洗煤廠機(jī)電設(shè)備智能化與信息化技術(shù)分析

＊李景峰

（山西汾西礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司洗煤廠 山西 032000）

在洗煤廠生產(chǎn)過程中，通常需要諸多機(jī)電設(shè)備同時(shí)運(yùn)行，各機(jī)電設(shè)備都是獨(dú)立系統(tǒng)，其中涉及大量構(gòu)件，包括操作構(gòu)件、保護(hù)構(gòu)件及附屬構(gòu)件等。所以洗煤廠機(jī)電設(shè)備檢查管理和維修保養(yǎng)的工作量往往較大，尤其在洗煤廠生產(chǎn)規(guī)模逐漸加大的當(dāng)下，以往采用的機(jī)電設(shè)備管理模式已無法滿足管理要求，因而需要探索更為高效、更為便捷的管理方式?；诖耍嚓P(guān)人員應(yīng)積極運(yùn)用智能化技術(shù)和信息化技術(shù)來創(chuàng)新機(jī)電設(shè)備管理手段，解決以往管理模式存在的不足，以此提高機(jī)電設(shè)備管理效率和效果，有效保障機(jī)電設(shè)備運(yùn)行安全性、可靠性。

1.洗煤廠機(jī)電設(shè)備智能化與信息化的優(yōu)勢

目前，我國洗煤廠生產(chǎn)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，車間機(jī)電設(shè)備工作量日益提高，在機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過程中，較易發(fā)生維修不足或維修過剩的問題。通常而言，機(jī)電設(shè)備管理工作要貫穿設(shè)備采購、設(shè)備使用直至設(shè)備報(bào)廢的全過程，管理內(nèi)容較多，包括設(shè)備入檔、設(shè)備操作技術(shù)培訓(xùn)、設(shè)備運(yùn)行使用、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)、設(shè)備故障處理及設(shè)備報(bào)廢等，會(huì)形成諸多數(shù)據(jù)文件。

在以往機(jī)電設(shè)備管理中，所采用的管理手段較為落后，通常以紙質(zhì)方式記錄管理數(shù)據(jù)，存在數(shù)據(jù)信息更新速度較慢、數(shù)據(jù)信息保密性和準(zhǔn)確性較差的問題，設(shè)備管理效率較低，且紙質(zhì)文件無法長期保存，會(huì)對(duì)后續(xù)設(shè)備運(yùn)行分析、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)等工作造成較大阻礙。而推動(dòng)機(jī)電設(shè)備管理智能化、信息化建設(shè)，能有效解決以上問題，其具備的優(yōu)勢較多。

一是能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享，便于查詢，相關(guān)人員可依據(jù)自身需求對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行查看；二是能在機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過程中針對(duì)出現(xiàn)的溫度異常、振動(dòng)異常等現(xiàn)象進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警，避免發(fā)生設(shè)備安全事故；三是能保證機(jī)電設(shè)備運(yùn)行效率，提高機(jī)電設(shè)備管理的針對(duì)性，加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備管理質(zhì)量，防止出現(xiàn)失誤；四是能全面記錄、分析數(shù)據(jù)，支持管理層科學(xué)決策，并節(jié)省紙張使用，降低紙張、電話及傳真等費(fèi)用，減少管理經(jīng)費(fèi)；五是以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行機(jī)電設(shè)備管理，無需安裝相應(yīng)程序，管理工作更為便捷；六是能通過計(jì)算機(jī)技術(shù)以動(dòng)畫形式演示機(jī)電設(shè)備結(jié)構(gòu)組成、運(yùn)行原理及使用情況等，使相關(guān)人員對(duì)機(jī)電設(shè)備予以充分理解，強(qiáng)化人員知識(shí)水平和業(yè)務(wù)能力[1]。

2.洗煤廠機(jī)電設(shè)備智能化與信息化技術(shù)的應(yīng)用

(1)智能點(diǎn)檢系統(tǒng)

①系統(tǒng)架構(gòu)。洗煤廠機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)下會(huì)出現(xiàn)一定磨損現(xiàn)象，而在磨損現(xiàn)象出現(xiàn)后，設(shè)備振動(dòng)頻率及相應(yīng)電流、溫度都會(huì)發(fā)生改變，通過監(jiān)測這些數(shù)據(jù)，能對(duì)機(jī)電設(shè)備磨損部位及此部位磨損程度進(jìn)行精準(zhǔn)判斷。機(jī)電設(shè)備智能點(diǎn)檢系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要應(yīng)用信令技術(shù)、無線發(fā)射接收技術(shù)等現(xiàn)代無線通訊技術(shù)，分別在選煤廠調(diào)度室和點(diǎn)檢設(shè)備周圍設(shè)置中心控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和采集分站，基于電纜將兩者相連，其中，采集分站布置振動(dòng)、溫度等模擬量傳感器和開關(guān)量傳感器，具有諸多功能，包括信號(hào)采集功能、通訊功能等。通過采集分站，能對(duì)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及其所處環(huán)境各項(xiàng)參數(shù)予以實(shí)時(shí)監(jiān)測，進(jìn)而向監(jiān)控中心傳送進(jìn)行線上檢測，并對(duì)中心站發(fā)出的指令加以執(zhí)行，實(shí)施及時(shí)預(yù)警。同時(shí)，通過無線通訊技術(shù)連接采集分站、點(diǎn)檢系統(tǒng)及點(diǎn)檢人員的手持點(diǎn)檢儀，目的在于將人工檢測方式采集的數(shù)據(jù)錄入、上傳到監(jiān)控中心。點(diǎn)檢儀在對(duì)機(jī)電設(shè)備頻射卡進(jìn)行掃描后，可對(duì)設(shè)備具體數(shù)據(jù)予以檢查和記錄，這種方式可有效防止漏檢、謊檢問題。

智能點(diǎn)檢系統(tǒng)硬件部分由諸多單元構(gòu)成，包括上位機(jī)單元、交換機(jī)單元、服務(wù)器單元、PLC主站單元、PLC分站單元、傳感器單元及點(diǎn)檢儀單元等。軟件部分主要由操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、在線監(jiān)控系統(tǒng)和點(diǎn)檢系統(tǒng)組成，其中，操作系統(tǒng)選用Windows XP、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)選用SQL Server2008、在線監(jiān)控系統(tǒng)選用eM300，各系統(tǒng)數(shù)據(jù)采用B/S架構(gòu)實(shí)現(xiàn)共享。智能點(diǎn)檢系統(tǒng)能在線監(jiān)測機(jī)電設(shè)備電機(jī)、電流、溫度等參數(shù)，基于點(diǎn)檢儀對(duì)多數(shù)機(jī)電設(shè)備予以巡檢。此系統(tǒng)以離線點(diǎn)檢為主，以在線監(jiān)測為輔[2]。

②系統(tǒng)功能。智能點(diǎn)檢系統(tǒng)具備多種功能，包括點(diǎn)檢日志功能、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析功能、點(diǎn)檢任務(wù)管理功能、點(diǎn)檢工作計(jì)劃功能等，其涉及較多業(yè)務(wù)，可分為三大部分，其一是系統(tǒng)維護(hù)，通過這一模塊，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)置、非工作日志管理、用戶管理及口令修改；其二是工作管理，通過這一模塊，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)檢日志管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、點(diǎn)檢任務(wù)管理、點(diǎn)檢工作計(jì)劃管理及設(shè)備狀態(tài)管理，進(jìn)而生成報(bào)表；其三是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理，通過這一模塊，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備停運(yùn)原因數(shù)據(jù)錄入、專業(yè)組維護(hù)數(shù)據(jù)錄入、點(diǎn)檢狀態(tài)數(shù)據(jù)錄入、設(shè)備分配數(shù)據(jù)錄入、點(diǎn)檢標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)錄入及設(shè)備基本信息錄入。結(jié)合智能點(diǎn)檢系統(tǒng)功能，主要將系統(tǒng)分為三層次，首先是構(gòu)建數(shù)據(jù)庫；其次是建立各種操作模型，包括設(shè)備維護(hù)模型、業(yè)務(wù)處理模型、數(shù)據(jù)輸入模型等；最后是充分結(jié)合數(shù)據(jù)庫與操作。待完成數(shù)據(jù)庫構(gòu)建后，要在科學(xué)安排點(diǎn)檢任務(wù)的基礎(chǔ)上實(shí)施跟蹤管理，基于點(diǎn)檢日志功能記錄點(diǎn)檢情況，進(jìn)而分析、檢測設(shè)備可能存在的異常問題，點(diǎn)檢人員可通過查詢功能對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)予以查詢，實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)共享。

③系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。第一，在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在線監(jiān)測系統(tǒng)主要通過PLC主站與分站來連接現(xiàn)場傳感器，進(jìn)而向集控室傳送數(shù)據(jù)，由上位機(jī)進(jìn)行匯總與分析，并基于監(jiān)測軟件輸出相應(yīng)圖表，以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測。在線監(jiān)測系統(tǒng)采用以B/S架構(gòu)為基礎(chǔ)的eM300監(jiān)測系統(tǒng)，同時(shí)，為支持系統(tǒng)良好運(yùn)行，強(qiáng)化數(shù)據(jù)處理能力，選擇DELL PowerEd 12GT620服務(wù)器。PLC主站和分站由諸多模塊組成，其中，主站包括電源、通訊、開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出、模擬量輸入、模擬量輸出、CRP及NOE通訊等模塊；分站包括電源、開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出、模擬量輸入、模擬量輸出及CRP等模塊。PLC主站、PLC分站均在低壓配電室內(nèi)設(shè)置，兩者基于RIO分支器相連。通過開關(guān)量和模擬量輸入模塊，將洗煤廠各車間機(jī)電設(shè)備信號(hào)送入PLC，并通過CPU模塊依據(jù)所設(shè)置的梯形圖來處理各種輸入信號(hào)，進(jìn)而通過開關(guān)量和模擬量輸出模塊來輸出處理結(jié)果，最終控制交流接觸器驅(qū)動(dòng)。PLC主站基于以太網(wǎng)接口模塊來連接交換機(jī)，并通過交換機(jī)來連接上位機(jī)，系統(tǒng)主機(jī)選用AB系列PLC，這類主機(jī)主要運(yùn)行在Windows XP環(huán)境中，且具有編程輔助軟件。同時(shí)，將eM300監(jiān)控軟件裝在上位機(jī)內(nèi)，其與編程輔助軟件通過相同IP地址進(jìn)行連接，以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測和控制功能[3]。

第二，離線點(diǎn)檢系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。離線點(diǎn)檢系統(tǒng)主要由點(diǎn)檢儀、頻射卡及傳感器構(gòu)成。其中，點(diǎn)檢儀選用YHD3000，射頻卡選用EA400，傳感器選用RYD-12V。離線點(diǎn)檢系統(tǒng)通過點(diǎn)檢人員運(yùn)用手持點(diǎn)檢儀對(duì)振動(dòng)頻率、轉(zhuǎn)速、溫度等數(shù)據(jù)進(jìn)行測量和收集，并通過掃描頻射卡來管理機(jī)電設(shè)備、現(xiàn)場測量點(diǎn)及點(diǎn)檢人員。在離線點(diǎn)檢過程中，首先，操作人員應(yīng)在自動(dòng)點(diǎn)檢儀下載點(diǎn)檢任務(wù)；其次，由點(diǎn)檢人員在點(diǎn)檢現(xiàn)場對(duì)準(zhǔn)自動(dòng)點(diǎn)檢儀和感應(yīng)器信息鈕進(jìn)行點(diǎn)檢，待感應(yīng)器出現(xiàn)提示后，所要點(diǎn)檢的項(xiàng)目會(huì)在自動(dòng)點(diǎn)檢儀屏幕上顯示，點(diǎn)檢人員結(jié)合菜單對(duì)機(jī)電設(shè)備可能存在的問題予以逐一排查，同時(shí)，也可直接將測量數(shù)據(jù)錄入點(diǎn)檢儀中進(jìn)行存儲(chǔ)；再次，以點(diǎn)檢儀的提示為依據(jù)執(zhí)行后續(xù)點(diǎn)檢任務(wù)，在完成全部機(jī)電設(shè)備點(diǎn)檢后，點(diǎn)檢人員基于無線方式或USB接口方式連接自動(dòng)點(diǎn)檢儀和通訊處理器，通過通訊處理器對(duì)點(diǎn)檢數(shù)據(jù)予以實(shí)時(shí)上傳；最后，通過點(diǎn)檢系統(tǒng)對(duì)點(diǎn)檢數(shù)據(jù)加以統(tǒng)計(jì)和分析，在發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)實(shí)施預(yù)警，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備隱患的快速定位，進(jìn)而自動(dòng)分析點(diǎn)檢結(jié)果，評(píng)估是否存在超限問題，判斷是否開展精密點(diǎn)檢，并以分析結(jié)果為依據(jù)決定是否向機(jī)電設(shè)備檢修管理中心申請(qǐng)精密點(diǎn)檢工作。

④系統(tǒng)配置。以某洗煤廠為例，其在智能點(diǎn)檢系統(tǒng)配置中，共設(shè)置120臺(tái)點(diǎn)檢設(shè)備，其中采用在線點(diǎn)檢模式的設(shè)備40臺(tái)，采用離線點(diǎn)檢模式的設(shè)備80臺(tái)，點(diǎn)檢系統(tǒng)配置具體為：采集分站38臺(tái)，工控機(jī)2臺(tái)，防爆電源箱10個(gè)，防爆傳感器227個(gè)，振動(dòng)傳感器130個(gè)，打印機(jī)1臺(tái)。

⑤系統(tǒng)優(yōu)勢。A.智能點(diǎn)檢系統(tǒng)能對(duì)設(shè)備狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行在線傳輸，包括振動(dòng)參數(shù)、溫度參數(shù)等；B.基于無線通訊技術(shù)可向中心計(jì)算機(jī)及時(shí)傳輸數(shù)據(jù)；C.基于計(jì)算機(jī)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)功能和互聯(lián)網(wǎng)查詢功能等；D.基于PDA技術(shù)可優(yōu)化以往點(diǎn)檢工作模式，通過互聯(lián)網(wǎng)處理、查詢相應(yīng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)無紙化；E.能在同一操作平臺(tái)進(jìn)行日常點(diǎn)檢、專業(yè)點(diǎn)檢及精密點(diǎn)檢工作，全面共享各種信息資源，可提高點(diǎn)檢工作合理性，防止重復(fù)、遺漏等問題出現(xiàn)，使點(diǎn)檢效率、點(diǎn)檢效果得到提升；F.能依據(jù)點(diǎn)檢標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工作任務(wù)的自動(dòng)生成，避免由于點(diǎn)檢人員疏忽而發(fā)生超周期、遺漏等問題；G.能對(duì)工作分布、工作耗時(shí)進(jìn)行預(yù)測，并對(duì)點(diǎn)檢人員工作任務(wù)、工作時(shí)間予以合理安排，可發(fā)揮點(diǎn)檢工作主動(dòng)性；H.能自動(dòng)分析數(shù)據(jù)、查詢數(shù)據(jù)，可將點(diǎn)檢結(jié)果和設(shè)備狀態(tài)以圖形的方式直觀呈現(xiàn)，在設(shè)備管理中更為適用，能便于點(diǎn)檢工作考核的開展；I.通過無線工作模式能防止出現(xiàn)漏檢、謊檢問題。具體而言，智能點(diǎn)檢系統(tǒng)能對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況予以充分了解，降低設(shè)備出現(xiàn)故障的可能，以減少設(shè)備維修成本，保證設(shè)備運(yùn)行安全性和可靠性。

⑥系統(tǒng)應(yīng)用。以某洗煤廠為例，其智能點(diǎn)檢系統(tǒng)主要用于在線監(jiān)測渣漿泵電機(jī)電流和溫度、破碎機(jī)電機(jī)溫度、混料泵電機(jī)電流和溫度及精煤皮帶電機(jī)溫度、矸石皮帶電機(jī)溫度，除此之外，以離線點(diǎn)檢方式管理其他機(jī)電設(shè)備。對(duì)于機(jī)電設(shè)備電機(jī)溫度的監(jiān)測，主要通過在機(jī)電設(shè)備外殼粘貼溫度傳感器來實(shí)現(xiàn)，對(duì)于機(jī)電設(shè)備電機(jī)電流的監(jiān)測，主要通過在電機(jī)接線盒內(nèi)安裝電流變送器來實(shí)現(xiàn)。通過應(yīng)用智能點(diǎn)檢系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)整合數(shù)據(jù)、自動(dòng)分析數(shù)據(jù)、自動(dòng)查詢數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)共享等諸多功能，有效提高了洗煤廠機(jī)電設(shè)備管理科學(xué)性，不僅降低了人員工作量，也減少了由于人為疏忽導(dǎo)致的誤判機(jī)電設(shè)備狀態(tài)的現(xiàn)象，同時(shí)，基于實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，幫助洗煤廠避免了機(jī)電設(shè)備安全事故。智能點(diǎn)檢系統(tǒng)的應(yīng)用不僅使洗煤廠機(jī)電設(shè)備管理效率得到了增強(qiáng)，還使機(jī)電設(shè)備管理成本得到了下降，洗煤廠生產(chǎn)總成本減少約30%，為洗煤廠創(chuàng)造了更多經(jīng)濟(jì)效益?？傮w而言，智能點(diǎn)檢系統(tǒng)具有較高應(yīng)用可行性。

(2)信息管理系統(tǒng)

通過構(gòu)建信息化管理平臺(tái)，集合自動(dòng)統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)分析、自動(dòng)記錄、自動(dòng)查詢及自動(dòng)報(bào)警等功能于一體，以科學(xué)指導(dǎo)生產(chǎn)設(shè)備管理。洗煤廠結(jié)合機(jī)電設(shè)備使用現(xiàn)狀，針對(duì)性搭建信息化管理系統(tǒng)，在其中納入預(yù)防性檢修、點(diǎn)檢性檢修及機(jī)制性檢修內(nèi)容，全面落實(shí)信息化管理，提高機(jī)電設(shè)備管理專業(yè)性。

信息化管理系統(tǒng)由諸多板塊組成，包括系統(tǒng)管理板塊、資料管理板塊、檢修管理板塊、專項(xiàng)檢查板塊、潤滑管理板塊、點(diǎn)檢管理板塊、溜槽管理板塊及設(shè)備信息板塊、技術(shù)臺(tái)賬板塊等，各板塊均有業(yè)務(wù)處理功能、數(shù)據(jù)錄入功能、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能、數(shù)據(jù)查詢功能及報(bào)表打印功能等，其中，潤滑管理板塊還具備自動(dòng)報(bào)警功能，能按照潤滑周期自動(dòng)加注油脂，如果這一過程出現(xiàn)異常會(huì)自動(dòng)進(jìn)行預(yù)警。信息化管理系統(tǒng)主要包括三層次，首先是構(gòu)建數(shù)據(jù)庫；其次是建立各種操作模型，包括設(shè)備維護(hù)模型、業(yè)務(wù)處理模型、數(shù)據(jù)輸入模型等；最后是充分結(jié)合數(shù)據(jù)庫與操作，實(shí)現(xiàn)信息化設(shè)備管理[4]。

在洗煤廠機(jī)電設(shè)備管理中應(yīng)用信息化管理系統(tǒng)，能共享各類管理信息，使相關(guān)人員全面了解機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，掌握機(jī)電設(shè)備檢查、維修、保養(yǎng)等情況，以減少機(jī)電設(shè)備故障率，節(jié)省機(jī)電設(shè)備維修費(fèi)用，保證經(jīng)濟(jì)效益。

3.結(jié)論

推動(dòng)洗煤廠機(jī)電設(shè)備智能化、信息化建設(shè)的優(yōu)勢較多，比如，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享，便于查詢，相關(guān)人員可依據(jù)自身需求對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行查看；能在機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過程中針對(duì)出現(xiàn)的溫度異常、振動(dòng)異常等現(xiàn)象進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警，避免發(fā)生設(shè)備安全事故等。所以對(duì)于洗煤廠而言，應(yīng)積極運(yùn)用智能化技術(shù)、信息化技術(shù)，搭建智能點(diǎn)檢系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)，通過在線監(jiān)測和離線點(diǎn)檢模式，對(duì)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行情況予以實(shí)時(shí)監(jiān)測，以便相關(guān)人員全面了解機(jī)電設(shè)備狀態(tài)，提高機(jī)電設(shè)備運(yùn)行效益。