东滩煤矿选煤厂数字化管理系统

东滩煤矿选煤厂数字化管理系统第4期2008年8月文章编号:10013571遗蜞搜求COALPREPARAT10NTECHNOLOGY(2008)04009904东滩煤矿选煤厂数字化管理系统NO.4一一垒g:宫庆刚.雷哲毅,孟庆香(1.东滩煤矿选煤厂,山东邹城273512;2.兖矿集团煤质运销部,山东邹城2735(;0)摘要:介绍了东滩煤矿选煤厂通过实现设备管理数字化,安全生产数字化,生产管理数字化,决策支持数字化,分析应用数字化,从而完成了选煤厂的数字化建设的具体过程.关键词:数字化管理系统;设计方案;安全生产管理系统;集控系统;设备管理系统中图书分类号:TD948.9文献标识码:A1概述当前我国选煤厂的管理模式存在许多弊端和问题.造成选煤厂机构庞大和人员众多,不仅存在成本和效率的问题,更重要的是存在安全管理难度大的问题.例如集中控制系统不完善,需要安排大量的运转司机;不能及时地掌控设备运行状态,无法准确掌握设备的维护保养时机,备品备件库存状况不明了,从而浪费了大量的人力,物力和财力;变电所不能实现无人值守,需要安排值班员等等.这些问题的存在在很大程度上制约了选煤厂的发展.要想解决这些问题就必须改变现有的管理模式.而进行数字化建设是必由之路.数字化管理是指利用计算机,通信,网络,人工智能等技术,量化管理对象与管理行为,实现计划,组织,协调,服务,创新等职能的管理活动和管理方法的总称.其本质就是将现代化管理思想,管理方法,管理技术,管理手段充分加以数字化,从而全面提高管理的效益和效率.东滩煤矿选煤厂通过采用数字化技术,基本解决了现实生产中的管理缺陷.2东滩煤矿选煤厂数字化管理系统设计方案东滩煤矿选煤厂数字化系统由控制层和管理层组成.控制层完成现场生产设备的控制和监测,管理层利用控制层上传的数据及各子系统的数据完成管理职能.数字化系统组合机构如图1所示.收稿日期:20080516作者简介:宫庆刚(】965一),男,山东莱阳人,高级工程师,1987年毕业于淮南矿业学院现任东滩煤矿选煤厂厂长,主要从事选煤工作.联系电话:(0537)5924486.图1系统组合机构图2.1安全生产管理系统东滩煤矿选煤厂安全生产管理主要负责收集,整理,分析,保存全厂数字化信息,完成围绕设备管理和设备安全为核心的软件平台开发任务,包括仓库管理,设备台帐管理,设备维修管理,设备故障管理(专家决策系统),设备巡检管理,设备资料管理,图书管理,图纸管理,设备润滑管理,高级应用管理(设备工艺图和运转时间,换油累计时间,模拟量,分析系统),安全管理,人事管理,系统日志管理,系统维护管理,系统权限管理,OPC集控接口,实时数据管理等模块.系统围绕信息化,数字化的主线,以B/S结构为框架,把全厂数字化信息按照安全管理不同权限展现给每个使用者,分析者,决策者.它在安全生产的基础上,可以与其他模块高度集成,使全厂信息实现高度共享,权限明确,职责清晰,流程通畅,从而提高了生产效率,减低了各种损耗.安全生产管理系统可以方便地完成库存物资的管理,图纸(CAD)管理,资料(文档)管理,人事(培训)管理,设备管理.只要有接入网络的计算机和授权权限,即可以在任意地点完成权限内的工作.以B/S为构架,以矢量SVG的组态绘图系统为支撑,以工作流为导向,以实时服务为数据源头,可使各个科室根据自己的实际需求组建自己的9q第4期选煤技术2008年8月25日WEB表现形式,报表格式,审批流程,历史数据,曲线图表等.业务流程图如图2所示.图2业务数据流图,2.2PLC/DCS集控系统东滩煤矿选煤厂集中控制系统负责完成仓前原煤地面提升系统和重介选矸系统,洗煤系统,装运系统的控制和状态监测以及压滤系统的状态监测(压滤系统的控制由快速自动压滤机的PLC完成).控制系统选用西门子S7400系统,上位组态软件选用WINCC来实现控制界面人机关系友好,采用设备外观的3D图形组建控制和实时状态界面,与现场设备的布置视角相符,便于探作人员一目了然的完成监控,快速操作和故障判断.任意点击某一设备,该设备的实时状态,相关的参数和实时数据会示出来,为操作人员提供数据分析;点击界面上的箭头可以完成远程翻板,插板,阀门,给煤机频率的控制,以控制煤流走向和调节流量的大小.图3所示为实时状态(含保护数据)数据,图4为原煤系统控制与状态监视界面,图5为洗系统控制与状态监视界面,图6为装运系统控制.j状态峪视界面,图7为压滤系统状态监视界面.1OO图3实时状态数据图4原煤系统控制与状态监视界面图5洗煤系统控制与状态监视界面图6装运控制与系统状态监视界面圈7压滤系统监视界面第4期宫度刚等:东滩煤矿选煤厂数字化管理墨垄2.3变电站综合自动化系统(SCADA)变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术,现代电子技术,通信技术,信息处理技术,图像处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护,控制,测量,信号,故障录波,自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合,优化设计,对变电站全部设备的运行情况执行监视,测量,控制和协调的一种综合性的自动化系统,可实现变电站的遥控,遥信,遥测和遥视功能.通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息,数据共享,完成变电站运行监视和控制任务.变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备,简化了变电站二次接线.变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平,降低运行维护成本,提高经济效益,向用户提供高质量电能的一项重要技术措施.东滩煤矿选煤厂设置有两个6kV级变电站,其自动化系统监控图如图8所示.图8变电站目动化系统监控图2.4设备管理系统东滩煤矿选煤厂设备管理系统是安全生产管理系统的内嵌模块,也可以单独使用.”设备”是企业在生产中所需要的机械,装置,仪器和设施等物质资料的总称,它是可以让企业使用一年以上,或者长期使用并基本保持原有的实物形态,单位价值在固定资产财务规定的限额以上,在企业生产过程中,且能独立完成一道生产工序提供某种功能的机器.”设备管理”是以企业的生产经营目标为依据,运用各种组织,技术和经济措施,对设备从购买,安装,使用,维修,润滑,改造,更新直至报废整个寿命周期进行全程的管理.在设备的维修和润滑方面,实行定期维护与润滑和强制维护与润滑制度.设备的定期维护与润滑由控制系统和设备管理系统共同完成:没备管理系统中储存着设备部件的寿命周期和滑周期,设备一旦运转,集控系统叩向设备管理系统佟送设备的运行时间,设备管理系统将设备的累计运行时间与设备的各部件的寿命周期与润滑周剃比较,一旦设备的累积时问接近其寿命周期,设备管理系统即自动提示设备需要维护和润滑.设备的强制维护与润滑由智能巡检系统和设备管理系统共同完成.2.5智能巡检系统为保证设备的稳定运行,保证对设备健康状况的有效分析和预测,生产人员经常需要采集大量的运行数据,做大量的运行日常巡检工作来完成对设备的强制维护和保养.但是在实际的工作中,落后的巡视手段制约着巡检工作的开展.例如,巡视人员需要填写大量的巡视记录,需要牢记大量的巡视条目;设备巡视的结果不能及时地反映到缺陷处理,MIS等系统中,无法及时发现可能存在的问题:巡视人员不能按要求到位等.东滩煤矿选煤厂设备巡检系统引人射频定位等技术,通过计算机编制巡视计划,将巡视的路线,设备,内容等发送到掌上电脑巡检器,通过掌上电脑记录巡视的时间,地点,设备运行状况信息等,并上传到数据库,实现对设备运行状况,人员到位情况,缺陷处理情况等的监测.设备巡检作为设备运行状态的前馈信息捕获,能够及时预防设备故障的发生,是保障安全生产,提高设备完好率的可靠手段.巡检系统捕获到设备缺陷后,即可在设备管理系统中进行强制消缺.2.6基于WEB的实时监控东滩煤矿选煤厂基于WEB的实时监视系统是独立运行在各个模块之上的人一机交互界面,可根据不同的权限,通过后台的实时服务程序向全厂发布实时监控画面和实时数据,监控图形可以用矢量绘图系统SUNSVG任意绘制.它提供多种接口,OPCSERVER接口是工业级标准接口,可以根据需求定制接口.采用SVG网络矢量图形技术,对生产工艺的相关数据以图形的方式进行实时显示.包括设备的运行状态,设备运行时间,设备维修及润滑提醒.使原来只在C/S架构的图形监控系统以B/S结构实现,用户只要有IE浏览器即可进行系统监视,充分体现了B/S架构的优势.洗煤系统的实时监控如图9所示.1Ol第4期选煤技术图9洗煤系统Web实时监控图2.7OPC接口管理安全生产管理系统的OPC接口系统是独立的模块,可以与西门子,ABB,GE,组态王,罗克韦尔,霍尼韦尔,AB等产品连接,把数据任意组合发布到各个管理系统.主要优点和功能有:(1)符合OPC工业标准的开放互连接口,把集控数据,保护数据,现场采集数据传送给安全生产管理系统,为数字化管理,决策提供了基本数据.(2)采用标准的Windows体系接口,硬件制造商为其设备提供的接口程序的数量减少到一个,软件制造商也仅需要开发一套通讯接口程序.既:利于软硬件开发商,更有利于最终用户.(3)OPC规范以OLE/DCOM为技术基础,而OLE/DCOM支持TCP/IP等网络协议,因此可以将各个子系统从物理上分开,分布于网络的不同节点上.(4)OPC按照面向对象的原则,将一个应用程序(OPC服务器)作为一个对象封装起来,只将接口方法暴露在外面,客户以统一的方式去调用,从而保证软件对客户的透明性,使得用户完全从底层的开发中脱离出来.(5)OPC实现了远程调用,使得应用程序的分布与系统硬件的分布无关,便于系统硬件配置,使得系统的应用范围更广.102(6)采用OPC规范,便于系统的组态,将复杂的系统大大简化,可以大大缩短软件开发周期,提高软件运行的可靠性和稳定性,便于系统的升级与维护.2.8其他管理系统和自动化系统对于其他MIS系统和自动化系统,系统既提供了标准OPC接口互通数据,也可以订制接口.2.9防雷,防静电,防干扰说明选煤厂有许多大型的高压电机和变频设备,这些设备对数字化建设的危害是非常大的.根据我们的建设经验,分别在导线槽,电源,通讯线,