中煤陜西公司綜合調(diào)度管理系統(tǒng)的信息化建設(shè)

竇宏騰 白林(中煤陜西榆林能源化工有限公司，陜西 榆林 719000)

0 引言

近年來(lái)，中煤陜西公司在企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度信息化建設(shè)方面開(kāi)展了一系列重要舉措，一方面，利用綜合調(diào)度管理系統(tǒng)全面掌握生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場(chǎng)高清視頻監(jiān)控、人員GPS 定位、5G 無(wú)人機(jī)巡檢、熱成像等方式，實(shí)現(xiàn)一體化調(diào)度管理。另一方面，利用4G 網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場(chǎng)檢修、受限空間、高空作業(yè)傳輸?shù)揭曨l監(jiān)控終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢修、安全作業(yè)全方位管控。

1 綜合調(diào)度管理建設(shè)的目的

中煤陜西公司綜合調(diào)度管理系統(tǒng)信息化建設(shè)的目的就是將各類(lèi)信息進(jìn)行采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)分析，為決策效益服務(wù)，有效提高生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)和管理的水平，強(qiáng)化和完善企業(yè)能源評(píng)價(jià)，提高工作效率，具有良好的作用和效果。系統(tǒng)更加人性化、智能化，最終實(shí)現(xiàn)煤炭、煤化工、鐵路調(diào)度目標(biāo)，保證生產(chǎn)、安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)信息化與工業(yè)化的融合也為綜合調(diào)度系統(tǒng)的建設(shè)提供了幫助，使得公司調(diào)度相關(guān)業(yè)務(wù)逐漸建立成為一體化調(diào)度體系。

2 綜合調(diào)度管理系統(tǒng)構(gòu)架

陜西公司綜合調(diào)度管理系統(tǒng)主要功能是將煤礦、化工生產(chǎn)、鐵路運(yùn)輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行集中，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的匯總、統(tǒng)計(jì)、分析及現(xiàn)場(chǎng)高清視頻監(jiān)控等過(guò)程，使之指標(biāo)化、系統(tǒng)化、可視化，實(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)和安全狀況，為生產(chǎn)決策和日常管理提供依據(jù)。針對(duì)中煤陜西公司涉及業(yè)務(wù)較廣，綜合調(diào)度系統(tǒng)以“生產(chǎn)、計(jì)劃調(diào)度管理”+“監(jiān)測(cè)監(jiān)控、應(yīng)急指揮管理”形式的管理，總調(diào)度室負(fù)責(zé)監(jiān)督各單位生產(chǎn)計(jì)劃的執(zhí)行與完成情況，合理、有效地組織、協(xié)調(diào)生產(chǎn)。

2.1 綜合調(diào)度管理系統(tǒng)功能架構(gòu)

綜合調(diào)度管理系統(tǒng)劃分為三個(gè)板塊，分別為煤炭板塊、化工板塊和系統(tǒng)板塊。后續(xù)增加了鐵路板塊，逐漸形成了中煤陜西公司煤炭、化工、鐵路一體化綜合調(diào)度管理系統(tǒng)。煤炭、化工、鐵路板塊包括：生產(chǎn)調(diào)度管理、生產(chǎn)計(jì)劃管理、監(jiān)測(cè)監(jiān)控管理、應(yīng)急指揮管理等內(nèi)容。生產(chǎn)調(diào)度管理信息平臺(tái)構(gòu)架如圖1。

2.2 生產(chǎn)調(diào)度管理

生產(chǎn)調(diào)度管理模塊是系統(tǒng)最基礎(chǔ)的功能，包括調(diào)度通知、調(diào)度基礎(chǔ)信息、調(diào)度日、月、季、年報(bào)，用于日常生產(chǎn)調(diào)度工作的維護(hù)和管理，系統(tǒng)能夠?qū)⑺鶎俑鲉挝坏臄?shù)據(jù)接入系統(tǒng)，快速、高效對(duì)數(shù)據(jù)核對(duì)及校驗(yàn)。

對(duì)于調(diào)度日常工作，系統(tǒng)中各個(gè)頁(yè)面可了解各單位生產(chǎn)的整體情況。運(yùn)行情況用于記錄煤礦各工作面、洗煤廠、鐵路運(yùn)輸、卸車(chē)、化工各生產(chǎn)裝置的運(yùn)行情況以及存在的問(wèn)題。警戒線管理是對(duì)各種指標(biāo)完成情況進(jìn)行分析，當(dāng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)低于或超出正常范圍，需要進(jìn)行提示和報(bào)警。目前陜西公司綜合調(diào)度管理系統(tǒng)在生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)中已應(yīng)用MES 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了化工全廠、裝置綜合能耗、裝置收率、產(chǎn)品產(chǎn)量、產(chǎn)品質(zhì)量、裝置非計(jì)劃停工、裝置平穩(wěn)率等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的動(dòng)態(tài)展示。系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)績(jī)效指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、預(yù)警、計(jì)算、對(duì)比分析，為企業(yè)的量化考核和對(duì)標(biāo)工作提供數(shù)據(jù)支持。同時(shí)實(shí)現(xiàn)歷史指標(biāo)對(duì)標(biāo)排序，與業(yè)界先進(jìn)指標(biāo)的對(duì)標(biāo)等，分析差距，明確改進(jìn)方向。

圖1 生產(chǎn)調(diào)度管理信息平臺(tái)構(gòu)架

2.3 生產(chǎn)計(jì)劃管理

生產(chǎn)計(jì)劃管理根據(jù)各單位月度、年度生產(chǎn)計(jì)劃錄入系統(tǒng)，本月錄入下月的月度計(jì)劃，月度計(jì)劃審核通過(guò)以后，自動(dòng)生成日計(jì)劃、周計(jì)劃計(jì)劃。同時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳集團(tuán)公司信息系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)中的計(jì)劃數(shù)量可以和實(shí)際情況進(jìn)行對(duì)比，掌握計(jì)劃的完成情況。

2.4 監(jiān)測(cè)監(jiān)控管理

監(jiān)測(cè)監(jiān)控管理模塊是對(duì)煤礦、化工生產(chǎn)、鐵路運(yùn)輸最直觀、最全面的實(shí)時(shí)信息匯總。該模塊包括報(bào)警功能、視頻監(jiān)控、流程監(jiān)測(cè)、人員定位、質(zhì)量監(jiān)測(cè)、日常分析、庫(kù)存監(jiān)測(cè)、環(huán)保監(jiān)測(cè)等。

在原有霍尼韋爾安防監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，新增高清視頻監(jiān)控直接連接至綜合調(diào)度管理系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)、井下生產(chǎn)和關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行畫(huà)面，視頻監(jiān)控畫(huà)面可以實(shí)時(shí)切換，方便將廠區(qū)和主要設(shè)備的監(jiān)控視頻集成到系統(tǒng)中來(lái)。質(zhì)量監(jiān)測(cè)通過(guò)LIMS 系統(tǒng)獲取每日產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可以通過(guò)系統(tǒng)查詢每日的產(chǎn)品質(zhì)量，也可以查詢一段時(shí)間某產(chǎn)品的質(zhì)量波動(dòng)情況，系統(tǒng)對(duì)工藝過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘與分析，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量控制前移，及時(shí)預(yù)判產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)展趨勢(shì)，做到快速指導(dǎo)生產(chǎn)。人員定位基于現(xiàn)場(chǎng)4G 網(wǎng)絡(luò)，采用GPS 技術(shù)采集人員位置信息，實(shí)時(shí)了解井下、化工廠區(qū)員工的地理位置，并在在系統(tǒng)中顯示具體人員行進(jìn)軌跡。環(huán)保監(jiān)測(cè)是通過(guò)從DCS 采集數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)化工鍋爐氮氧化物、粉塵、SO2排放氣體含量。

2.5 應(yīng)急指揮管理

中煤陜西公司應(yīng)急指揮系統(tǒng)平臺(tái)作為綜合調(diào)度管理系統(tǒng)的一部分，應(yīng)用先進(jìn)的工控智能裝備、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、模擬仿真技術(shù)、地理信息可視化展示呈現(xiàn)平臺(tái)，通過(guò)信息化的手段打造集安防、消防、氣防、調(diào)度指揮一體化綜合應(yīng)急聯(lián)動(dòng)指揮平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)預(yù)警自動(dòng)化、應(yīng)急資源調(diào)度信息化、應(yīng)急救援管理信息化、應(yīng)急救援指揮可視化的安全管理。中煤陜西公司應(yīng)急指揮系統(tǒng)架構(gòu)如圖2。

在綜合調(diào)度管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，總調(diào)度室還增加了可視視頻電話、語(yǔ)音調(diào)度平臺(tái)作為輔助，通過(guò)已經(jīng)建立的應(yīng)急預(yù)案庫(kù)，應(yīng)急決策人員可以方便、快捷的從系統(tǒng)中搜索和查閱與此類(lèi)事件相似的預(yù)案，供應(yīng)急人員調(diào)度指揮時(shí)參考。系統(tǒng)對(duì)各種預(yù)案添加了種類(lèi)豐富的標(biāo)簽(危險(xiǎn)化學(xué)物品泄露、著火、爆炸、中毒、機(jī)械損傷等)，方便進(jìn)行各種查詢。

3 綜合調(diào)度管理系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)用情況

3.1 生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)范化

下屬單位數(shù)據(jù)填報(bào)報(bào)表信息直接上傳到綜合調(diào)度管理系統(tǒng)，調(diào)度員在系統(tǒng)里審核煤礦、化工生產(chǎn)、鐵路運(yùn)輸數(shù)據(jù)，檢查確認(rèn)后一鍵上傳集團(tuán)公司，保證了陜西公司與集團(tuán)公司信息暢通，而且各類(lèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理。綜合調(diào)度管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了調(diào)度日?qǐng)?bào)表、交接班日志、領(lǐng)導(dǎo)值班日志無(wú)紙化辦公，實(shí)現(xiàn)電子交互形式文字編輯、保存、演示等功能的無(wú)紙化。

3.2 監(jiān)測(cè)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)全覆蓋

監(jiān)測(cè)監(jiān)控應(yīng)用成效：(1)高清視頻監(jiān)控畫(huà)面安裝在不同的監(jiān)控點(diǎn)，通過(guò)隔爆攝像頭呈現(xiàn)即時(shí)，調(diào)度員可以實(shí)時(shí)工作指揮和調(diào)度，縮短了反應(yīng)處理突發(fā)事件的事件，有效提高了工作效率；(2)人員定位已應(yīng)用于化工、煤礦生產(chǎn)，通過(guò)人員定位系統(tǒng)了解當(dāng)前井下、化工現(xiàn)場(chǎng)人員分布情況，還可以查詢?nèi)藛T的軌跡、行走路線、停留時(shí)間等功能；(3)化工主參數(shù)指標(biāo)表顯示的數(shù)據(jù)作為調(diào)度員判斷化工生產(chǎn)是否正常的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較，當(dāng)出現(xiàn)偏差時(shí)會(huì)顯示不同顏色提示；(4)在現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)火、高空、受限空間特種作業(yè)，應(yīng)用移動(dòng)視頻監(jiān)控設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控作業(yè)過(guò)程，及時(shí)、全面了解作業(yè)人員的情況；(5)危化品罐區(qū)泄漏后泄漏區(qū)域可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)后系統(tǒng)可以計(jì)算滅火器使用量，提供避險(xiǎn)路線。

3.3 參觀展示模式

綜合調(diào)度管理系統(tǒng)設(shè)有參觀展示模式，當(dāng)有領(lǐng)導(dǎo)視察、接待、參觀等情況，該模式可以很好地將公司各版塊生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)顯示在大屏幕上，同時(shí)也可以查看各生產(chǎn)單位的數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)畫(huà)面。

3.4 華為云應(yīng)用

中煤陜西公司利用華為云數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息管理與統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)管控和可視化管理，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分離，了解生產(chǎn)的總體狀況，為企業(yè)管理統(tǒng)計(jì)分析和決策性工作提供數(shù)據(jù)分析和輔助決策功能。

圖2 中煤陜西公司應(yīng)急指揮系統(tǒng)架構(gòu)

3.5 無(wú)人機(jī)應(yīng)用

中煤陜西公司已率先在陜西省實(shí)現(xiàn)“5G+工業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用”場(chǎng)景應(yīng)用，搭載4K 高清攝像頭的無(wú)人機(jī)通過(guò)5G 網(wǎng)絡(luò)將煤化工空分裝置、氣化裝置的4K 高清視頻信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸?shù)焦究傉{(diào)度室大屏。此外無(wú)人機(jī)也可在應(yīng)急救援中發(fā)揮作用，園區(qū)一旦發(fā)生爆炸、火災(zāi)、泄漏事故，現(xiàn)場(chǎng)人員在不了解實(shí)際情況的條件下，貿(mào)然進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)是非常危險(xiǎn)的，利用無(wú)人機(jī)可偵查現(xiàn)場(chǎng)火勢(shì)，也可以通過(guò)無(wú)人機(jī)攜帶檢測(cè)儀器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)有毒有害氣體進(jìn)行檢測(cè)，清晰的圖像和檢測(cè)的數(shù)據(jù)為地面人員提供了保障，降低了救援人員的危險(xiǎn)系數(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)

中煤陜西公司總調(diào)度室綜合調(diào)度管理系統(tǒng)應(yīng)用已初見(jiàn)成效，但也只是邁出了信息化建設(shè)的第一步，未來(lái)還有很多方面需要不斷完善。例如數(shù)據(jù)分析結(jié)果如何更好指導(dǎo)生產(chǎn)，新技術(shù)更好發(fā)揮作用。

(1)巡檢機(jī)器人?；@區(qū)裝置規(guī)模較大，在危險(xiǎn)環(huán)境中或應(yīng)急救援中使用化工巡檢機(jī)器人是一種不錯(cuò)的選擇，巡檢機(jī)器人一般攜帶可見(jiàn)光CCD 攝像機(jī)、紅外成像儀、高保真監(jiān)控拾音器等采集設(shè)備，以自主或遙控的方式，在無(wú)人值守或少人值守的環(huán)境進(jìn)行巡檢?？杉皶r(shí)發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，規(guī)避設(shè)備運(yùn)行隱患，真正做到提高工作效率和巡檢質(zhì)量，有效推進(jìn)無(wú)人值守區(qū)域的進(jìn)程。

(2)智能手環(huán)應(yīng)用。未來(lái)智能手環(huán)不僅僅是運(yùn)動(dòng)佩戴，新型智能手環(huán)配有多種功能，心率監(jiān)測(cè)、一鍵呼叫、定位、振動(dòng)、可燃?xì)怏w報(bào)警等功能，現(xiàn)場(chǎng)人員在一個(gè)區(qū)域停留過(guò)久，手環(huán)會(huì)自動(dòng)提醒，當(dāng)遇到緊急情況可與控制室人員通話。

(3)建立5G 監(jiān)控系統(tǒng)。借助5G 大帶寬技術(shù)，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)多視角高清視頻到遠(yuǎn)程控制室的視頻回傳更加穩(wěn)定，運(yùn)行更加順暢，5G 網(wǎng)絡(luò)也可以很好地支持人員定位。依托5G 技術(shù)，融合GPS、人臉識(shí)別、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，打造智能化礦井、智慧工廠。

(4)智能化礦井建設(shè)。井下綜采工作面采用智能化生產(chǎn)控制技術(shù)，對(duì)綜采工作面設(shè)備實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化集中控制。建設(shè)煤礦智能化管控信息平臺(tái)，推廣應(yīng)用井上井下無(wú)線終端平臺(tái)，完善工業(yè)環(huán)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各子系統(tǒng)的集中操作、集中監(jiān)控和統(tǒng)一調(diào)度。