临涣焦化股份有限公司 安徽淮北 235100
摘要：焦化配煤智能制造已成为焦化行业技术提升和行业升级的主要方向，在环保、安全、节能、增效等方面，通过引入智能制造概念，全方位打造焦化配煤智能制造已经成为国内大型焦化企业的发展方向。
关键词：智能配煤；自动化；集中控制
1概述
1.1项目背景
我公司一期、二期是符合焦化产业装备一流、环保一流、节能一流的高标准示范项目。一期工程220万吨焦化部分于2005年6月开工建设，按照国际最高标准设计主要生产装备和工艺，采用4×55孔6米JN60型焦炉。二期工程规模为年产焦炭220万吨采用4×55孔6米JN60型焦炉。
1.2焦化配煤皮带智能制造
焦化配煤智能制造已成为焦化行业技术提升和行业升级的主要方向，在环保、安全、节能、增效等方面，通过引入智能制造概念，全方位打造焦化配煤智能制造已经成为国内大型焦化企业的发展方向。
1.3我公司智能配煤皮带
智能焦化配煤皮带的建设是一个长期的、系统的、集中的技术升级过程，整体框架的指导有助于各实施项科学搭配、有效融合。广泛引入智能控制、大数据、虚拟化技术等先进技术，实现智能化焦化的发展目标是我公司的发展方向。
为了实现生产过程智能化，提高生产自动化技术水平，全车间自动化需科学布局、统一规划，本方案采用一套基于覆盖全厂的集中的基础自动化层级系统，应用智能化技术的优化控制级，应用大数据技术、信息化技术、互联网技术的智能管理级，按照国家最新安全生产标准和规定设置的安全生产级，有效提升生产及管理水平，实现一个多层级的管控系统。
2总体方案
2.1基础自动化级
随着自动化技术的不断提高，配煤皮带集中控制已经逐步成为焦化生产企业自动化系统结构建设的主流思路。控制系统集中控制有利于生产效率提高、降本增效，有利于生产人员科学分配、减少岗位冗杂配置，是目前较为先进的控制方案。
2.2优化控制级
生产过程优化级控制主要应用先进控制理论及自动化装置，优化生产控制，提高自动化水平，增加生产效益。优化控制是对控制级升级，以无人操作、节能环保、安全生产为目标，通过创新驱动“智造”控制升级。
2.3生产智能管理级
焦化配煤皮带生产智能管理级运用先进的工业私有云和大数据技术，以配煤皮带生产管理网络为核心，控制级网络（包含基础自动化和优化控制）为基础，建立配煤皮带生产控制和管理一体化的网络系统，主要用于实现配煤皮带生产智能管理。
2.4安全生产级
安全生产是技术升级的根本，国家最新法律法规对安全要求更为完整，技术升级必须以安全生产为基础。
3基础自动化级
3.1改造目标
1）全车间大集中控制
合并控制室，设置全车间唯一集中控制室（以下简称主控室），整合操作站设置。根据生产工艺要求，合并相关联工段操作站。全车间网络系统统筹规划，形成环网全覆盖。新建现代化主控室，统一各系统设备规格，打造数字化主控室。
2）升级控制系统，优化整合应用软件
老旧控制系统进行改造升级，统一品牌，合并系统。优化控制系统应用软件，统一操作风格，减少操作工作量。
3.2技术方案
3.2.1系统配置
我公司一期、二期配煤工程中，采用了西门子、施耐德等工控平台。为了确保生产过程安全稳定进行，发挥各装置的最大经济效益，各系统整合过程中逐步根据生产需求统一品牌系列控制平台进行控制，对于工艺操作所需要的各种操作参数均引至计算机控制系统，并视其重要程度分别进行指示、调节、记录、积算、报警及联锁等，实现过程控制、顺序控制和逻辑控制。
3.2.2控制系统升级
一期备煤系统更换为西门子PLC控制系统，采用S7-400H冗余控制器，下挂ET200M分布式I/O站。系统控制器双机热备互为冗余，DP-Profibus双网配置，运行稳定可靠，维护方便成本低。
3.2.3实施步骤
1）各控制系统位置不变，打通全车间网络，所有操作站进入新建主控室。网络设置环网结构。
2）升级一期备煤系统为西门子系统，增加堆取料机远程联锁，增加自动布料系统。
3）各分区应用软件优化升级，统一风格（操作风格统一，专业名称及动画统一）。
4）打造数字化主控室。
3.3控制系统应用软件
控制系统应用软件优化主要功能有：完成生产工艺操作所需要的各种参数检测及设定，执行设备状态监视、故障报警显示，根据操作人员的人工操作，完成工艺设备的自动控制。根据控制系统升级整合，统一应用软件风格，模块化编程。
为实现控制系统一致性，确保操作风格统一，系统应用软件开发全部使用模块化开发，按照工艺要求，相同设备从控制逻辑、画面操作面板、报警及趋势记录均采用项目模板开发。
4优化控制级
4.1智能皮带监视系统
4.1.1系统概述
智能皮带监视系统利用机器视觉系统和皮带运行速度信息相结合，分别对皮带和装运的物料进行实时的检测。当有异常出现时自动报警并弹出问题照片和语音两种方式提醒操作工作人员进行检查及时停机，如有皮带撕裂发生可在3秒内给出自动停车信号，最大限度的避免生产事故、减少经济损失。
4.1.2技术方案
智能皮带监视系统在皮带机尾滚附近安装1套高清摄像机组件，对皮带状态进行实时检测，利用机器视觉识别系统，结合皮带运行速度信息，分别对皮带及其装运的物料进行实时的检测。主要功能包含：
料种自动判断，防混料；
对料流情况实时检测，并转化为控制信号进入PLC系统；
监视皮带跑偏、撕裂、打滑、破损，来料异物等情况，自动识别报警或联锁；
当有异常出现时自动报警并弹出问题照片和语音两种方式提醒操作工作人员进行检查及时停机。
4.1.3技术特点
本系统是基于机器视觉技术对皮带运行状态和物料情况进行在线检测，与以往的皮带检测技术不同的是，取代了各种接触式和非接触式的各种传感器，全部采用机器视觉技术，可以直观的看到图像上设备的运行情况，而且对设备状态进行智能分析，具有故障率低和使用成本低的优势。而且，在现在成本压力巨大的情况下，采用该系统可以最大化的解放劳动生产力，达到减员增效的目的。
4.2智能巡点检系统
4.2.1系统概述
人工巡点检效率低，巡点检数据无法进行有效挖掘。巡点检管理系统（提供数据管理分析功能、路径规划功能）、APP、巡点检信息化设备、无线AP覆盖，实现智能巡点检，提高巡点检效率，对故障进行预判。
4.2.2系统功能
自动操作代替人工操作，要真正提升生产技术水平，需对巡检工作进行优化，为提高巡检效率，减少运行故障，优化人力资源，建立巡检管理系统显得尤为重要。
目标功能：
1）分析设备状态等级信息，制定巡检、维修计划；
2）整合原有点检系统，巡检工管理；
3）对设备管理系统反馈设备巡检、故障、维修信息；
3）预留向移动设备发布设备故障报警信息的接口模块。
巡点检系统根据设备运行管理系统制定科学的巡检计划，将原有无目的巡点检改为有目的巡检，将故障处理变为故障预防，本系统将人与设备的关系进行科学分配。
4.3智能巡检机器人
智能巡检机器人，移动式智能监控机器人，是智能巡检的重要设备之一。其设计为一款可长距离水平方向运动、智能型、监控摄像设备搭载平台系统，可挂载音视频采集设备、气体报警与分析设备、温控检测设备、红外热成像设备、自动化机电设备等，具有综合巡检功能。
其基本设功能包括：
1）长距离移动方式的视频信号采集功能；
2）对重点监控对象地理位置的记忆功能；
3）自动智能巡检监控对象位置的功能；
4）智能追踪、报警、对讲、变速、感应规避障碍；
5）误差小于5mm的精确定位功能。
5结语
全文通过对我公司项目背景、总体方案，技术方案，优化控制级各方面的分析，焦化配煤智能制造已成为焦化行业技术提升和行业升级的主要方向，希望我国大型焦化企业能发展的更壮大。
参考文献：
[1]霍东芝. 焦化配煤自动化控制系统优化设计[J]. 机械管理开发. 2019，34（03）217-219