竇宏騰

摘要：該文根據(jù)當(dāng)前能源電力企業(yè)燃煤的管理過程，分析了燃煤管理過程中存在的問題，并以智能管控?zé)o人值守系統(tǒng)在中煤陜西公司的實(shí)施為例，詳細(xì)分析了燃煤管理智能管控?zé)o人值守系統(tǒng)各個功能模塊，包括：運(yùn)煤車輛入廠、稱重過磅、采制化一體、回皮、接卸、煤質(zhì)在線分析等，各個環(huán)節(jié)由計(jì)算機(jī)管控，最大程度減少人為干預(yù)程度，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)綜合效益。

關(guān)鍵詞：無人值守；智能管控；燃料管理

中圖分類號：TP315 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：1009-3044（2015）21-0158-02

Application Analysis of Intelligent Control Unmanned Systems in Shanxi Coal Company

DOU Hong-teng

（Coal Shanxi Yulin Energy and Chemical Co. Ltd.， Yulin 719000， China）

Abstract：According to the management process of current coal-fired energy power enterprise， analyze problems in the process of coal combustion management，and set unmanned intelligent control system in the implementation of the Shanxi coal company as an example， detailed analysis the functional modules of management fired intelligent control unmanned systems， including： coal cars into the plant， weighed weighing， collect and process of integration， back skin， unloading， coal-line analysis etc.， all aspects in computer management and control to minimize the degree of human intervention，reduce production costs and improve the overall efficiency of enterprises.

Key words： unattended； intelligent control； fuel management

隨著國家對節(jié)能減排工作的日益重視，電力企業(yè)發(fā)展的新格局已經(jīng)初步形成，面臨著“市場煤，計(jì)劃電”的現(xiàn)實(shí)，能源電力行業(yè)必須依靠降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益來提高自身競爭力。燃料是能源電力企業(yè)的主要生產(chǎn)原料，據(jù)統(tǒng)計(jì)燃料的成本約占一個火力發(fā)電企業(yè)的總成本的70%左右。因此，對燃料成本的有效管理是降低生產(chǎn)成本的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)燃料管理過程未實(shí)現(xiàn)自動管控功能，只能由人工進(jìn)行采樣、過磅等，導(dǎo)致燃料管理受人為因素影響較大。因此，建立完善的采制化和無人稱重智能管控系統(tǒng)已是當(dāng)務(wù)之急。針對“采樣、稱重、制樣、化驗(yàn)”等業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合管理，最大程度減少人為干預(yù)程度、保護(hù)工作人員不受外界因素干擾、提高管理水平和自動化程度，為各個管理部門提供一個強(qiáng)有力的業(yè)務(wù)支撐平臺，為企業(yè)提供客觀、公正的質(zhì)檢數(shù)據(jù)，減少企業(yè)的燃料成本支出，提高企業(yè)的綜合效益[1]。

1 原燃料管理存在的問題

原燃料管理及入場驗(yàn)收模式基本為人工操作，主要存在以下問題：運(yùn)煤車輛入場階段，外來車輛無監(jiān)管進(jìn)入煤場，擾亂煤場車輛秩序，造成安全隱患；運(yùn)煤車輛過磅階段，汽車來煤量大，稱重、回皮全部數(shù)據(jù)人工記錄，填寫、修改數(shù)據(jù)比較隨意，容易存在疏漏；入場煤采樣驗(yàn)收階段，存在采樣數(shù)量不足、采樣布點(diǎn)不夠隨機(jī)、人為因素多；煤場管理存在拉煤車輛插隊(duì)、混亂、卸車隨意等問題?？傊剂瞎芾砟Ｊ街腥藛T勞動強(qiáng)度過大，信息依靠手工記錄傳遞，容易出錯并效率低，造成人員浪費(fèi)。現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸不及時、不夠準(zhǔn)確，從而影響統(tǒng)計(jì)結(jié)算工作，沒有直觀的數(shù)據(jù)或圖形對比，提供給管理者進(jìn)行決策。

2 無人值守系統(tǒng)概述

中煤陜西公司智能管控樓2013年12月開工建設(shè)，2014年8月18日汽車衡投入運(yùn)行，2015年4月1日自動采樣機(jī)投入運(yùn)行，2015年5月25日北京冶聯(lián)科技公司設(shè)計(jì)、施工、集成的智能管控?zé)o人值守系統(tǒng)投運(yùn)，實(shí)現(xiàn)了燃料-煤炭從入廠門禁、過磅稱重、隨機(jī)采樣、分配卸車各個環(huán)節(jié)的自動監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了無人值守功能、提高了煤炭的科學(xué)管控、避免了人為干涉煤質(zhì)、采樣隨機(jī)自動、包裝嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范、數(shù)據(jù)高效傳輸、數(shù)據(jù)分類識別等功能。同時，將中煤陜西公司化工分公司的燃料運(yùn)輸系統(tǒng)的汽車衡、采制樣、信息管理等各個系統(tǒng)環(huán)節(jié)的信息孤島有效的組織和相互利用起來，避免了這些業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)中需要的大量手工作表，同時利用北京冶聯(lián)的信息平臺將煤耗、成本的計(jì)算和經(jīng)濟(jì)活動分析有效有機(jī)統(tǒng)一起來，杜絕了人為干涉等原因給企業(yè)管理帶來不可估量的損失。

3 無人值守系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.2 功能模塊設(shè)計(jì)

3.2.1 入廠無人值守模塊

入廠無人值守模塊利用信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、射頻技術(shù)、定位技術(shù)、圖形識別技術(shù)，把燃料管理中所涉及的煤炭、車輛、設(shè)備、人、管理細(xì)節(jié)等孤立信息聯(lián)成一體。該模塊由射頻讀寫器、外圍設(shè)備控制盒、供方選擇觸摸屏、本地控制單元、紅綠燈、道閘機(jī)、顯示屏、音響組成。入廠無人值守系統(tǒng)屏蔽了電廠人員參與匹配過程，是入場數(shù)據(jù)的創(chuàng)建點(diǎn)。

運(yùn)煤車輛到達(dá)入場門口時，通過入廠口安裝的射頻讀寫器識別車輛射頻標(biāo)簽，確認(rèn)車輛信息；司機(jī)在提示下通過“供方選擇觸摸屏”確認(rèn)車輛信息；司機(jī)利用“供方選擇觸摸屏”自助選擇供方單位，確認(rèn)后完成本次車輛與供方的匹配工作，記錄到場時間、車輛信息、供方信息；記錄完成后，綠燈亮起，顯示屏視覺提示顯示“入廠成功，請到某卸煤場”，道閘機(jī)視覺提示：抬起，音響語音提示“入廠成功，請到某卸煤場”。通過驗(yàn)證的司機(jī)可以駕車入廠[2]。

3.2.2 稱重?zé)o人值守模塊

稱重?zé)o人值守模塊主要完成運(yùn)煤汽車毛重的無人干擾計(jì)量，并自動記錄數(shù)據(jù)。稱重?zé)o人值守模塊由防作弊探針、外圍設(shè)備驅(qū)動柜、紅綠燈、射頻讀寫器、道閘機(jī)、語音提示系統(tǒng)、定位器、顯示屏、智能無人值守控制裝置組成。車輛到達(dá)稱重衡器后，射頻讀寫器自動識別車輛上的射頻標(biāo)簽，確認(rèn)車輛信息。在稱重裝置相互配合下完成運(yùn)煤汽車毛重的無人干擾數(shù)據(jù)采集。2重1輕地衡的互為自動卻換備用功能，項(xiàng)目利用取消煤場后的車輛識別器和攝像頭，變廢為寶，設(shè)置簡易程序，實(shí)現(xiàn)了2重1輕地衡互為備用功能，有效地提高了工作的效率和設(shè)備的完整備用率。

汽車入場后根據(jù)語音提示為汽車指定汽車衡，通過定位器確定車輛是否停車到位。停車到位后會有語音提示停車到位，然后開始稱重，并在數(shù)字顯示屏上顯示稱重重量。稱重完成后，系統(tǒng)自動將稱重?cái)?shù)據(jù)記錄下來，語音提示稱重成功，道閘機(jī)抬起，紅綠燈信號顯示為綠燈，提示汽車可以下衡[3]。

3.2.3 采制化一體無人值守模塊

按照國標(biāo)規(guī)范，針對煤樣采集、分樣、制樣、存樣、影響化驗(yàn)結(jié)果因素、檢定物質(zhì)、儀器檢定、業(yè)務(wù)流程等進(jìn)行自動控制，實(shí)現(xiàn)煤樣采集、制備、化驗(yàn)全過程在線監(jiān)控，化驗(yàn)報(bào)告自動生成，網(wǎng)上審批。規(guī)范采、制、化、存樣完整過程的控制。提高采樣、制樣、化驗(yàn)各崗位人員的業(yè)務(wù)水平，確保煤樣化驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)、可靠。保證公平公證，切實(shí)做到保護(hù)廠內(nèi)利益，為廠內(nèi)分析、決策提供有力數(shù)據(jù)支持。主要利用采樣機(jī)、制樣機(jī)、化驗(yàn)設(shè)備，按照火力發(fā)電廠煤炭質(zhì)量管理規(guī)程獲得該車煤炭質(zhì)量的分析數(shù)據(jù)，包括：熱值、灰分、硫、揮發(fā)分、灰熔點(diǎn)、水含量等。本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)采制化一體化控制，確保煤樣化驗(yàn)數(shù)據(jù)無人為干擾，保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性、準(zhǔn)確性[4]。

3.2.4 回皮無人值守模塊

回皮無人值守模塊主要完成運(yùn)煤汽車皮重的無人干擾計(jì)量，組成及各部分功能與稱重?zé)o人值守管理系統(tǒng)基本相同。稱重回皮的無人值守功能，利用網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)的功能，回皮成功后，自動打票，司機(jī)手動取票，人員過程監(jiān)控功能。車輛到達(dá)回皮衡器后，射頻讀寫器自動識別車輛上的射頻標(biāo)簽，確認(rèn)車輛信息。在回皮裝置相互配合下完成運(yùn)煤汽車皮重的無人干擾數(shù)據(jù)采集。

3.2.5 煤場接卸無人值守模塊

隨著2015年新的環(huán)保法的實(shí)施，中煤陜西公司取消了儲煤場，利用地衡旁的顯示屏指明具體卸車位置，確保了卸車工作的高效和無人值守。在煤炭接卸過程中，需要兩個重要功能：車輛智能管理和卸車點(diǎn)定位檢測。車輛智能控制模塊由兩套物聯(lián)網(wǎng)專用傳感器組成：一種為射頻電子標(biāo)簽，用于火力發(fā)電廠汽運(yùn)煤各個環(huán)節(jié)識別車輛身份及信息的傳遞；另一種為基于ZigBee技術(shù)的智能控制模塊，指導(dǎo)司機(jī)到達(dá)卸煤點(diǎn)。

運(yùn)煤車卸車點(diǎn)定位檢測系統(tǒng)主要利用ZigBee技術(shù)、RSSI定位技術(shù)使合法車輛到指定區(qū)域卸煤，并自動采集卸煤車輛的準(zhǔn)確卸煤信息，即時把數(shù)據(jù)發(fā)送到核心控制單元。該系統(tǒng)由參照節(jié)點(diǎn)、車輛智能管理模塊、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、本地控制單元組成。運(yùn)煤車卸車點(diǎn)定位檢測系統(tǒng)主要完成讓合法的車輛到指定的區(qū)域卸煤，并自動采集卸煤車輛的準(zhǔn)確卸煤信息，并即時把數(shù)據(jù)發(fā)送到核心控制單元。核心控制單元接收到車輛卸煤點(diǎn)信息后，依據(jù)在線式煤質(zhì)分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)及時更新該煤場的數(shù)據(jù)，包括數(shù)量及質(zhì)量，生成當(dāng)日的煤場數(shù)據(jù)地圖。次日該車輛對應(yīng)的離線式熱值化驗(yàn)結(jié)果出來后，核心控制單元自動計(jì)算出該卸煤場的加權(quán)平均熱值，重新生成新的煤場數(shù)據(jù)地圖。如圖2所示：

3.2.6 煤質(zhì)在線分析模塊

為了能夠在線管理入廠煤質(zhì)情況，在采樣機(jī)的棄樣皮帶 上增加了煤質(zhì)在線分析裝置，及時地掌握每輛車煤質(zhì)的情況。煤質(zhì)在線分析系統(tǒng)主要目的是檢測所采樣汽車的煤炭熱值、灰分與該煤炭供方歷史數(shù)據(jù)的記錄是否吻合，提高入場煤質(zhì)量的自動化監(jiān)管能力。煤質(zhì)在線分析系統(tǒng)安裝在采樣機(jī)棄樣皮帶上。采樣機(jī)采樣完成后，啟動煤質(zhì)在線分析系統(tǒng)。當(dāng)煤炭棄樣到達(dá)煤質(zhì)在線分析系統(tǒng)安裝位置后，棄樣皮帶停止，煤質(zhì)在線分析系統(tǒng)獲得該煤樣的熱值、灰分?jǐn)?shù)據(jù)，棄樣皮帶再啟動，把煤樣棄到指定位置[5]。

煤質(zhì)在線分析系統(tǒng)根據(jù)該煤樣供方的離線歷史平均數(shù)據(jù)，與本次的在線分析數(shù)據(jù)比對。如果熱值、灰分在允許的變化告警閥值內(nèi)，煤質(zhì)在線分析系統(tǒng)給核心控制單元返回信號，同意入廠無人值守模塊的卸煤場提示建議；否則更改入廠無人值守模塊的卸煤場提示建議，依據(jù)在線數(shù)據(jù)提示新的卸煤場；同時產(chǎn)生告警信號，提示卸煤場人員加強(qiáng)卸煤檢查工作。

4 結(jié)論

本文討論了智能管控?zé)o人值守系統(tǒng)的主要功能和工作機(jī)制，該系統(tǒng)在中煤陜西公司的投運(yùn)，實(shí)現(xiàn)了對運(yùn)煤車輛的調(diào)度、煤質(zhì)的采樣、制樣、化驗(yàn)，運(yùn)煤車輛的監(jiān)卸各環(huán)節(jié)的有效管理，避免燃料管理過程中的人為干擾。實(shí)現(xiàn)燃料管理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、運(yùn)作高效可靠、數(shù)據(jù)自動傳輸、過程實(shí)時監(jiān)控的工作目標(biāo)。無紙化辦公取消了財(cái)務(wù)、倉儲、采購、車主、過磅單位的稱重榜單，利用網(wǎng)絡(luò)平臺傳輸以上信息，利用冶聯(lián)自身軟件每月規(guī)定時間進(jìn)行了一張總供煤量的統(tǒng)計(jì)單，實(shí)現(xiàn)了真正意義的無紙化辦公、無人值守系統(tǒng)。該系統(tǒng)大大提高了燃料管理水平，真正做到了降低企業(yè)成本，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益得到了極大的提升。以后的工作中，我們將進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化系統(tǒng)功能，充分發(fā)揮智能管控?zé)o人值守系統(tǒng)的作用。

參考文獻(xiàn)：

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