隨著信息化和工業化深度融合,人工智慧、物聯網、大數據等技術不斷湧現,礦山智能化正成為煤炭工業高質量發展的新引擎,而調度控制指揮可謂是智能礦山的「神經中樞」。
在神東煤炭集團區域中央生產控制指揮中心,一個個顯示屏上實時播放著煤礦各環節的遠程監控視頻,工作人員挪動滑鼠即可遠程控制設備。關聯分析、集中控制、決策處理一鍵搞定,集強大數據存儲及分析於一身,它就是國內首個億噸級區域煤礦集中控制項目示範工程——區域中央生產控制指揮系統,被譽為煤礦的最強大腦!
神東煤炭集團區域中央生產控制指揮中心於2016年11月投入使用。運行期間,圍繞區域中央生產控制指揮系統項目制定了「億噸礦區數位化集中管控系統」和「礦山通信協議標準化」相關的企業標準及規範共13項;發表了高水平論文15篇,獲得了發明專利8項、實用新型專利18項;該項目成果填補了國內空白,達到了國際領先水平。
神東區域中央生產控制指揮中心,建立並推行了專業生產控制指揮模式,擁有強大控制力。它能集中掌管「五礦六井」,支持神東大柳塔煤礦、補連塔煤礦、上灣煤礦、哈拉溝煤礦、石圪臺煤礦的調度生產智能化指揮。生產時,它科學指揮調度;應急時,它提供專業指導,它肩負著億噸級的煤炭生產控制指揮重任。它的最遠程控制範圍達到621平方公裡,平均日調度產量28萬噸,對11000多臺套設備了如指掌,有了它,煤礦的安全管理水平大幅提高。它可以監測數據點位17萬個、視頻監控160個……海量數據資源共享利用、關聯分析,有了它,礦井的綜合分析能力和應急響應速度大幅提升,它的技術性能和可靠性達行業先進水平!
區域中央生產控制指揮系統是區域中央生產控制指揮中心的神經中樞,也是億噸級礦區的集中管控平臺。這個平臺替代了「五礦六井」的15個監控系統和14監測系統,消減了神東大柳塔煤礦綜連採10個區隊29個固定崗位及主運系統23部膠帶機27個崗位,減少井下作業人員300餘人,有效解決了以往生產組織的不平衡、生產數據分析利用不合理等問題,極大提高了生產組織效率;實時監控62條主運輸皮帶、89個變電所、30個供排水泵房、15個綜採工作面、11個連採工作面,最遠控制距離達到50公裡,主運、供電、供排水、通風系統全部機電設備及部分綜連採工作面設備實現了遠程控制。
集中管控平臺可以說是各種信息數據的集散地,這背後必然需要強大的網絡支撐。在神東區域中央生產控制指揮中心,萬兆環網「護衛」數據信息傳輸安全。這裡,生產專網與井下傳輸設備網「一網一站」、4G專網等獨立網絡相融合,形成一張新的礦井生產主備網絡。採用井下萬兆環網與千兆支網連結架構,保證數據傳輸效率;採用MPLS隧道技術,實現異構網絡融合;採用數據質量傳輸監測技術,保證數據傳輸的有效性。環網設計時,工作人員還考慮到使用獨立網絡處理器進行故障檢測,發生任意環網交換機的單點故障時,系統都能在10~50ms之內快速倒換,有效保障了數據傳輸的安全性、有效性。
神東區域中央生產控制指揮中心的科技創新成果還有很多,這裡就不一一點出,還是來看看它的實際應用。
區域中央生產控制指揮系統
擁有八大系統:
主運系統——實現從井下順槽膠帶機到地面上倉配倉膠帶機全系統遠程集中監控,根據採面生產情況智能調速、降低電能損耗,一鍵式逆煤流啟動和順煤流停車的功能,實現了無人值守運行。
綜採工作面自動化控制系統——對採煤機、液壓支架、三機保護系統遠程監測,隨時掌握工作面煤機運行情況及當班割煤刀數,將運輸機機頭崗位工、馬蹄兒司機、控制臺崗位工「三崗合一」,減少了井下作業人員;對綜採主要設備實時監測,同時進行智能關聯分析,根據數據變化趨勢提前發現設備隱患,提前組織檢修,提高了設備開機率;對綜採「三機」、泵站、組合開關、移變、饋電開關遠程監控,實時監控綜採面設備運行情況和礦壓變化,為生產指揮提供可靠參考依據;工作面實現了系統集控、煤機自動化割煤和液壓支架跟機的自動化。
連採自動化系統——對膠帶機、局部通風機、配電點的區域進行集中遠程監控,給料破碎機實現自動啟停和遠程監控,通過連採設備遠程監測,可以隨時掌握工作面設備工作情況;局部通風機實現了遠程自動切換,減少了工作面停風時間,有效保障了作業人員安全。如出現停風或跳閘等異常情況時,工作人員可直接通過區域煤礦集中控制系統,進行風機遠程啟動或切換,大大提高了工作效率。連採機電控系統還增設了「大腦」PLC控制箱,實現了視頻監控、遠程控制、自動截割、人工幹預相結合的生產模式。
供電系統——從地面到井下設備的全部供電網絡實時監控,系統可以模擬、仿真供電系統故障,通過模擬故障線路,直觀查看影響範圍,及時指導故障搶修人員準確查找故障點,節省故障排除時間。
通風系統——遠程監測主要通風機運行數據,實時監測高壓電機電壓、電流、功率、頻率、繞組溫度、主軸軸承溫度等重要參數,通過歷史曲線數據分析,及時發現風機的故障隱患,使故障消滅在萌芽狀態。
供排水系統——實現了泵房及主要中轉水倉的集中監控、就地自動化運行等功能,實現了無人值守,提高了礦井安全運行係數。神東大柳塔煤礦活雞兔井各中轉水倉排水開關採用高低水位控制啟停,實時監測水位、流量、電流、電壓、故障狀態等信息,為生產調度提供可靠數據信息。
「一張圖」系統——「一張圖」系統是以圖層為單位,以協同為核心,以採掘工程平面圖為基礎,將地測、通風、機電、生產設計等各個專業的數據進行統一存儲、集中管理,方便了各專業間數據的共享。不同的操作人員依據各自的權限能夠在線對該圖紙進行協同操作,加大了各部門之間的協同配合。井下工作人員可通過網絡輸入最新數據,相關數據立即就會反饋到「一張圖」系統中,大大提高了數據的時效性。「一張圖」的巷道實景功能,可實現參觀人員不用親臨井下現場,就能了解現代化高產高效煤礦開採工藝和現場情況,使參觀人員身臨其境。
PSI智能報警系統——集實時監測與報警於一體,對設備故障進行實時、快速、準確反饋,智能過濾誤報,再通過PSI工作人員二次覆核,提高故障分析的準確性,實現零誤報。快速形成數據源和分析報表,針對不同的區隊,不同的設備,智能統計系統可以全部分類並建立在PSI平臺之上,實現了煤礦數據信息垂直化傳輸。還可以隨時查看當日及當月產量、進尺完成情況以及井下作業人員數量、煤倉倉存噸位日報表、水倉水位日報表等,實現了智能數據管理的全面自動化。
區域中央生產控制指揮系統中「八大系統」協同發力、並肩作戰,大幅度提升了煤礦生產控制規模化、集約化和現代化水平,為建設智能礦區提供了一體化的控制指揮平臺。
有了最強大腦,一切變得so easy!
有了最強大腦,一切變得so easy!
藉助區域中央生產控制指揮系統,神東區域中央生產控制指揮中心實現了煤礦監控、管理的數位化、自動化,大柳塔煤礦也因此入選國家首批智能化示範建設煤礦。
神東區域中央生產控制指揮中心項目建設實現了「井下作業少人化、生產過程透明化、數據分析智能化」的目標。這是國家能源集團的創新之舉,也是煤炭行業的一次技術革命,有力促進了煤炭行業信息化和工業化的高度融合。
未來,神東煤炭集團圍繞國家能源集團總體戰略目標,繼續聚焦煤炭發展方向,加快推進信息化、智能化建設,為實現企業高質量發展提供有力支撐。
作者:李霞
編輯:劉卓
校對:高慧君