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选煤厂MES系统设计与实践

2021/7/10    来源:互联网    作者:栗超      
关键字:选煤厂  MES系统  生产计划  
本文提出选煤厂MES系统设计与实践研究,分别对系统的软件和硬件进行设计,以期对实际生产具有一定的应用价值。
0 引言

       随着我国对于煤炭资源的不断开发,对其加工生产也提出了新的要求,保质保量成为其中的关键要求之一。近些年来,MES(Manufacturing Execution System)逐渐被越来越多企业所使用,其通过信息传递使生产过程能够透明化,并对生产过程中的数据及事件及时反馈,提供正确导引;对变化快速做出反应,减少无附加值的输出,使生产作业更加高效。除此之外,当出现异常事件时,MES系统利用实时数据进行指导和处理,提高工作效率。基于此,本文提出选煤厂MES系统设计与实践研究,分别对系统的软件和硬件进行设计,以期对实际生产具有一定的应用价值。

1 选煤厂MES系统硬件设计

       为提高选煤厂的任务执行能力,本文以某选煤厂为例,进行了MES系统设计研究,该选煤厂选煤初筛规格标准为50mm,精筛规格为13mm,共有两台浅槽,两台带式输送机,整个选煤厂煤泥全部厂内回收,内部形成闭路循环。

       1.1 设备参数监测装置

       为了对选煤厂的MES系统的实际运行情况进行有效监测,保证设备的稳定运行,需要对选煤厂设备温度、振动参数进行实时自动获取,本文采用在主要设备上安装温度、振动传感器的方式对设备的运行参数进行监测,并对获取的数据结果上传至移动控制终端进行统计分析,在此基础上,完成关于设备健康状态的智能管理[3]。同时,移动控制终端对异常数据进行快速自动分析,实现对设备的健康状态评价,判断故障位置及原因,实现智能在线监测代替人工检测,提高检测效率的同时,可以有效降低选煤厂的人力成本投入。

       1.2 数字配电装置

       为了实现选煤厂停送电申请流程化管理,需要对现有高压柜进行改造,在所有高低压配电室安装多媒体显示终端、人员门禁机,建设选煤厂的高、低压停送电管理平台。其中高压柜的停送电操作宜具有分、合闸远程控制功能,应具有供电系统供电回路故障诊断功能。

       同时,数字配电装置可有效提高在车间出现异常事故时的安全保障,实现电源的远程,智能化控制。

       1.3 视频监测装置

       上述设备主要是针对选煤厂安全的设计,在实际生产过程中,产品质量也是不可忽视的重要环节。因此,为提高选煤厂在运行过程中对产品质量的控制,在混煤胶带机处安装大块煤识别防爆筒型摄像机,通过智能识别技术,对落在胶带机50mm以上大块煤进行识别,用以反映出上游分级筛筛板是否存在破损或脱落的现象,以降低或者减少对煤质事故的影响,实现煤块超粒度识别和报警,实现智能化的煤块质量监测。

       同时,通过应用智能视频识别技术、机器学习技术,在移动控制终端建立巡检平台,在重点设备、区域安装摄像机,用以进行不安全状态(未戴安全帽、人员倒地)、不安全行为(越界监测)、跑偏识别、温度监测,并将监测数据传输至移动控制终端,对行为进行分析及预警,以此提高选煤厂安全运行的可靠性。

       1.4 照明设施及人员定位装置

       在满足生产安全和质量的基础上,资源投入的利益最大化是选煤厂运行的关键之一。为实现选煤厂生产需求与投入的合理化,要根据实际生产情况对全厂区内的照明及人员配置进行合理管理。本文通过采用无线通讯方式实现照明远程管理和人员定位管理。安装具备远程通信及定位功能的LED智能照明灯具,可通过移动控制终端,结合数字配电装置,对其照明灯具电源的通断进行控制,在满足生产需求的条件下,降低资源投入。

       同时,通过以人员定位卡对人员出勤及到岗情况进行监督,解决在人员考核方面存在的困难。以此实现在满足生产需求的同时,降低选煤厂的资源投入,提高经济效益。

       1.5 移动控制终端

       本文对设备的监测、配电装置的改造、视频监测摄氏度应用以及照明和人员的布置,其最终的数据分析及决策都是建立在移动控制终端上的。通过在选煤厂搭建5G数据、通讯传输专用网络,为移动终端的控制提供环境条件,并根据选煤厂的实际情况,采购所需数量的移动终端产品,实现移动控制。通常情况下,选用服务器为DELL R710 CPU四核酷睿志强E5570 2.93G,4G内存,硬盘5×500GSATA的终端配置即可满足使用需求。

       对于数据传输专用网络,要求其能承载自动化移动控制系统、业务办公数据传输、视频传输、语音对讲、集群通信、多媒体调度功能。可以实时接收由不同设备发送的数据信息,并及时发送出移动终端下达的控制命令,确保选煤厂内MES系统的稳定运行。

2 选煤厂MES系统软件设计

       在上述硬件环境基础上,在操作系统为Windows Server 2019;数据库平台为Oracle Database 12c;开发工具为Visual studio 2019的软件环境中对系统软件进行设计。

       MES系统功能主要由设备管理模块、电源管理模块、设备管理模块、照明管理模块、人员管理模块、决策模块组成,基本模块构架如图1所示。

选煤厂MES系统模块构架

图1 选煤厂MES系统模块构架

       系统采用B/S的应用架构,决策模块在完成数据同步的同时,通过网络获得即时通讯能力,对接收到的不同模块传输的数据信息进行分类,建立数据库,并在数据库内完成信息的快速读写和数据交互,以满足设备交互中大批量数据的并发采集和读写需求,并通过这种方式,对设备管理模块和照明管理模块的异常温度、振动等数据进行及时识别,通过电源管理模块间接对设备进行控制,以此实现提高车间运行的安全性和可靠性。电源管理模块通过决策中心实现其无纸化审批操作,将其实时负荷运行参数,电能质量,能耗分析和员工停送电申请上传至决策中心,作为其根据对选煤厂生产停送电控制的依据;人员管理模块将定位卡打卡信息直接上传至决策中心数据库,以月为单位对其进行通过分析,并以此作为考核输出结果的依据,以此降低人员考核方面的时间投入。

3 结束语

       本文提出的选煤厂MES系统设计与实践,通过加强对选煤厂监测设备和智能化程度进行设计,在安全生产的基础上,提高了生产计划的执行效率,并降低生产成本的投入,对于选煤厂的节能增效改造具有较高的实际应用价值。
责任编辑:程玥
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