摘 要：根據(jù)企業(yè)管理和智能管理的思想研究，設(shè)計(jì)廠區(qū)智能管理系統(tǒng)模型，結(jié)合工廠網(wǎng)絡(luò)和信息平臺(tái)，利用信息技術(shù)和智能技術(shù)提高企業(yè)管理水平，描述了模塊區(qū)域和管理操作流程之間的相互關(guān)系，包括管理功能分區(qū)、信息收集和存儲(chǔ)、信息處理和分析、知識(shí)庫(kù)、綜合評(píng)估以及其他模塊。論述了各模塊之間的相互關(guān)系和管理操作流程，為廠區(qū)智能化管理系統(tǒng)的建設(shè)提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：選煤廠;網(wǎng)絡(luò)平臺(tái);智能化系統(tǒng)

1 項(xiàng)目概況

廠區(qū)集控系統(tǒng)使用年代較長(zhǎng)，已經(jīng)到達(dá)產(chǎn)品的使用生命周期，且各個(gè)車(chē)間、生產(chǎn)控制部分為多版本、多系統(tǒng)存在，各系統(tǒng)及分站數(shù)據(jù)沒(méi)有統(tǒng)一關(guān)系，處于集控信息孤島狀態(tài)。本次對(duì)儲(chǔ)運(yùn)車(chē)間、運(yùn)銷(xiāo)車(chē)間、煤泥水車(chē)間等進(jìn)行統(tǒng)一智能化升級(jí)改造。同時(shí)建立全廠的數(shù)據(jù)中心、生產(chǎn)調(diào)度指揮中心利用一體化管控平臺(tái)，對(duì)全廠所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，建成高自動(dòng)化、高智能化、高可靠性、安全高效的智能化廠區(qū)。

2 智能化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)架構(gòu)

本次改造設(shè)計(jì)將主洗、儲(chǔ)運(yùn)、運(yùn)銷(xiāo)、煤泥水作為全廠自控系統(tǒng)的四大塊，每一塊配置各自的PLC主站，分站與主站連接，通過(guò)GE自身數(shù)據(jù)冗余功能實(shí)現(xiàn)冗余。再由主站通過(guò)光纖上聯(lián)至廠區(qū)千兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，與廠生產(chǎn)調(diào)度指揮中心、數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)高帶寬網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、采集、控制管理的目的。此網(wǎng)絡(luò)方案為三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：核心層、匯聚層、接入層。

2.1 核心層

采用2臺(tái)高性能三層工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)SICOM3028GPT，

采用千兆端口聚合方式，將兩臺(tái)設(shè)備級(jí)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備，并配置VRRP實(shí)現(xiàn)路由冗余，保證數(shù)據(jù)可靠的傳輸。

2.2 匯聚層

采用6臺(tái)高性能二層工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)SICOM3024P，通過(guò)千兆光纖組成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，配置IEC62439-6標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議DRP，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)可以在小于20ms內(nèi)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)拓?fù)涓淖兦袚Q到總線型，從而保證網(wǎng)絡(luò)持續(xù)性和穩(wěn)定性;環(huán)網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)交換機(jī)分別通過(guò)千兆光纖上連至核心交換機(jī)1與核心交換機(jī)2上，通過(guò)在節(jié)點(diǎn)交換機(jī)上啟用DHP，實(shí)現(xiàn)上連冗余傳輸，保證數(shù)據(jù)有效可靠傳輸。

2.3 接入層

采用統(tǒng)一GE品牌，統(tǒng)一系列PLC產(chǎn)品，利用GE品牌自有的冗余傳輸及自成數(shù)據(jù)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)完成前端數(shù)據(jù)的采集、控制、管理等可實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心的連接，形成企業(yè)級(jí)管控一體化的全開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)（見(jiàn)圖1）。

3 智能化改造方案

全廠選用統(tǒng)一品牌系列的GE品牌的PLC產(chǎn)品，數(shù)據(jù)庫(kù)、及數(shù)據(jù)中心設(shè)備，便于在主洗、儲(chǔ)運(yùn)、煤泥水和運(yùn)銷(xiāo)等部門(mén)新建PLC控制系統(tǒng)，組成全廠自動(dòng)化生產(chǎn)集控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)自動(dòng)化集控，監(jiān)測(cè)、控制、管理全廠設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。建立全廠自動(dòng)化生產(chǎn)集控平臺(tái)。

3.1 主洗車(chē)間

主洗車(chē)間改造內(nèi)容包括：TBS分選系統(tǒng)、煤泥回收系統(tǒng)、刮板機(jī)及皮帶運(yùn)輸機(jī)的保護(hù)、螺桿式壓風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程控制、一、二、四層的除塵器集控、循環(huán)水泵系統(tǒng)集控接入等。

控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)：重介分選系統(tǒng)：將皮帶機(jī)頭調(diào)整一、二系統(tǒng)原煤量閘板的控制信號(hào)接入到集控，通過(guò)集控控制的方式調(diào)整閘板的開(kāi)度，及時(shí)保證一、二系統(tǒng)的加煤量處于均勻狀態(tài);在沖水槽處安裝沖水計(jì)量表，監(jiān)測(cè)到水量低于設(shè)定值自動(dòng)報(bào)警并停止皮帶運(yùn)轉(zhuǎn);在集控平臺(tái)增加對(duì)旋流器壓力值波動(dòng)較大時(shí)進(jìn)行報(bào)警的功能;將合介分流閥進(jìn)行更換，使用電控調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度，通過(guò)集控中心隨時(shí)調(diào)整合介分流量，保證重介分選密度的穩(wěn)定;更換泵出料密度計(jì);中煤脫介篩和矸石脫介篩重新安裝集控系統(tǒng)接入廠集控平臺(tái)，使集控能夠有效的控制設(shè)備的啟停;對(duì)二系統(tǒng)磁選機(jī)的集控重新安裝集控系統(tǒng)接入廠集控平臺(tái)，使集控能夠控制二系統(tǒng)磁選機(jī)的啟停;各生產(chǎn)泵實(shí)現(xiàn)集控開(kāi)停車(chē)，可根據(jù)需要選擇集控或就地方式。

TBS分選系統(tǒng)：對(duì)TBS工作參數(shù)調(diào)整納入到集控控制，沖水閥門(mén)改用電控，通過(guò)集控可遠(yuǎn)程調(diào)整TBS的分選密度、沖水量的大小以及排料閥開(kāi)度。高頻篩、離心機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化集控平臺(tái)控制設(shè)備的啟停。將刮板與高頻篩以及TBS的排料閥實(shí)現(xiàn)閉鎖，當(dāng)刮板停止時(shí)，高頻篩自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)TBS排料閥也處于關(guān)閉狀態(tài)。對(duì)高頻篩的出料槽安裝堆煤保護(hù)。

3.2 運(yùn)銷(xiāo)車(chē)間

運(yùn)銷(xiāo)車(chē)間改造內(nèi)容包括：集控中心改造、車(chē)皮車(chē)號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)、車(chē)皮位置識(shí)別系統(tǒng)、軌道衡計(jì)量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和皮帶保護(hù)集控系統(tǒng)等。

控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)：設(shè)備有就地單機(jī)控制和集中連鎖控制兩種運(yùn)行方式。由地銷(xiāo)磅房切換。就地方式用于檢修和調(diào)試，使用就地控制箱上的按鈕來(lái)控制設(shè)（下轉(zhuǎn)第100頁(yè)）（上接第98頁(yè)）備的開(kāi)停。集控方式用于正常生產(chǎn)裝車(chē)作業(yè)，由磅房的控制臺(tái)控制。就地操作人員若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，可按下就地控制箱上的禁起按鈕，終止起車(chē)過(guò)程。無(wú)論在哪種方式下，就地操作人員發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，按下急停按鈕，能使所有設(shè)備立即停止運(yùn)行。集控方式下，能選擇流程、煤種、選擇給煤機(jī)，起停不同的設(shè)備隊(duì)列，實(shí)現(xiàn)不同方式的起車(chē)。

3.3 儲(chǔ)運(yùn)車(chē)間

儲(chǔ)運(yùn)車(chē)間改造內(nèi)容包括：集控系統(tǒng)改造、空壓機(jī)遠(yuǎn)程控制改造、自動(dòng)注油系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、智能視頻監(jiān)控采集系統(tǒng)、智能巡檢機(jī)器人、智能識(shí)別除雜系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)箱更換及皮帶保護(hù)集控系統(tǒng)等。

控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)：通過(guò)PLC控制系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的啟、停車(chē)，給煤機(jī)的調(diào)頻進(jìn)行集中控制。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程報(bào)警與生產(chǎn)報(bào)警視頻聯(lián)動(dòng);通過(guò)平臺(tái)APP將運(yùn)行信息反饋給各級(jí)管理人員。

3.4 煤泥水

煤泥水車(chē)間改造內(nèi)容包括：集控系統(tǒng)改造、移動(dòng)監(jiān)控管理、循環(huán)用水系統(tǒng)、快開(kāi)壓濾機(jī)系統(tǒng)、水倉(cāng)超聲波液位系統(tǒng)、自動(dòng)加藥檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)和物料運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、配電系統(tǒng)及皮帶保護(hù)集控系統(tǒng)等。

控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)：對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行情況和工藝流程進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)電機(jī)進(jìn)行軸承溫度、電壓電流大小、振動(dòng)的參數(shù)采集，對(duì)刮板進(jìn)行跳鏈、斷鏈檢測(cè)，對(duì)皮帶進(jìn)行跑偏、撕裂、堆煤檢測(cè)，對(duì)濃縮池、水池、煤泥桶加液位計(jì)、料位計(jì)和密度計(jì)，對(duì)泵加流量計(jì)，皮帶秤等自動(dòng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行PLC集中監(jiān)控，利用廠工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳至數(shù)字中心，在生產(chǎn)調(diào)度組態(tài)畫(huà)面中動(dòng)態(tài)顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及相應(yīng)預(yù)報(bào)警信息及畫(huà)面。

3.5 煤質(zhì)科

煤質(zhì)科化驗(yàn)改造實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)、檢驗(yàn)、分析等自控設(shè)備的遠(yuǎn)程狀態(tài)及數(shù)據(jù)管理。實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳。將分析天平和電腦連接，煤樣前后重量和計(jì)算結(jié)果電腦自動(dòng)生成報(bào)表。可實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化數(shù)據(jù)記錄，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至廠集控平臺(tái)數(shù)據(jù)中心。通過(guò)改造，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)數(shù)字化，大幅度減少各項(xiàng)化驗(yàn)記錄繁多數(shù)據(jù)量大，職工勞動(dòng)強(qiáng)度大的問(wèn)題。

4 結(jié)論

本次通過(guò)升級(jí)改造主洗車(chē)間、運(yùn)銷(xiāo)車(chē)間、儲(chǔ)運(yùn)車(chē)間、煤泥水車(chē)間、構(gòu)筑生產(chǎn)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，初步建成智能綜合管理平臺(tái)，大幅提升自動(dòng)化、智能化水平。完善生產(chǎn)數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)、完善數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理分析、生產(chǎn)過(guò)程控制、移動(dòng)終端集控管理、生產(chǎn)精細(xì)化管理。本次改造實(shí)現(xiàn)了企業(yè)管理從傳統(tǒng)方法向自動(dòng)化和智能方法的飛躍，實(shí)現(xiàn)全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)的發(fā)展，為智能化廠區(qū)的全面建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)而可靠的基礎(chǔ)。

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作者簡(jiǎn)介：

吳鵬（1989- ），男，漢族，山西大同人，本科，2019年畢業(yè)于太原理工大學(xué)采礦工程專(zhuān)業(yè)，機(jī)電助理工程師。