智能化控制系統(tǒng)在生產(chǎn)車間自動化運行的研究及應(yīng)用

中聯(lián)潤世智能化控制系統(tǒng)主要從智能集控系統(tǒng)、設(shè)備狀態(tài)智能在線監(jiān)測系統(tǒng)、AI智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)三方面，實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的安全運行、預(yù)警分析、智能報警、故障停機等。

一、監(jiān)測各子系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的運行狀態(tài)以及所需的生產(chǎn)和安全參數(shù)，能對各控制系統(tǒng)發(fā)布控制命令；與礦調(diào)度室局域網(wǎng)實時聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)與管理信息及時交換，從而實現(xiàn)安全生產(chǎn)過程控制網(wǎng)絡(luò)化、企業(yè)綜合管理現(xiàn)代化。

二、在調(diào)度中心能夠?qū)Ω髯詣踊到y(tǒng)設(shè)備進行集中監(jiān)控，現(xiàn)場各系統(tǒng)可實現(xiàn)遠程集中控制和數(shù)據(jù)信息檢測，僅需巡檢工進行定期巡視和維護，實現(xiàn)生產(chǎn)車間的管控一體化。

系統(tǒng)功能：

(1)主界面能夠直觀顯示煤流系統(tǒng)整體工藝流程圖，通過動畫或顏色狀態(tài)切換顯示能夠生動體現(xiàn)設(shè)備的運行狀態(tài)、停機狀態(tài)以及故障狀態(tài)。煤流流向指示清晰明朗，線條變化能夠動態(tài)指示煤流運輸方向，電動翻板的開閉能夠通過顏色變化進行體現(xiàn)，犁式卸料器能夠通過變化指示當(dāng)前抬起或落下狀態(tài)，煤倉煤位通過柱狀圖進行直觀顯示整體占比，滿倉或空倉具備閃爍告警功能。主要控制按鈕需要直接在主界面顯示，點擊命令后具備二次確認彈窗功能。點擊每臺設(shè)備可彈出該設(shè)備操作彈窗界面，該界面顯示設(shè)備全部運行參數(shù)，包括單機/聯(lián)動切換開關(guān)、啟動、停止、急停、復(fù)位開關(guān)、系統(tǒng)備妥和詳細故障指示等。系統(tǒng)重要參數(shù)如電壓、電流、皮帶速度、刮板機頻率等可以直觀顯示。

（2）系統(tǒng)記錄查詢：系統(tǒng)可查詢設(shè)備運行記錄、故障記錄、操作記錄、登錄記錄，可顯示設(shè)備的開啟時間、停機時間、設(shè)備運行時間、故障報警時間、故障復(fù)位時間、故障持續(xù)時間、故障報警類型、操作員操作事件、操作時間、操作用戶名等信息。

（3）系統(tǒng)曲線查詢：系統(tǒng)可查詢設(shè)備運行參數(shù)的歷史曲線，方便工程師分析系統(tǒng)運行過程中的變量變化，對故障發(fā)生的過程進行追溯查詢。

建設(shè)指標(biāo)要求

1.下位機監(jiān)控系統(tǒng)

1.1. 智能集控系統(tǒng)以PLC為核心，通過上位計算機、遠程PLC分站和現(xiàn)場傳感器等實現(xiàn)自動控制功能?？刂葡到y(tǒng)選用冗余PLC，采用遠程I/O結(jié)構(gòu)形式，各I/O機架之間采用以太環(huán)網(wǎng)連接。上位機與PLC主站、各控制系統(tǒng)分站（包括各單機自動控制等）之間采用光纖環(huán)網(wǎng)連接（Ethernet）。形成統(tǒng)一的控制網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)全系統(tǒng)的高效集成，控制系統(tǒng)具有與局域網(wǎng)通訊的接口方便后期智能化平臺的數(shù)據(jù)采集。

1.2. 地面生產(chǎn)系統(tǒng)成套設(shè)備（如皮帶機電控柜、破碎機電控柜、板式輸送機電控柜、振動篩電控柜、皮帶機控制柜等所有設(shè)備）微機保護裝置通過RS485接口與控制主站進行通訊，用以采集電控柜內(nèi)部數(shù)據(jù)和相關(guān)參數(shù)信息。

1.3. 設(shè)備工況智能監(jiān)測系統(tǒng)通過在設(shè)備表面或內(nèi)部布置傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，搭建物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)設(shè)備運行中的振動、溫度等信號的采集，并將數(shù)據(jù)上傳至現(xiàn)場服務(wù)器，通過專業(yè)系統(tǒng)軟件進行處理和分析。

1.4. 基于圖片深度學(xué)習(xí)技術(shù)對AI視頻智能識別平臺進行訓(xùn)練，能實現(xiàn)地面生產(chǎn)系統(tǒng)常見的各種異常和隱患的智能識別，識別后能進行異常報警、抓拍照片、進行錄像、記錄、日志、智能分析，根據(jù)設(shè)置的隱患處理規(guī)則，實現(xiàn)隱患報警處理與分析，形成業(yè)務(wù)閉環(huán)，輔助監(jiān)管人員，提升監(jiān)管效率，減少地面生產(chǎn)系統(tǒng)事故的發(fā)生。

2.上位機監(jiān)控系統(tǒng)

2.1選用 2臺配27寸液晶顯示器和工業(yè)服務(wù)器作為智能集控系統(tǒng)的上位機(其中至少一臺具有工程師站授權(quán))，編制各種畫面，顯示全廠設(shè)備工況并完成各項操作。一臺顯示工藝流程和設(shè)備運行狀態(tài)，一臺顯示設(shè)備運行參數(shù)，互為備用。

2.2系統(tǒng)畫面主要完成控制設(shè)備的啟、停，監(jiān)視設(shè)備的運行狀態(tài)，顯示和存儲模擬量數(shù)據(jù)。以趨勢圖、直方圖等多種方式顯示水池水位、排水壓力等。操作員可以通過菜單畫面在控制畫面、工藝流程畫面、報警畫面、歷史趨勢畫面、操作幫助畫面之間很方便地切換。

2.3操作員畫面主要完成全廠所有參與控制設(shè)備的啟、停車，監(jiān)視設(shè)備的運行狀態(tài)，顯示和存儲全廠模擬量數(shù)據(jù)。以趨勢圖、直方圖等多種方式顯示全廠料位、工況狀態(tài)等。操作員可以通過菜單畫面在全廠總貌畫面、控制畫面、工藝流程畫面、報警畫面、歷史趨勢畫面、記錄查詢畫面、參數(shù)設(shè)置畫面之間很方便地切換。

2.4 重要工藝操作必須要有二次確認，例如設(shè)備啟停、設(shè)備參與投切等。

2.5 所有畫面均為中文顯示。

建設(shè)完成情況

中聯(lián)潤世新疆煤業(yè)有限公司智能化控制系統(tǒng)項目包括400萬噸生產(chǎn)集控系統(tǒng)改造、視頻AI智能分析系統(tǒng)、設(shè)備在線智能分析系統(tǒng)、生產(chǎn)輔助設(shè)備控制等?，F(xiàn)場安裝華寧皮帶保護傳感器系統(tǒng)和擴音電話系統(tǒng)、更換PLC控制柜和現(xiàn)場控制分站、安裝視頻AI分析攝像儀、重大設(shè)備溫度振動傳感器和采集分站安裝、光纜敷設(shè)熔接等，調(diào)度室安裝集控系統(tǒng)SCADA主備服務(wù)器和運行客戶端，系統(tǒng)完成對1號集控系統(tǒng)的全方面監(jiān)控。已完成該單項項目全部建設(shè)，建設(shè)目標(biāo)全部滿足要求。建設(shè)完成后有以下優(yōu)點：

煤礦機電設(shè)備在線診斷及健康管理系統(tǒng)的總體設(shè)計是通過在設(shè)備表面或內(nèi)部增加傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來解決數(shù)據(jù)獲取和傳輸問題，通過智能算法和人工診斷分析相配合的方式，對獲取的數(shù)據(jù)進行分析，實現(xiàn)煤礦主要設(shè)備的運行狀態(tài)判斷及未來狀態(tài)預(yù)測。

通過本項目實現(xiàn)以下目標(biāo)：

1) 提效降成本：通過機電設(shè)備預(yù)測性維護系統(tǒng)將有效提升企業(yè)管理效率，降低企業(yè)綜合運維管理成本；

2) 保障安全連續(xù)生產(chǎn)：通過系統(tǒng)實現(xiàn)設(shè)備可控，提高設(shè)備可用性、可靠性和可維修性，避免非計劃停機或停工事件發(fā)生造成經(jīng)濟、安全、環(huán)境等各方面帶來的不菲的經(jīng)濟損失；同時防止突發(fā)性事故帶來的巨大災(zāi)害，減少運行風(fēng)險，不僅能獲得巨大經(jīng)濟效益，而且能獲得很好的社會效益；

3) 避免“過剩維修”：防止因不必要的拆卸，使設(shè)備精度降低，延長設(shè)備壽命；

4) 減少維修時間，降低人員勞動強度：通過實時監(jiān)測，精準(zhǔn)故障診斷，實現(xiàn)故障提前預(yù)知，故障精準(zhǔn)判定，設(shè)備維護到位及時，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益；

5) 優(yōu)化備件庫存：減少多余零部件儲存資金耗費，加速庫存資金周轉(zhuǎn)，同時通過重要設(shè)備智能監(jiān)測系統(tǒng)的建立，可以協(xié)助煤炭企業(yè)優(yōu)化檢修資源、備品備件資源；實現(xiàn)檢修資源共享、備品備件資源共享。

6) 建設(shè)大數(shù)據(jù)中心：構(gòu)建監(jiān)測診斷案例庫、故障模型庫等在內(nèi)的監(jiān)測診斷、維修決策知識庫；

7) 消除信息孤島：消除各類設(shè)備運行、檢修、維護信息孤島，真正實現(xiàn)設(shè)備專業(yè)化管理，為設(shè)備完整性管理和智能工廠建設(shè)提供技術(shù)支撐。

調(diào)度室上位機數(shù)據(jù)顯示

現(xiàn)場主站、PLC控制柜

現(xiàn)場安裝設(shè)備