晉能控股電力集團孝義煤電有限公司 衛(wèi)蒲龍

1 燃料智能化管控系統(tǒng)的層次架構(gòu)

燃料智能化管控系統(tǒng)（以下簡稱本系統(tǒng)）集多種先進的技術(shù)于一身，如網(wǎng)絡技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及自動化技術(shù)等，能夠?qū)崿F(xiàn)對火電廠燃煤質(zhì)量檢驗的相關(guān)業(yè)務流程，將原本較為分散的設(shè)備與業(yè)務根據(jù)流程統(tǒng)一到起來，更加便于管理和控制。本系統(tǒng)由幾部分組成：燃煤采樣設(shè)備、制樣設(shè)備和存查樣設(shè)備、煤樣傳輸設(shè)備、化驗設(shè)備、燃料集中管控系統(tǒng)以及燃煤業(yè)務管理系統(tǒng)等。按照功能可以將本系統(tǒng)劃分為三個層次，即現(xiàn)場層、管控層、應用層。

現(xiàn)場層。該層主要有以下設(shè)備構(gòu)成：燃煤采樣設(shè)備、制樣設(shè)備、存查樣設(shè)備、煤樣傳輸設(shè)備以及化驗設(shè)備等。在本系統(tǒng)中現(xiàn)場層具體負責的功能包括設(shè)備邏輯控制與運行、執(zhí)行控制命以及運行數(shù)據(jù)輸出等[1]；管控層。該層為燃料集中管控系統(tǒng)，主要負責對生產(chǎn)現(xiàn)場內(nèi)的設(shè)備狀態(tài)進行遠程監(jiān)視、自動控制與反饋、自動診斷與報警。管控層能夠?qū)ο嚓P(guān)的數(shù)據(jù)信息進行自動采集、管理和實時顯示；應用層。該層為燃煤業(yè)務管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)諸多業(yè)務，如燃煤調(diào)度、燃煤卸車、燃煤質(zhì)量檢驗、煤樣采集、煤樣制作、統(tǒng)計分析等。應用層具備以下功能：數(shù)據(jù)實時傳輸、數(shù)據(jù)分析與模型構(gòu)建、輔助決策等。

2 火電廠燃料智能化管控系統(tǒng)的應用

2.1 技術(shù)要求

總體技術(shù)要求。火電廠在對本系統(tǒng)進行建設(shè)過程中，應對相關(guān)的技術(shù)要求加以明確：本系統(tǒng)上應預留出數(shù)據(jù)接口，以便與集團公司的燃料管理系統(tǒng)進行對接，將燃料業(yè)務數(shù)據(jù)上報給集團公司；燃料系統(tǒng)全自動制樣機的技術(shù)要求應當與相關(guān)文件中的條款相符；燃料集中管控系統(tǒng)應能向集團公司集中管控平臺自動發(fā)送系統(tǒng)的運行信息，從而實現(xiàn)自動與遠程監(jiān)控；本系統(tǒng)應在安全生產(chǎn)實時監(jiān)管以及安防等系統(tǒng)將采取接口及隔離措施，避免影響其它系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。

軟件技術(shù)要求。本系統(tǒng)的應用軟件應采用B/S與C/S 相結(jié)合的架構(gòu)，所有與業(yè)務相關(guān)的功能模塊均應基于統(tǒng)一的平臺和登錄入口，依托TCP/IP 進行開發(fā)，確保數(shù)據(jù)通信的可靠性，使客戶端的系統(tǒng)維護量達到最小；編程方法以面向?qū)ο笞鳛槭走x，查詢語言應當與國際標準相符，應用軟件應為漢字或是漢化版本；運行環(huán)境為最新的Windows 系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫應當選用SQL Server2008或是以上版本，也可選用Oracle11G；系統(tǒng)應當能夠24h 持續(xù)穩(wěn)定運行，操作界面應當美觀且便于用戶操作。

2.2 關(guān)鍵子系統(tǒng)的實現(xiàn)

2.2.1 自動識別系統(tǒng)

本系統(tǒng)中自動識別系統(tǒng)包括汽車出入廠自動識別、采樣自動識別和計量自動識別。

在對汽車出入廠自動識別系統(tǒng)進行建設(shè)時，主要包括汽車調(diào)運、到場排隊等候、發(fā)卡以及出廠等。自動識別采用的是當前較為先進的RFID（射頻識別）技術(shù)，可對電子標簽進行自動讀取，進而準確記錄下汽車的入場時間，能夠?qū)嚵鬟M行管理，確保燃煤采樣、稱重、回皮以及卸煤等環(huán)節(jié)順利進行。

當運輸燃料的車輛達到機械采樣裝置時，紅綠燈、攔車器等設(shè)備會對車輛進行控制，看是否可對燃料樣品進行采集。車輛的自動識別通過RFID 來實現(xiàn)，可對電子標簽進行自動讀取。完成燃料樣品采集后，系統(tǒng)會發(fā)出語音和文字提示，此時擋車器會隨之抬起對車輛放行。自動采樣流程如下：燃煤運輸車輛進入火電廠到達采樣點后，自動識別系統(tǒng)會利用紅綠燈以及道閘裝置對車輛進行指引，是否進入采樣區(qū)域；RFID 會對車卡進行掃描，獲取其中的信息，燃料集中管控系統(tǒng)會對礦方信息進行傳遞，指導采樣機對集樣桶進行自動選擇；車輛進入采樣區(qū)后采樣機會自動進行采樣，完成采樣后系統(tǒng)會提示車輛是否能夠從采樣區(qū)域離開，采樣數(shù)據(jù)會自動上傳給燃料信息管理系統(tǒng)。

為實現(xiàn)燃煤運輸車輛計量自動識別與自動定位，依托RFID 感應自動識別技術(shù)，設(shè)計計量自動識別系統(tǒng)。該系統(tǒng)能對運煤入廠的車輛進行計量自動識別和定位，可與汽車衡進行數(shù)據(jù)傳輸，并將計量數(shù)據(jù)自動錄入到本系統(tǒng)中，實現(xiàn)了無人干預自動計量的目標。

2.2.2 煤場接卸管理系統(tǒng)

運送燃煤的汽車進廠后，在接卸時配置PDA（手持式），按需將相關(guān)的數(shù)據(jù)傳給燃料集中管控系統(tǒng)。PDA 具有拍照等功能，能與管控中心進行交互。

2.2.3 存查樣系統(tǒng)

該系統(tǒng)由以下幾個部分構(gòu)成：身份驗證與樣品識別模塊、存取樣執(zhí)行裝置、存儲柜以及用戶交互設(shè)備等其中身份驗證模塊的主要作用是為操作人員授權(quán)，以此來確保樣品的安全性；樣品識別模塊能夠?qū)悠肪幋a及信息進行記錄；存儲柜可用于樣品瓶存放。

2.2.4 樣品輸送系統(tǒng)

該系統(tǒng)由收發(fā)柜、電控柜、氣控系統(tǒng)、空氣干燥過濾器、泄壓裝置、檢測裝置、管線以及線路等組成。該系統(tǒng)能夠?qū)ψ詣又茦邮?、化驗室、自動存樣柜各個站點之間0.2mm 分析試樣、3.0mm 存查樣和6.0mm 全水分樣進行傳送[2]。

2.2.5 管控中心

燃料管控中心由管控室和機房組成，主要的建設(shè)項目包括DID 拼接屏、監(jiān)控臺面、服務器、工作站、配電單元以及UPS 等。具體建設(shè)過程中應將所有與智能化建設(shè)要求有關(guān)的設(shè)備數(shù)據(jù)信息、工作狀態(tài)接入到燃煤集中管控系統(tǒng)，以此來實現(xiàn)對燃煤智能化設(shè)備運行情況和參數(shù)的管控及異常報警，實現(xiàn)燃煤管理的全部功能。集中控制系統(tǒng)的軟件應具備圖形編輯功能，可以現(xiàn)場業(yè)務管理為依托對與火電廠運行實際相符的圖形進行編輯，可與視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動。通過設(shè)備控制模塊能與設(shè)備進行集成，從而實現(xiàn)對相關(guān)設(shè)備的遠程控制和畫面顯示。

2.2.6 燃料信息管理系統(tǒng)

這是本系統(tǒng)中較為重要的一個子系統(tǒng)，由諸多模塊組成，包括基礎(chǔ)管理信息模塊、計劃管理模塊、供應商管理模塊、合同管理模塊、結(jié)算管理模塊、燃料成本核算模塊、粉煤灰及其他物質(zhì)管理模塊、統(tǒng)計報表與查詢模塊、數(shù)據(jù)展示與分析模塊以及信息傳輸模塊等[3]。限于篇幅無法對所有模塊的功能進行逐一介紹，從中選取一些重要程度較高的模塊分析其功能。

基礎(chǔ)信息管理模塊。該模塊可對燃料信息管理系統(tǒng)中的其它模塊及表格中的靜態(tài)數(shù)據(jù)進行管理，是必不可少的模塊，具體包括用戶角色管理、審批流程定義、基本參數(shù)配置、煤種與煤場信息、運輸、采購以及結(jié)算等。

合同管理模塊。該模塊包含以下管理功能：合同起草、審批、上報、下達、執(zhí)行監(jiān)督、統(tǒng)計分析等?？赏ㄟ^手工填寫的方式生成合同，也可直接利用模塊生成，能按照統(tǒng)一標準對合同進行自動編號，并對合同的各行狀態(tài)進行顯示，如“待審批”、“已審批”等[4]。當合同簽訂后可對掃描件進行及時上傳，單獨存儲在特定服務其器中。合同管理能夠進行增加、刪除、修改、退回、審批傳遞等。

2.2.7 煤場數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

要求該系統(tǒng)能夠按照燃煤的品質(zhì)和種類進行區(qū)別，實現(xiàn)煤場分區(qū)堆放，并對進出煤場的煤炭關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，包括品質(zhì)、數(shù)量等，這部分數(shù)據(jù)全部納入燃料信息管理系統(tǒng)，形成煤場煤質(zhì)數(shù)據(jù)報表，為智能配煤摻燒提供依據(jù)。

2.2.8 化驗室網(wǎng)管系統(tǒng)

所有用于燃煤化驗的儀器設(shè)備全部進行聯(lián)網(wǎng)運行管理，對化驗數(shù)據(jù)進行自動采集和傳輸，自動生成化驗報告，并自動上傳數(shù)據(jù)，實現(xiàn)網(wǎng)上審批[5]。

化驗儀器應當進行單獨組網(wǎng)，網(wǎng)管系統(tǒng)由服務器端、網(wǎng)絡集中管理機和客戶端三個部分組成。集中管理機具備如下功能：提供查詢化驗結(jié)果、數(shù)據(jù)匯總、審核、數(shù)據(jù)保存、報表打印及上傳等；服務器端部署在燃料管控中心，能夠與后臺數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交互，可實現(xiàn)化驗數(shù)據(jù)遠程查詢與采集，并能按需對采集到的數(shù)據(jù)進行匯總，與火電廠內(nèi)部的其他信息系統(tǒng)對接[6]；客戶端安裝在化驗儀器上時可對化驗數(shù)據(jù)進行讀取和保存，并與集中管理機通信，可反饋查詢結(jié)果。

以二維碼和芯片組成的條碼進行打印和掃描，數(shù)據(jù)信息的錄入更加便捷，錯誤率顯著降低。同時條碼采用加密技術(shù)，確保了數(shù)據(jù)安全。化驗數(shù)據(jù)為三級審核模式，即在采集階段、匯總階段和上報階段分別對數(shù)據(jù)進行審核，保證數(shù)據(jù)正確無誤。

當數(shù)據(jù)完成審核之后，可按照用戶自定義的報告模板進行打印，并生成配有唯一編號的報告單。化驗網(wǎng)管系統(tǒng)可實現(xiàn)對化驗設(shè)備的統(tǒng)一管理，化驗儀器能夠在聯(lián)網(wǎng)的狀態(tài)下運行，更加便于管理，所有的化驗數(shù)據(jù)可自動進行采集和傳輸。

綜上所述，火電廠生產(chǎn)中燃料是關(guān)鍵性因素，它的質(zhì)量與電能產(chǎn)量密切相關(guān)，所以加強燃料質(zhì)量管控顯得非常重要。為實現(xiàn)這一目標，火電廠應加快燃料智能化管控系統(tǒng)的建設(shè)，充分發(fā)揮出該系統(tǒng)在燃料管理和控制中的作用，提高燃料管控的整體水平，促進火電廠持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。