国家能源神东煤炭集团有限责任公司 陕西榆林 719000
摘要:智能化选煤厂建设离不开智能控制和智能配电装置。目前国内很少采用现场总线的配电控制系统，其主要原因是总线型智能装置的缺失。通过智能化改造，实现对选煤厂低压配电系统的优化改造。改造后能够实现选煤厂配电室的无人值守和智能化远程操作，有助于降低作业强度，提高配电系统的可靠性。
关键词：选煤厂；低压配电系统；智能化改造
选煤厂基本实现了自动化，但生产管理需要人工全过程参与，高度依赖人工经验，信息多还采用纸质文档进行记录和传递，在信息化、智能化建设方面比较滞后。通过调研，确定选煤厂智能化升级可在提高生产效率、降低劳动强度、节约电力成本、降低维修费成本、稳定产品质量以及提高产品回收率等方面带来可观的经济效益。
一、选煤厂配电系统现状
目前选煤厂主要以带式运输机、泵、振动筛等低压电机设备为主，通过接触器控制设备的运行及停止。选煤厂配电系统对于运行设备的电气保护以断路器和电机保护器组合为主，甚至部分选煤厂仍在使用热继电器保护电机。相较于石油化工等其他行业，配电系统的信息化程度较低。另外，早期建设的选煤厂由于改建、扩建等原因，配电室数量多，分布分散，维护巡检任务繁重。这样就造成选煤厂配电系统故障排除难度大、停送电周期长、电气人员冗余等问题。因此构建智能化无人值守配电室，实现选煤厂智能化成为发展的必然趋势。
二、选煤厂智能化规划方向
选煤厂智能化建设的本质是利用工业控制的智能化、数字化以及信息通信技术，通过生产设备的互联互通，基于大数据分析的决策支持，实现生产过程的实时监控和智能管理与控制，从而实现生产管理的深刻变革和管理模式的再造，达到提质增效的目的，全面提升企业的竞争力。全厂区无线覆盖是智能化建设中人机、设备互联互通的前提，根据项目无线覆盖的要求，方案通过实地无线地勘，结合场区实际情况，将无线网络延伸至场区地面的每个角落，实现通过移动智能终端随时监测设备及生产状况。
三、智能配电系统的特点
(1) 智能配电控制系统仅仅采用了具有DP总线功能的ET201单元和FMCU智能测控装置，就完成了设备的运行、监测和控制等功能，系统构架极为简单，循环时间极短，测量参数完善，功能齐全。(2)ET201单元和FMCU智能测控装置是构成智能配电控制系统的关键部分。(3)ET201单元是现场总线控制系统的网络节点，承上启下，兼具控制。(4)智能测控装置具有齐全的电动机智能保护和控制功能，监测电机过流、欠流、断相、堵转、短路、过压、欠压、漏电及三相不平衡状态监测控制。(5)测控装置除了保护功能外，还有8路IO接口参与控制，对断路器、接触器等电气部件进行超温监控控制;计量和统计每台设备的用电量，测量功率因数;检测每台设备的超前漏电和运行中漏电情况;检测所控回路带电量。(6)重要设备的运行温度、风压、振动数据，借助云平台通过工控网传输到控制室，纳入自动化系统监控;通过云平台传输到管理人员手机，便于管理人员实时监控。(7)现场总线控制系统是智能化配电控制最有效的系统，系统全数字化传输，运行速度快，某选煤厂智能配电控制系统循环时间小于65ms。(8)系统设计、施工和维护变得简单、省时、便捷。
四、选煤厂低压配电系统改造措施
1. 配电柜巡检的无人化
配电室巡检，可以及时有效地发现或确定设备缺陷和隐患，是确保选煤厂正常生产工作不可或缺的一项重要环节。
而配电系统智能化的主要目的是为了减员增效，实现配电室无人值守。因此，在改造方案中提出采用智能巡检机器人替代传统人工实现配电室无人值守巡检监测工作。智能巡检机器人系统主要由基础平台、巡检机器人、巡检监测数据、可视化等子系统组成。基础平台包括平台硬件和平台软件，通过配置网络通信设备提供各子系统相互之间通信的能力;平台软件主要由综合管理、数据统计分析、告警管理等功能组成。智能轨道式巡检机器人，主要由机器人主体、轨道系统以及整合各类传感器和监测设备;通过对控制系统、信号系统、机械系统、成像系统、预警系统等智能化集成，实现各种自动化巡检任务的执行。巡检数据包括由多类传感器和可见光摄像机、红外热成像仪等监测模。智能巡检机器人的优势在于可以自动完成各类设备的运行状况巡检，通过通信网络将配电室现场实时监控画面及相关数据传送给后台监控系统，巡检过程无需人工参与，不受环境危险恶劣因素影响，从而达到快速、准确、高效地完成巡检工作。
2. 建构网管式停送电管理流程
想要提升系统远程停送电的可靠性和安全性，则需要建构新的停送电管理制度。针对这一问题，在完善网络构架和系统信息链基础上实现对网管式停送电管理流程的设计。在这一流程中，结合传统工作票机制，通过网络通讯下发、首选以及操作等相关指标，也可以获取指令反馈和记录事件过程。维修人员在现场实施维修过程中发出停电申请后，调度员可以在系统中输入设备代号、申请人信息等，软件会自动生成时间以及授权，同时将其发送到电维修值班室，工作人员确认后则可以对其实施设备分闸操作。在此过程中，组态软件也可以对其操作过程自动记录，对其挂牌后，自动累加挂牌次数。工作人员完成相关操作后，可以给调度人员回复操作指令，上位机在接到指令后自动调度刷新复命，且对其过程自动记录，现场人员可以依照指令在现场进行检验，确定停电后确认即可。完成现场设备维修工作后，维修人员可以发出送电试车申请，值班室同时会收到调度员发出的送电指令和授权，值班人员即可以摘牌，系统会自动减去挂牌次数。如果最后挂牌次数不是零，值班人员可以发出回复消息，并不用对其实施远程操作，次数为零情况下即为维修工作已完成，能够进行远程合闸操作，实施试车确认。
五、应用效果
低压配电系统智能化改造已经在某某选煤厂投入了运行。运行效果如下:1.(1)集控和云传输系统将风选鼓风机和引风机的风压和风量传输到控制系统，生产过程中对运行风力的监控和调节，提高了风选精度和效率，提高了选煤效率，增加了经济效益。(2)控制系统设计大大简化，仅仅2根DP通讯线贯穿配电柜。节省安装工程及线缆万米以上，节省费用20万元以上。(3)采用FCS比DCS系统减少了I/O接口模块50台左右，节省采购费用30余万元。(4)智能化电机保护器比传统电机保护能够提供更多的保护数据，工业以太网协议的支持提供了较传统协议更高的传输速率，让用户能够准确、快速地采集自己需要的数据，确保设备的正常运行。(5)设备供电回路远程分合闸运行时，智能巡检机器人能够自动跟踪监视到设备回路，实现远程监视设备回路供电状态，确定设备回路的可靠供电。通过运行表明，3个低压配电智能化改造措施相互配合，监控管理效果理想，能够提供有效、安全的配电管理，达到了洗煤厂生产能力要求，提高了供电系统的安全性、可靠性。
结语
在某选煤厂低压配电系统实施智能化改造设计后，显著提升了系统操作的自动化水平，实现了远程监控。该系统具有智能化程度高，系统易构、保护功能强大，系统运行速度快等特点，支持大数据所需的多种数据信息交换，根据市场的这种需求，众多厂家也根据目前的实际情况，提出了自己的智能化改造方案。
参考文献
［1］刘志鹏.智能化选煤厂无人值守高低压配电室的探讨[J].矿业装备，2020（01）：118-119.
［2］王宇涵.基于罗克韦尔E300的智能配电系统在选煤厂的应用[J].煤炭加工与综合利用，2019（10）：8-10.