趙 鵬

(霍州煤電集團呂臨能化公司選煤廠, 山西 呂梁 033102)

煤質管理貫穿于選煤生產、 銷售的各個環(huán)節(jié)。 雖然有些選煤廠在生產中應用了一些煤質管理軟件, 但是煤質信息管理的手段整體來說還較為簡單, 主要以手工記錄、 人工傳遞為主。 隨著科技的進步, 提高煤質檢測和質量管理信息化水平及工作效率, 全面推進煤質管理信息化建設成為必然趨勢[1]。

1 選煤廠煤質管理現(xiàn)狀與問題

呂臨能化公司選煤廠隸屬于霍州煤電集團,2014 年5 月投產運行, 是一座處理能力10.00 Mt/a 的煉焦煤選煤廠, 入洗所屬礦井的原煤及其它礦井的外購原煤, 選煤廠自投產以來在煤質管理方面存在以下問題。

(1)煤質管理系統(tǒng)自動化程度低, 煤質數(shù)據(jù)需要人工處理, 存在數(shù)據(jù)誤差大、 信息處理速度慢及執(zhí)行不到位等問題。 煤質檢查管理程序繁瑣、 效率低下, 僅選煤廠化驗室一天就有3 大類13 小類報表需要手工填寫、 錄入、 審核、 打印、存檔, 浪費大量人力物力, 管理成本高昂, 管理效果不佳。

(2)由于信息處理手段的不同, 使得選煤廠煤質數(shù)據(jù)分散, 形成許多“信息孤島”, 造成系統(tǒng)中存在大量冗余數(shù)據(jù), 無法保證數(shù)據(jù)的一致性, 嚴重影響著煤質數(shù)據(jù)的進一步利用[2]。

(3)煤質數(shù)據(jù)需求部門較多, 現(xiàn)煤質管理系統(tǒng)不能對煤質信息進行實時發(fā)布, 信息共享能力差[3], 數(shù)據(jù)共享滯后。

(4)煤質信息利用率低, 只能將煤質化驗原始數(shù)據(jù)進行簡單的計算、 匯總、 存儲, 不能準確對煤質的原始數(shù)據(jù)進行分析, 形成統(tǒng)計報表、 曲線、 圖形等, 無法為選煤廠后續(xù)的生產和管理提供相應的數(shù)據(jù)支撐, 從而影響管理層面的決策。

針對以上問題, 呂臨能化選煤廠建成了基于MES 系統(tǒng)的煤質管理系統(tǒng)。 該管理系統(tǒng)能夠將大量煤質信息充分利用, 并采用信息集成、 數(shù)據(jù)挖掘等技術實現(xiàn)選煤廠質量指標的動態(tài)分析和選煤生產管理的決策支持功能[4], 解決選煤廠煤質管理中效率低下、 信息缺失等問題。

2 煤質管理系統(tǒng)概述

2.1 系統(tǒng)的總體架構

建立大數(shù)據(jù)集成平臺, 所有數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫, 根據(jù)選煤廠生產和管理需求, 運用預測、 優(yōu)化、 數(shù)據(jù)挖掘、 選煤領域專家知識系統(tǒng)等人工智能化和信息化技術手段, 對數(shù)據(jù)庫中基礎數(shù)據(jù)進行分析、 預測、 優(yōu)化、 挖掘等, 整理出管理者和決策者可以直接利用的各種結論、 方案或規(guī)劃,從而提高工作效率和決策速度[5]。

2.2 系統(tǒng)的主要模塊

煤質管理系統(tǒng)主要包括天平自動錄入系統(tǒng)、 數(shù)據(jù)計算及報表生成系統(tǒng)、 生產信息反饋可視化系統(tǒng)、專家分析統(tǒng)計系統(tǒng)、 綜合查詢與管理系統(tǒng)五部分。實現(xiàn)從天平稱量數(shù)據(jù)自動上傳、 數(shù)據(jù)計算、 數(shù)據(jù)反饋、 數(shù)據(jù)分析、 數(shù)據(jù)保存及查詢全過程的自動化。煤質管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程如圖1 所示。

圖1 煤質管理系統(tǒng)總體架構

2.3 系統(tǒng)的主要開發(fā)工具

本系統(tǒng)開發(fā)工具采用Delphi6.0 企業(yè)版,Delphi6.0 開發(fā)的應用軟件兼容性高, 可以容易的地移植到其他環(huán)境中。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)選用以高級結構化查詢語言(SQL)為基礎的大型關系數(shù)據(jù)庫ORACLE。 數(shù)據(jù)的優(yōu)化計算和數(shù)據(jù)曲線的擬合問題采用MATLAB 軟件實現(xiàn)[6]。

3 系統(tǒng)功能及其特點

3.1 天平自動錄入系統(tǒng)

選煤廠采用的Sartorious 電子天平(BAS 系列)是目前市場占有率較高的精密天平, 采用Modbus 協(xié)議和計算機進行通訊[7]。 數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)開發(fā)了1 套基于Delphi 的電子天平與電腦數(shù)據(jù)通訊模塊。 稱量過程中, 化驗員將光標放置在需要錄入數(shù)據(jù)的表格內, 將需要稱量的物品放入天平內, 待天平讀數(shù)穩(wěn)定后, 數(shù)據(jù)自動輸入選定的表格內, 化驗員點擊確定即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動錄入。 極大地減少人為干預, 提高了稱樣數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)的效率, 降低了數(shù)據(jù)錯誤率。

3.2 數(shù)據(jù)計算及報表生成系統(tǒng)

對于前期自動錄入的數(shù)據(jù), 可依照國標規(guī)定計算灰分、 水分、 揮發(fā)分、 黏結性、 浮沉產率等指標, 并對發(fā)現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)進行提醒。 數(shù)據(jù)計算后上傳至數(shù)據(jù)庫內進行分類統(tǒng)計保存, 并生成相對應的報表。 根據(jù)選煤廠煤質工作需要, 共可生成3 大類18 小類報表, 并可根據(jù)需求, 進行增加或者刪減。 報表能夠從系統(tǒng)內以Excel 形式導出。

3.3 生產信息反饋可視化系統(tǒng)

可視化系統(tǒng)在本項目中起到至關重要的作用, 系統(tǒng)建設前, 生產指導化驗指標通過電話傳遞到調度室, 調度室手工記賬, 之后通過對講機或微信把指標傳遞到各崗位。 生產信息反饋可視化系統(tǒng)由數(shù)據(jù)發(fā)布版塊和顯示版塊組成。 在煤質管理系統(tǒng)內選擇需要發(fā)布的化驗數(shù)據(jù), 自動導入發(fā)布板塊內, 發(fā)布版塊接收到數(shù)據(jù)后, 對數(shù)據(jù)按照灰分、 硫分、 浮沉產率3 類進行分類, 分類完成后經(jīng)化驗員確定后進行發(fā)布。 車間內安裝有7塊LED 顯示屏, 數(shù)據(jù)發(fā)布后, 不同時段指標滾動播放, 讓崗位操作人員第一時間掌握生產情況, 及時合理地調整生產參數(shù)。

3.4 專家分析統(tǒng)計系統(tǒng)

3.4.1 商品煤數(shù)質量分析

商品煤關系整個選煤廠的經(jīng)濟效益, 因此煤質管理系統(tǒng)對商品煤進行重點分析。 可按用戶、產品品種、 拉運時間等繪制餅狀圖、 柱狀圖和直方圖, 分析不同客戶分煤種的銷量、 灰分、 水分、 全硫等數(shù)據(jù), 實現(xiàn)精準管理。 為生產和配煤提供數(shù)據(jù)性支撐, 保證產品質量不過剩、 不超標, 實現(xiàn)銷售效益的最大化。

3.4.2 月綜合分析

月綜合分析包括月綜合資料分析和浮選分步釋放試驗、 大(小)浮沉、 大(小)篩分等試驗分析。 系統(tǒng)能夠繪制可選性曲線、 可浮性曲線、 粒度曲線、 分配曲線、 錯配物曲線等。 并通過數(shù)據(jù)庫獲取當月實際生產數(shù)據(jù), 從而統(tǒng)計出精煤實際產率、 精煤實際灰分, 最終分析數(shù)量效率、 質量效率等技術性指標, 為下一步的生產決策提供依據(jù)。

3.5 綜合查詢與管理系統(tǒng)

根據(jù)生產工作需要, 賦予廠領導、 調度室、運銷科、 化驗室等相關業(yè)務科室及人員不同的查看權限。 管理人員可對系統(tǒng)內各種數(shù)據(jù)按照自己的權限級別進行查詢, 并根據(jù)查詢區(qū)間形成圖表, 為管理人員的決策提供數(shù)據(jù)支持。

4 應用效果

(1)煤質管理系統(tǒng)實現(xiàn)從數(shù)據(jù)錄入、 數(shù)據(jù)計算、 報表生成、 數(shù)據(jù)顯示、 數(shù)據(jù)分析、 數(shù)據(jù)管理全過程的自動化管理, 極大地減少過程中人的參與, 保證了數(shù)據(jù)原始性、 準確性和一致性, 避免數(shù)據(jù)隨意修改和數(shù)據(jù)來源的多樣性。

(2)煤質管理系統(tǒng)解決了現(xiàn)階段煤質管理人員經(jīng)驗相對薄弱的問題, 全面提升了煤質管理水平, 構建了現(xiàn)代化煤質管理體系和模式。

(3)實現(xiàn)了無紙化辦公, 除集團公司強制要求手工填寫的報表外, 其余全部轉化為電子報表, 共取消中間環(huán)節(jié)紙質報表3 類, 紙質轉電子報表10 類, 節(jié)省了大量的紙張墨盒等辦公用品。報表統(tǒng)計工作量大大減少, 報表統(tǒng)計人員由3 人減少為1 人即可。

5 結 語

選煤廠的煤質管理工作對于確保產品質量、提高企業(yè)效益具有重要意義。 基于MES 的煤質管理系統(tǒng)運用大數(shù)據(jù)統(tǒng)計技術, 通過自動化、 信息化、 智能化、 可視化手段加強選煤廠對煤炭質量的控制和管理, 減少人工參與, 提高管理效率, 降低煤質管理成本, 對選煤廠的質量監(jiān)督和管理控制十分有利。