智能化选煤厂的建设思路及实践应用探讨

杨大村

(平顶山中选自控系统有限公司，河南 平顶山 467000)

1 智能化选煤厂的认识与目标

智能化选煤厂是基于物联网、云计算、大数据、人工智能等技术，集成各类传感器、自动控制器、传输网络、软件等，形成一套智慧体系，能够主动感知、自动分析，依据深度学习的知识库，形成最优决策模型、并对各环节实施自动调控，实现设计、生产、运营管理等环节安全、高效、经济、绿色的智能化选煤厂。

智能化选煤厂最直接的建设目标有2个：

(1)降低成本。用自动化、信息化的方式提高工作效率，降低人员成本；保障设备可靠运行、降低设备使用过程中的维修及配件成本；优化工艺和生产控制流程，降低生产过程中水、电、介、料的消耗成本；简化生产、维护、办公、管理的流程，以工作流驱动业务，降低管理成本。

(2)提高效率。提高时间效率，提高整个系统的无故障运行时间，减少因设备故障、工艺不稳定等因素引起的意外停机，并提升控制响应速度和人员反应处理效率；提高质量效率，加强原煤、产品煤的质量监测，优化分选密度和工艺流程，防止因为设备本身原因导致的质量偏差；提高分选效率，在时间和质量效率的基础上提高分选效率，最大化设备处理能力和全厂生产能力。

2 智能化选煤厂的建设思路

智能化选煤厂遵循的建设思路包括6个方面：

(1)完善基础：根据选煤厂的实际情况和对智能化建设的需求，对相关设备和基础设施进行完善。

(2)互联互通：将独立的、分散的子系统互联互通，实现数据共享与协同工作。

(3)标准数据：大量数据的综合分析离不开统一的标准，通过建立标准大数据中心、将数据标准化、建立标准数据平台3个步骤来实现大数据的标准化。

(4)统一平台：建立统一体系的软件架构平台，将业务功能与基础数据解耦，通过标准的数据接口和业务接口向上层开发者提供统一的开发平台，以满足弹性扩展业务功能及展现方式。

(5)辅助运维：在业务功能层，对重点生产对象的信息化、标准化、流程化管理，实现科学高效的业务处理，降低人员工作的复杂度。

(6)智能决策：结合生产过程大数据，建立分析模型，反映生产状况；根据产品结构优化方案，建立优化模型，介入指导生产。

这个建设思路的6个方面是互为支撑，相互促发的。它们既不各自为营，也不是单一递进，而是形成了一种螺旋迭代式的建设思路。以这样的建设思路为基础，不断推进选煤厂智能化建设的进程，最终实现智能化选煤厂的终极状态：黑灯无人。

3 智能化选煤厂建设的实践应用

根据智能化选煤厂的建设思路，结合实际情况，选煤厂智能化建设的实践应用主要包括6个方面：

(1)完善基础建设：这是智能化建设的基础，包括但不限于：在线监测的完善，如增设在线测灰仪、自动计量检测装置、测温测振装置等；节能环保控制的完善，如完善泵类系统、风机系统、洒水除尘系统、智能照明系统等；安全监测系统的完善，如危险气体监测、感温感烟监测、智能视频音频监测以及人员定位系统等；对胶带、刮板、筛子等设备保护的完善；将辅助设备纳入集控系统；完善供配电系统等。在此基础上，屏蔽因厂家、协议等原因造成的底层数据结构差异，使通信和数据接口标准化，最终将采集到的生产数据实时传输至标准数据平台，为智能化的生产监控管理和分析决策做准备。

(2)传输网络建设：遵循开放闭合原则设计了新的选煤厂标准化信息网络(图1)。将现场网络分为万兆网、千兆网、无线网3个部分，根据数据的可靠性、速率、延时性等要求，将设备接入到不同的网络。带宽小、可靠性要求高的设备，接入到千兆网；带宽大、延时性要求较低的设备，接入到万兆网；现场安装不方便、支持无线的设备接入到无线网。核心使用2个交换机互为冗余，保证可靠性。企业云计算中心的服务器可以访问网络中的所有数据，建立标准数据平台、智能化应用平台、综合视频平台和扩展业务平台。深度开发组态系统和视频、智能化业务等其它应用的整合，调度指挥中心的计算机既可以操作设备、预览视频，又可以进行智能化应用。通过电信专线将选煤厂信息网络与互联网对接，开放智能化业务功能。

图1 新的选煤厂标准化信息网络

(3)智能化生产控制建设：主要是对生产控制及节能环保方面进行智能化建设，包括重介密度控制智能化，实现通过灰分变化预测、实现重介密度自动调节；压滤控制智能化，实现由单机控制到智能联动的转换；浓缩加药控制智能化，实现根据浓缩池的溢流水水质动态智能优化调节药剂使用量；浮选自动化控制智能化，通过实时数据智能计算和调节浮选药剂使用量；智能节能控制，实现负载智能跟踪控制和优化系统启动流程，形成最优能耗方案；智能照明控制，实现照明系统的智能开关及亮度调节，并与人员定位结合实现人来灯亮，人走灯灭；智能配煤系统，根据用户需求计算配煤方案，提供最优生产决策方案，通过在线方案调整，达到智能配煤的目的；无人值守地磅计量系统，以车牌自动识别为手段，自动控制地磅周边设备，实现防称重作弊、无人自动装车等智能化操作；智能供配电系统，实现配电室生产数据的采集与分析、机器人巡检与跟踪以及网管式停送电管理，保障停送电的可靠性与安全性。

(4)智能化安全保障建设：在全过程自动化的基础上，实现生产系统与各安全保障系统间的互联互通，充分利用各系统数据与信息的共享，实现系统间的联动，为系统安全保驾护航。包括基础安全管理，如安全管理机构、安全技术管理、安全教育培训、安全奖惩制度、安全规范与检查制度以及安全管理信息化的建设等；环境安全管理，如火灾易发区域设置易燃气体监测、感温感烟监测，以及禁行区域布置智能化视频音频监控等；设备安全管理，如对设备的温度、振动、电流监测，对设备检修维护的记录，对设备状态和故障的诊断；人员安全管理，如实施人员定位，对危险源场所实施智能视频分析等，保障人身安全。

(5)智能化生产管理建设：在选煤厂信息化管理的基础上，结合生产管理的实际情况，从各方面完善选煤厂的智能化管理。主要包括：设备全生命周期管理，实现对全厂主要电气设备的闭环式管理，对设备进行故障报警、隐患排查、检修提醒、趋势分析及模型预测，建立设备预测性维护系统，提升设备的综合效率，降低运营维护成本；生产计划管理，实现多种计划闭环管理、精细化作业计划管理和多要素计划全面管理，保证生产有序进行；生产调度管理，记录调度数据及重大调度事件，汇总分析，及时纠正偏差，保障生产活动稳定进行；煤质化验管理，全过程记录质量数据，跟踪质量变化，绘制选煤专业曲线指导生产，预测分析生成最优化方案；物资管理，流程化管理物资信息，实现库存报警和物资的匹配更替。

(6)智能化分析决策建设：在智能化生产控制管理、智能化安全保障管理以及智能化安全生产管理的基础上，对采集到的数据进行提取分析，结合选煤厂生产管理的实际需求，为生产决策者提供数据分析结果并辅助决策，达到减人增效的目的。例如：对成本利润、材料消耗、职工薪酬等分析，为产品的成本控制提供数据支撑；对生产状况综合分析，针对生产中存在的问题给出优化解决方案；对市场需求及市场价格趋势进行预测分析，及时调整生产，输出定制化自动配煤方案；针对经营指标情况分析，给出经营情况分析报告；对入选原煤质量情况进行预测，实现优化计算；预测分选产品的结构组成情况，进行产品结构优化；预测分选产品的经济效益情况；统计分析设备停机原因，降低系统故障停机，提高系统时间效率。

(7)移动管理平台建设：实现通过移动平台开发，将实时生产数据监测、生产管理数据展示、分析决策看板以及智能视频监控等信息在移动客户端进行呈现，在移动客户端实现设备巡检、隐患排查、远程停送电等流程化操作，以及针对用户的消息推送等功能。

4 结 语

智能化选煤厂建设涉及到选煤生产管理过程的方方面面，从洗选加工到装车销售，从基础完善到网络互通，从生产控制到管理决策，各个环节错综复杂，丝丝相扣，需要通过整体规划、循序渐进才能逐步实现。这里所谈到的关于智能化选煤厂建设的实践应用只是目前智能化建设进程中所涉及到的部分内容，还有很多环节需要我们更深层次的思考和更深入的实践，才能真正实现选煤厂的智能化。