鄧衛(wèi)梅　唐林

摘要： 隨著干煤棚封閉工作的相繼展開，煤場內(nèi)設(shè)備種類多、控制系統(tǒng)復(fù)雜、管理不便等問題愈演愈烈。本文從實(shí)際工程應(yīng)用出發(fā)，利用先進(jìn)的DCS（Distributed Control System）一體化控制系統(tǒng)平臺，實(shí)現(xiàn)煤場各類設(shè)備的智能化聯(lián)動控制，對改善煤場環(huán)境、降低設(shè)備維護(hù)量、強(qiáng)化煤場安全等具有重要意義。

關(guān)鍵詞：智能控制系統(tǒng)1; 安全監(jiān)測2; DCS 3

0??引言

隨著環(huán)保要求的提高和居民對良好生活環(huán)境的需要，各干煤棚封閉工作相繼展開[1]，為保證封閉煤場的操作使用和安全運(yùn)行，煤場配置有多種不同類型的控制設(shè)備。對整個封閉煤場而言，各類設(shè)備（包括安全監(jiān)測、工業(yè)閉路電視監(jiān)視、噴淋和消防設(shè)備等）數(shù)量不多，但均為獨(dú)立控制無法實(shí)現(xiàn)聯(lián)動，導(dǎo)致運(yùn)行人員任務(wù)繁重，維修工作復(fù)雜，且存在一定的安全隱患。本文主要通過采用DCS一體化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)煤場設(shè)備的聯(lián)動控制，以滿足煤場建設(shè)、生產(chǎn)、運(yùn)營中的安全管理需求。

1 ?煤場智能化控制的必要性

煤場的主要工控設(shè)備包括：①安全監(jiān)測系統(tǒng)：通過紅外掃描熱像儀監(jiān)測煤堆表面溫度，生成煤場溫度圖像，以此判斷場內(nèi)煤堆發(fā)生自燃傾向的位置。②工業(yè)閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)：采用網(wǎng)絡(luò)高速球攝像機(jī)，用于對整個煤場的視頻監(jiān)視。③煤場噴淋系統(tǒng)：可有效對堆場進(jìn)行防塵、固塵，改善煤場內(nèi)環(huán)境。④消防系統(tǒng)：主要包括火災(zāi)報警系統(tǒng)和消防炮滅火系統(tǒng)。

目前，大部分煤場的現(xiàn)狀是：值班員通過安全監(jiān)測和工業(yè)電視系統(tǒng)監(jiān)視煤場內(nèi)動態(tài)。同時，火災(zāi)探測系統(tǒng)探測到明火后報警，集控室通過工業(yè)電視監(jiān)視煤場實(shí)時動態(tài)，當(dāng)人工確認(rèn)火情后，由值班人員在控制中心啟動消防炮，實(shí)施滅火。一方面，火災(zāi)探測器只能探測明火，另一方面整個過程自動化程度不高，需多次人工確認(rèn)，有可能會延誤災(zāi)情。因此，使用紅外熱像掃描儀實(shí)時監(jiān)控煤場的溫度場，與噴淋系統(tǒng)、消防炮系統(tǒng)等進(jìn)行聯(lián)動控制，可最大限度的提高安全、降低損失。

2??煤場智能化控制系統(tǒng)平臺

為了提高煤場的智能化水平，在常規(guī)分散、獨(dú)立系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，建立數(shù)據(jù)統(tǒng)一的DCS處理平臺，在此平臺上部署開放應(yīng)用控制器，縱向打通直接控制與運(yùn)行監(jiān)督控制的界限。且DCS系統(tǒng)預(yù)留接口，便于將煤場的其它設(shè)備納入管控，如圖1所示。

以一個長300m寬90m的條形煤場為例，共配置4套安全監(jiān)測裝置、20套工業(yè)閉路電視裝置、18套噴淋裝置和12套消防炮。噴淋裝置和消防炮的I/O（輸入/輸出）測點(diǎn)包括設(shè)備的啟、停和狀態(tài)信號如表1，需要32通道的DI/DO卡件分別三塊。結(jié)合工程現(xiàn)場實(shí)際情況，可在原DCS系統(tǒng)上進(jìn)行擴(kuò)容或新增機(jī)柜并在DCS上位機(jī)中進(jìn)行組態(tài)。正常運(yùn)行時，噴淋和消防等現(xiàn)場設(shè)備通過現(xiàn)場變送器/執(zhí)行器將數(shù)據(jù)傳送到現(xiàn)場控制站，現(xiàn)場控制站再統(tǒng)一上傳至操作員站和工程師站，最后由操作員站和工程師站下達(dá)操作指令。在此過程中：①操作員站主要完成人機(jī)界面的功能;②現(xiàn)場控制站作為DCS的核心，完成系統(tǒng)主要的控制功能。③工程師站的主要作用是對DCS進(jìn)行應(yīng)用組態(tài)。④系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是連接各個站的橋梁。⑤現(xiàn)場變送器/執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場檢測和控制執(zhí)行任務(wù)。

同時，在保證不影響DCS安全性和穩(wěn)定性的前提下，通過DCS操作員站的第二網(wǎng)卡，接入安全監(jiān)測、工業(yè)閉路電視系統(tǒng)，從而在DCS操作員站上查看動態(tài)攝像圖像（如圖2），并通過相應(yīng)組態(tài)可對攝像頭云臺發(fā)出操作指令。

3 ?煤場智能化控制過程實(shí)現(xiàn)

如圖3所示，將煤場安全監(jiān)測系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)及消防系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動控制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動聯(lián)動控制。具體實(shí)現(xiàn)方式為：（1）根據(jù)對云臺和紅外熱像儀的初始設(shè)置，系統(tǒng)自動控制紅外熱像儀，對監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行拍攝，獲取區(qū)域的當(dāng)前溫度信息，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行判斷。（2）當(dāng)某個區(qū)域的監(jiān)測溫度T高于設(shè)定值a時，啟動煤場噴淋系統(tǒng)，并發(fā)出聲光報警信號。（3）待一定時間后，如果溫度降低至a以下，噴淋裝置停止動作，系統(tǒng)恢復(fù)至監(jiān)測狀態(tài)。（4）如果區(qū)域溫度依然高于設(shè)定值a并達(dá)到設(shè)定值b時，啟動消防炮直至溫度降低至臨界值以下，消防炮停止動作，系統(tǒng)恢復(fù)至監(jiān)測狀態(tài)。

由此，煤場智能化控制系統(tǒng)就能實(shí)現(xiàn)自動控制，將煤場火災(zāi)消除于未然，避免不必要的損失。

4??結(jié)論

本文通過將煤場各類設(shè)備融入到統(tǒng)一的DCS平臺，對各類設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動化的智能控制，實(shí)現(xiàn)了煤場消防的自動控制，從根本上消除了火災(zāi)發(fā)生的隱患，減少了值班人員的工作量，提高了煤場的安全性，使煤場更加清潔、高效、靈活、安全。

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作者介紹：

鄧衛(wèi)梅（1989.6.20），性別：女;籍貫：陜西寶雞;民族：漢;學(xué)歷：碩士研究生;職稱：工程師;職務(wù)：電控專工;研究方向：電氣及控制。