 其它应用的整合, 调度指挥中心的计算机既可以 操作设备、 预览视频, 又可以进行智能化应用。 通过电信专线将选煤厂信息网络与互联网对接, 开放智能化业务功能。 3智能化生产控制建设 主要是对生产控 制及节能环保方面进行智能化建设, 包括重介密 图 1 新的选煤厂标准化信息网络 度控制智能化, 实现通过灰分变化预测、 实现重 介密度自动调节; 压滤控制智能化, 实现由单机 控制到智能联动的转换; 浓缩加药控制智能化, 实现根据浓缩池的溢流水水质动态智能优化调节 药剂使用量; 浮选自动化控制智能化, 通过实时 数据智能计算和调节浮选药剂使用量; 智能节能 控制, 实现负载智能跟踪控制和优化系统启动流 程, 形成最优能耗方案; 智能照明控制, 实现照 明系统的智能开关及亮度调节, 并与人员定位结 合实现人来灯亮, 人走灯灭; 智能配煤系统, 根 据用户需求计算配煤方案, 提供最优生产决策方 案, 通过在线方案调整, 达到智能配煤的目的; 无人值守地磅计量系统, 以车牌自动识别为手 段, 自动控制地磅周边设备, 实现防称重作弊、 无人自动装车等智能化操作; 智能供配电系统, 实现配电室生产数据的采集与分析、 机器人巡检 与跟踪以及网管式停送电管理, 保障停送电的可 靠性与安全性。 4智能化安全保障建设 在全过程自动化 的基础上, 实现生产系统与各安全保障系统间的 互联互通, 充分利用各系统数据与信息的共享, 实现系统间的联动, 为系统安全保驾护航。 包括 基础安全管理, 如安全管理机构、 安全技术管 理、 安全教育培训、 安全奖惩制度、 安全规范与 检查制度以及安全管理信息化的建设等; 环境安 全管理, 如火灾易发区域设置易燃气体监测、 感 温感烟监测, 以及禁行区域布置智能化视频音频 监控等; 设备安全管理, 如对设备的温度、 振 动、 电流监测, 对设备检修维护的记录, 对设备 05 煤炭加工与综合利用2020 年第 11 期 状态和故障的诊断; 人员安全管理, 如实施人员 定位, 对危险源场所实施智能视频分析等, 保障 人身安全。 5智能化生产管理建设 在选煤厂信息化 管理的基础上, 结合生产管理的实际情况, 从各 方面完善选煤厂的智能化管理。 主要包括 设备 全生命周期管理, 实现对全厂主要电气设备的闭 环式管理, 对设备进行故障报警、 隐患排查、 检 修提醒、 趋势分析及模型预测, 建立设备预测性 维护系统, 提升设备的综合效率, 降低运营维护 成本; 生产计划管理, 实现多种计划闭环管理、 精细化作业计划管理和多要素计划全面管理, 保 证生产有序进行; 生产调度管理, 记录调度数据 及重大调度事件, 汇总分析, 及时纠正偏差, 保 障生产活动稳定进行; 煤质化验管理, 全过程记 录质量数据, 跟踪质量变化, 绘制选煤专业曲线 指导生产, 预测分析生成最优化方案; 物资管 理, 流程化管理物资信息, 实现库存报警和物资 的匹配更替。 6智能化分析决策建设 在智能化生产控 制管理、 智能化安全保障管理以及智能化安全生 产管理的基础上, 对采集到的数据进行提取分 析, 结合选煤厂生产管理的实际需求, 为生产决 策者提供数据分析结果并辅助决策, 达到减人增 效的目的。 例如 对成本利润、 材料消耗、 职工 薪酬等分析, 为产品的成本控制提供数据支撑; 对生产状况综合分析, 针对生产中存在的问题给 出优化解决方案; 对市场需求及市场价格趋势进 行预测分析, 及时调整生产, 输出定制化自动配 煤方案; 针对经营指标情况分析, 给出经营情况 分析报告; 对入选原煤质量情况进行预测, 实现 优化计算; 预测分选产品的结构组成情况, 进行 产品结构优化; 预测分选产品的经济效益情况; 统计分析设备停机原因, 降低系统故障停机, 提 高系统时间效率。 7移动管理平台建设 实现通过移动平台 开发, 将实时生产数据监测、 生产管理数据展 示、 分析决策看板以及智能视频监控等信息在移 动客户端进行呈现, 在移动客户端实现设备巡 检、 隐患排查、 远程停送电等流程化操作, 以及 针对用户的消息推送等功能。 4 结 语 智能化选煤厂建设涉及到选煤生产管理过程 的方方面面, 从洗选加工到装车销售, 从基础完 善到网络互通, 从生产控制到管理决策, 各个环 节错综复杂, 丝丝相扣, 需要通过整体规划、 循 序渐进才能逐步实现。 这里所谈到的关于智能化 选煤厂建设的实践应用只是目前智能化建设进程 中所涉及到的部分内容, 还有很多环节需要我们 更深层次的思考和更深入的实践, 才能真正实现 选煤厂的智能化。 参考文献 [1] 匡亚莉. 智能化选煤厂建设的内涵与框架 [C] / /2018 年全国选煤学术交流会论文集. 北京 中国煤炭学会选 煤专业委员会, 2018 181-187. [2] 马 红, 葛家君, 王治帅, 等. 智能化选煤厂建设研究 现状及进展 [J]. 内蒙古煤炭经济, 201917 69-70. [3] 王然风, 高建川, 付 翔. 智能化选煤厂架构及关键技 术 [J]. 工矿自动化, 2019, 457 28-32. [4] 孙银辉. 智能技术推动下创建智能化选煤厂的思路与实 践 [J]. 煤炭加工与综合利用, 20204 11-15. [5] 贾 莉, 张治军. 山西焦煤集团推进智能化选煤厂建设 [J]. 山西焦煤科技, 2019, 438 57. [6] 郭大林, 卫中宽, 杨瑞峰. 智能化背景下选煤厂设计的 思考 [J]. 选煤技术, 20193 35-38. [7] 朱爱敏. 关于新建选煤厂智能化系统规划的探讨 [J]. 煤炭加工与综合利用, 20194 30-33. [8] 李太友, 刘 纯. 选煤行业新技术浪潮下的智能化选煤 厂 [J]. 选煤技术, 20191 7-13. [9] 朱建军. 选煤厂信息智能化网络构建基础 [J]. 煤炭加 工与综合利用, 20191 27-29. [10] 李 扬, 高 鸿. 智能化选煤厂的架构设想 [J]. 煤炭 加工与综合利用, 20191 45-50. 15 2020 年第 11 期杨大村 智能化选煤厂的建设思路及实践应用探讨