楊大村

(平頂山中選自控系統(tǒng)有限公司，河南 平頂山 467000)

1 智能化選煤廠的認識與目標

智能化選煤廠是基于物聯(lián)網、云計算、大數據、人工智能等技術，集成各類傳感器、自動控制器、傳輸網絡、軟件等，形成一套智慧體系，能夠主動感知、自動分析，依據深度學習的知識庫，形成最優(yōu)決策模型、并對各環(huán)節(jié)實施自動調控，實現(xiàn)設計、生產、運營管理等環(huán)節(jié)安全、高效、經濟、綠色的智能化選煤廠。

智能化選煤廠最直接的建設目標有2個：

(1)降低成本。用自動化、信息化的方式提高工作效率，降低人員成本；保障設備可靠運行、降低設備使用過程中的維修及配件成本；優(yōu)化工藝和生產控制流程，降低生產過程中水、電、介、料的消耗成本；簡化生產、維護、辦公、管理的流程，以工作流驅動業(yè)務，降低管理成本。

(2)提高效率。提高時間效率，提高整個系統(tǒng)的無故障運行時間，減少因設備故障、工藝不穩(wěn)定等因素引起的意外停機，并提升控制響應速度和人員反應處理效率；提高質量效率，加強原煤、產品煤的質量監(jiān)測，優(yōu)化分選密度和工藝流程，防止因為設備本身原因導致的質量偏差；提高分選效率，在時間和質量效率的基礎上提高分選效率，最大化設備處理能力和全廠生產能力。

2 智能化選煤廠的建設思路

智能化選煤廠遵循的建設思路包括6個方面：

(1)完善基礎：根據選煤廠的實際情況和對智能化建設的需求，對相關設備和基礎設施進行完善。

(2)互聯(lián)互通：將獨立的、分散的子系統(tǒng)互聯(lián)互通，實現(xiàn)數據共享與協(xié)同工作。

(3)標準數據：大量數據的綜合分析離不開統(tǒng)一的標準，通過建立標準大數據中心、將數據標準化、建立標準數據平臺3個步驟來實現(xiàn)大數據的標準化。

(4)統(tǒng)一平臺：建立統(tǒng)一體系的軟件架構平臺，將業(yè)務功能與基礎數據解耦，通過標準的數據接口和業(yè)務接口向上層開發(fā)者提供統(tǒng)一的開發(fā)平臺，以滿足彈性擴展業(yè)務功能及展現(xiàn)方式。

(5)輔助運維：在業(yè)務功能層，對重點生產對象的信息化、標準化、流程化管理，實現(xiàn)科學高效的業(yè)務處理，降低人員工作的復雜度。

(6)智能決策：結合生產過程大數據，建立分析模型，反映生產狀況；根據產品結構優(yōu)化方案，建立優(yōu)化模型，介入指導生產。

這個建設思路的6個方面是互為支撐，相互促發(fā)的。它們既不各自為營，也不是單一遞進，而是形成了一種螺旋迭代式的建設思路。以這樣的建設思路為基礎，不斷推進選煤廠智能化建設的進程，最終實現(xiàn)智能化選煤廠的終極狀態(tài)：黑燈無人。

3 智能化選煤廠建設的實踐應用

根據智能化選煤廠的建設思路，結合實際情況，選煤廠智能化建設的實踐應用主要包括6個方面：

(1)完善基礎建設：這是智能化建設的基礎，包括但不限于：在線監(jiān)測的完善，如增設在線測灰儀、自動計量檢測裝置、測溫測振裝置等；節(jié)能環(huán)?？刂频耐晟疲缤晟票妙愊到y(tǒng)、風機系統(tǒng)、灑水除塵系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)等；安全監(jiān)測系統(tǒng)的完善，如危險氣體監(jiān)測、感溫感煙監(jiān)測、智能視頻音頻監(jiān)測以及人員定位系統(tǒng)等；對膠帶、刮板、篩子等設備保護的完善；將輔助設備納入集控系統(tǒng)；完善供配電系統(tǒng)等。在此基礎上，屏蔽因廠家、協(xié)議等原因造成的底層數據結構差異，使通信和數據接口標準化，最終將采集到的生產數據實時傳輸至標準數據平臺，為智能化的生產監(jiān)控管理和分析決策做準備。

(2)傳輸網絡建設：遵循開放閉合原則設計了新的選煤廠標準化信息網絡(圖1)。將現(xiàn)場網絡分為萬兆網、千兆網、無線網3個部分，根據數據的可靠性、速率、延時性等要求，將設備接入到不同的網絡。帶寬小、可靠性要求高的設備，接入到千兆網；帶寬大、延時性要求較低的設備，接入到萬兆網；現(xiàn)場安裝不方便、支持無線的設備接入到無線網。核心使用2個交換機互為冗余，保證可靠性。企業(yè)云計算中心的服務器可以訪問網絡中的所有數據，建立標準數據平臺、智能化應用平臺、綜合視頻平臺和擴展業(yè)務平臺。深度開發(fā)組態(tài)系統(tǒng)和視頻、智能化業(yè)務等其它應用的整合，調度指揮中心的計算機既可以操作設備、預覽視頻，又可以進行智能化應用。通過電信專線將選煤廠信息網絡與互聯(lián)網對接，開放智能化業(yè)務功能。

圖1 新的選煤廠標準化信息網絡

(3)智能化生產控制建設：主要是對生產控制及節(jié)能環(huán)保方面進行智能化建設，包括重介密度控制智能化，實現(xiàn)通過灰分變化預測、實現(xiàn)重介密度自動調節(jié)；壓濾控制智能化，實現(xiàn)由單機控制到智能聯(lián)動的轉換；濃縮加藥控制智能化，實現(xiàn)根據濃縮池的溢流水水質動態(tài)智能優(yōu)化調節(jié)藥劑使用量；浮選自動化控制智能化，通過實時數據智能計算和調節(jié)浮選藥劑使用量；智能節(jié)能控制，實現(xiàn)負載智能跟蹤控制和優(yōu)化系統(tǒng)啟動流程，形成最優(yōu)能耗方案；智能照明控制，實現(xiàn)照明系統(tǒng)的智能開關及亮度調節(jié)，并與人員定位結合實現(xiàn)人來燈亮，人走燈滅；智能配煤系統(tǒng)，根據用戶需求計算配煤方案，提供最優(yōu)生產決策方案，通過在線方案調整，達到智能配煤的目的；無人值守地磅計量系統(tǒng)，以車牌自動識別為手段，自動控制地磅周邊設備，實現(xiàn)防稱重作弊、無人自動裝車等智能化操作；智能供配電系統(tǒng)，實現(xiàn)配電室生產數據的采集與分析、機器人巡檢與跟蹤以及網管式停送電管理，保障停送電的可靠性與安全性。

(4)智能化安全保障建設：在全過程自動化的基礎上，實現(xiàn)生產系統(tǒng)與各安全保障系統(tǒng)間的互聯(lián)互通，充分利用各系統(tǒng)數據與信息的共享，實現(xiàn)系統(tǒng)間的聯(lián)動，為系統(tǒng)安全保駕護航。包括基礎安全管理，如安全管理機構、安全技術管理、安全教育培訓、安全獎懲制度、安全規(guī)范與檢查制度以及安全管理信息化的建設等；環(huán)境安全管理，如火災易發(fā)區(qū)域設置易燃氣體監(jiān)測、感溫感煙監(jiān)測，以及禁行區(qū)域布置智能化視頻音頻監(jiān)控等；設備安全管理，如對設備的溫度、振動、電流監(jiān)測，對設備檢修維護的記錄，對設備狀態(tài)和故障的診斷；人員安全管理，如實施人員定位，對危險源場所實施智能視頻分析等，保障人身安全。

(5)智能化生產管理建設：在選煤廠信息化管理的基礎上，結合生產管理的實際情況，從各方面完善選煤廠的智能化管理。主要包括：設備全生命周期管理，實現(xiàn)對全廠主要電氣設備的閉環(huán)式管理，對設備進行故障報警、隱患排查、檢修提醒、趨勢分析及模型預測，建立設備預測性維護系統(tǒng)，提升設備的綜合效率，降低運營維護成本；生產計劃管理，實現(xiàn)多種計劃閉環(huán)管理、精細化作業(yè)計劃管理和多要素計劃全面管理，保證生產有序進行；生產調度管理，記錄調度數據及重大調度事件，匯總分析，及時糾正偏差，保障生產活動穩(wěn)定進行；煤質化驗管理，全過程記錄質量數據，跟蹤質量變化，繪制選煤專業(yè)曲線指導生產，預測分析生成最優(yōu)化方案；物資管理，流程化管理物資信息，實現(xiàn)庫存報警和物資的匹配更替。

(6)智能化分析決策建設：在智能化生產控制管理、智能化安全保障管理以及智能化安全生產管理的基礎上，對采集到的數據進行提取分析，結合選煤廠生產管理的實際需求，為生產決策者提供數據分析結果并輔助決策，達到減人增效的目的。例如：對成本利潤、材料消耗、職工薪酬等分析，為產品的成本控制提供數據支撐；對生產狀況綜合分析，針對生產中存在的問題給出優(yōu)化解決方案；對市場需求及市場價格趨勢進行預測分析，及時調整生產，輸出定制化自動配煤方案；針對經營指標情況分析，給出經營情況分析報告；對入選原煤質量情況進行預測，實現(xiàn)優(yōu)化計算；預測分選產品的結構組成情況，進行產品結構優(yōu)化；預測分選產品的經濟效益情況；統(tǒng)計分析設備停機原因，降低系統(tǒng)故障停機，提高系統(tǒng)時間效率。

(7)移動管理平臺建設：實現(xiàn)通過移動平臺開發(fā)，將實時生產數據監(jiān)測、生產管理數據展示、分析決策看板以及智能視頻監(jiān)控等信息在移動客戶端進行呈現(xiàn)，在移動客戶端實現(xiàn)設備巡檢、隱患排查、遠程停送電等流程化操作，以及針對用戶的消息推送等功能。

4 結 語

智能化選煤廠建設涉及到選煤生產管理過程的方方面面，從洗選加工到裝車銷售，從基礎完善到網絡互通，從生產控制到管理決策，各個環(huán)節(jié)錯綜復雜，絲絲相扣，需要通過整體規(guī)劃、循序漸進才能逐步實現(xiàn)。這里所談到的關于智能化選煤廠建設的實踐應用只是目前智能化建設進程中所涉及到的部分內容，還有很多環(huán)節(jié)需要我們更深層次的思考和更深入的實踐，才能真正實現(xiàn)選煤廠的智能化。