潘集选煤厂位于安徽省淮南市潘集区架河乡境内,是淮河能源集团公司“精煤战略”的支撑,年入洗原煤1200万吨,为亚洲单体最大炼焦煤选煤厂。目前,潘集厂洗选产品为淮河2号、淮河3号优质炼焦煤,其硫分低煤质好,‘淮河二号’以本土矿区B组煤为主要来源,挥发分稍高,焦化指标优于周边矿区气精煤;‘淮河三号’以张集矿北区和顾北矿A组煤为主要来源,最突出的特点是灰分低。
潘集选煤厂现有设备1400多台套,实现了4分钟设备全启动,10分钟系统带煤生产的全过程自动化,先后实施了智能化一期、二期建设,实现了工位替代岗位,人员由建厂设计800多人降低到372人。园区内配套有独立的宿舍、食堂、浴池、污水处理等公共设施,为职工提供便捷的服务如自助充电等,同时园区占地400亩,绿化面积占比近50%,职工可以惬意的园区畅游,真正为园林式生产单位。
搭建分布式光纤+4G专网+WiFi6一体化的高速工业互联网,现场设备做到可观、可测、可控。
1.智能控制网络
智能控制网主要依托于PLC控制系统,在传统PLC基础上,融合先进控制技术与数据分析技术,加入高性能冗余服务器、光纤环网,实现协调优化、生产控制、智能重介、智能浮选、智能压滤、智能浓缩、智能配仓、智能配煤、智能加压、智能煤泥重介等八大工位控制的新生产组织模式。
2.智能信息管理网络
办公区域实现有线网络全覆盖,接入终端设备超200台。网络设备包括光传输设备1台、核心交换机1台,汇聚交换机4台,接入交换机20台,能够满足园区网络数据高效传输。
3.无线网络
园区无线网络覆盖办公区域和生产区域。设备包括无线AP、POE交换机,无线局域网采用了最新的WiFi 6技术,确保了信号的稳定性和传输速度。
4.4G专网
潘集选煤厂在2018 建设4G专网,向无线电委员会申请的专用的频段,在厂区建设有2个4G宏站,满足厂区室外4G信号覆盖,同时根据实际需求和现场勘测进行基站部署,在受煤坑、浓缩坑道部署实现室内信号覆盖。
运用物联网、多媒体等现代信息技术,使园区在信息化建设方面构建统一的业务管理平台,对潘集厂园区安防、人员出入、物联管控等各方面工作进行综合管理,在各关键路口设置AI视频分析,可跟踪分析特殊人员的行动轨迹。对于园区可能发生一些突发事件或者安防事件,系统联动视频监控等系统,进行及时报警,提醒相关人员进行处置,有效缩短处置时间,降低安全风险。
同时园区安装噪声监测装置,实时监测噪声数据,异常时进行提醒,确保园区人员工作环境。
数据资源湖:打通潘集选煤厂和分公司、煤业公司、集团公司各信息化系统的信息孤岛,对潘集选煤厂、分公司、技术检查中心各自动化、信息化、智能化子系统的数据进行采集、清洗、加工,形成数据资产,进行多样生产分析评价、调控。软件平台集成到选煤分公司智慧选煤平台应用中,可实现单点登录。
建设专家知识库,建立以各种选煤算法、曲线绘制方法、分析与评价方法、机电管理、生产管理与过程控制的专家经验等为主的专家知识库。
建设标准化机房,信息网、工业控制网、视频监控网、4G专网及各类独立组件的网络集中部署在机房,并通过工业网闸、防火墙等网络防护设备进行联网,确保数据安全可靠但又不影响各自网络运行。
对潘集选煤厂的网络安全防护进行升级,并开展信息系统安全等保测评,通过等保二级测评。
主要包含工业安全隔离装置,信息网闸,日志审计,数据库审计,入侵防御,恶意代码检测,实现数据的安全性、可靠性、可扩展性、可维护性,确保各网络安全。
对选煤厂的生产工艺进行分析,在三维数字孪生平台的基础上对生产工艺、流程进行三维展示与分析,对厂区整体模型进行分类,针对重介、浮选、压滤等系统等进行分类,通过模型分类树,直观表达整体场景三维模型分类情况,点击模型树某一具体构件或空间,三维场景自动配合切换到场景对应位置。
对整个工广区域进行三维建模,厂区外观基本布置情况,各单体建筑基本情况,表达各区域各单体名称。
预设路线漫游,按照编辑好的路径漫游播放,沿途可增加弹窗信息展示功能,支持按厂区整体漫游、按建筑各楼层漫游。支持漫游时间轴功能,可暂停、前进、后退、时间轴拖动,漫游时间进度显示。
对选煤厂的生产工艺进行分析,在三维数字孪生平台的基础上对生产工艺进行三维展示与分析,通过按钮可切换厂区内各工艺系统流程显示,配合第一人称视角镜头运动,合理展示对应系统的工艺流程,并将三维模型与参数融合,工艺流程漫游过程中可显示当前工艺宏观状态及参数,生产流程实时监控表达,指导选煤厂的安全生产。
将生产系统划分为若干区域,不同区域进行差异化定位,并将人员定位和智慧照明进行有效结合,实现人员身份识别和认证、定位追溯、电子围栏、智慧巡检、健康监测、报警求助与紧急撤离、“人来灯亮、人走灯灭”等功能。
将全厂生产系统划分若干区域,在调度室建设8个工位,实现区域内的工序化数据采集、信息监控、视频监视、协同操作、生产协调等功能。配置11台控制计算机(其中对6台加压过滤机上位机进行整合,在1台上位机进行监控;重介操作设两台计算机)对各区域生产系统工艺和设备的监视和控制、11台管理计算机对各区域各类业务信息和视频等的综合管控。工位替代岗位,将岗位操作全部集成到工位进行,是现代管理的大胆创新,突破传统思维,改变长久以来的生产模式,是一个巨大的进步。
同时在管理计算机数据湖平台集成潘集厂综合能源建设,包含电、汽、水、介、药等日消耗数据,对使用量趋势进行预测,给予管理人员提供生产分析。
对进出潘集选煤厂的车辆和人员进行认证和管控,对进入园区重要场所的人员进行视频抓拍。
通过门禁系统、车辆道闸,实现现场数据采集,并借用网络传输园区各类人员出入信息(例如人脸识别、车牌识别等信息内容);通过各项技术、设备的统一协作,实现园区人员出入管理的安全化、智能化,人员身份识别以及人员实时监控规范化、人性化。
在厂区大门的出口和入口处配有一体式摄像机,借助算法识别,可分别统计进出园区的车辆的特征、车牌信息、出入信息以达到车辆统计的目的,并接入平台管理系统进行统一管理,在园区入口处设置一台LED显示屏,用于园区进出车辆的统一展示。
在全厂建设一套完整的应急消防管理系统,中心机房设置在主办公楼,可以监测现场消防控制点,并查看消防泵房各高压消防、低压消防、喷淋等开、停情况,同时设置巡检柜,对各系统设备定期进行巡检开启,确认系统完好。
潘集选煤厂设备众多,大数在1400多台,从设备采购、到货入库、出库、维护保养、转移、报废等全生命周期做到全方位的管理,在此背景下,开发了设备管理系统,将全厂设备信息全部录入到系统,按照全生命周期的模式进行有效管理,提高了设备管理效率。
设置看板,利用看板进行数据化现场管理。办公楼看板实现公告、宣传标语等播放,调度看板实现各类制度、职责、授权文件等展示,主洗看板实现各类综合数据平台调用,浓缩和压滤看板实现区域生产过程控制,实时显示工艺环节关键数据,设置权限,现场人员通过移动终端进行现场监视或控制和调节。支持通过手机或平板电脑等移动终端进行生产调节,借助无线网络,实现移动调度功能。配电室看板实现远程停送电信息化审批、停送电申请、操作、查看历史记录等功能。
视频会议具有多种方式、多个地点等特点,在办公楼设置集中视频会议室,便于上级部门召开各类会议,调度实现值班会议的召开,各管理人员办公室配置一体式摄像头,实现灵活的各类会议召开,同时利用视频会议可以进行各种安全培训,扩大培训人员数量。
现代化物流采用的都是数字化管理,同样潘基选煤厂物资管理建设一套线上管理系统,要求做到“四号定位”,所有物资流转都要在系统上操作,所有人都可直观地从系统上查到所需物资存放地点、数量等,领用线上办理、系统二维码跟着设备走,到哪都能扫码查看设备信息。
厂区重点、关键道路、建筑物实施全方位监控纳入安防管理平台,并对部分区域实施人员管理。
利用钉钉打卡实现对全职工的自动扫脸打卡,提高工作效率,便于统计。
对月度、季度、年度消耗成本的精确计算,清楚了解整体消耗相对费用的同时,实现各单位和部门的能源消耗成本核算。
实现食堂、超市消费一卡通,职工无需使用任何现金进行交易。
办公、会议等全部通过电子流程进行通知,会议宣传、材料阅读均通过电子系统进行,便捷方便。
在厂区主要地点设置PM2.5监测装置,数据直接上传到上级部门,一旦厂区粉尘超标直接报警。
AI视频监测系统是潘集选煤厂安全工作的重要载体,是监视环境和人员行为安全的重要手段,在重要道路出入口,重点关键厂区进行算法开发,对人员轨迹、人员不安全行为、设备故障等进行检测并形成报警,做到对现场实时进行监管,确保设备、人员的安全。
现场使用多种机器人,为不同工作带来不一样的效果。轮式机器人、巡检机器人替代职工进行巡检,提高巡检效率;抓料机器人替代人工对药剂搬运、添加,大大降低了职工的劳动强度,火车采样机器人替代人工进行采样,降低劳动强度并提高采样的精度,机器人的使用改变了职工的整体作业,大大提高了效率。
在数据资源湖和潘集厂自动化、信息化、智能化系统的基础上,建设智能管控平台,在调度室新建LED大屏,各生产工序按业务管控流程进行整合、再造,建立区域化、工序化的数据采集、信息监控、协同操作、生产协调等功能为一体的“管控工位”,解放固定岗位。
对园区建设的各系统进行责任划分,各单位负责对应系统的使用,在使用过程中不断完善优化,逐步提高稳定性,真正实现“五个以用”,整个系统维护主体为机电车间,为确保系统正常,车间成立专班负责对系统进行运营、维护,要求各子系统负责人积极跟踪、发现问题、解决问题。厂部建立《潘集选煤厂智能化系统使用、维护管理规定(修订)》管理文件,压实各层级责任。分公司机电部定期进行督查,发现问题进行通报问责,并将结果纳入质量标准化考核。
数字园区建设以来在安全上取得了良好的效益,以工位替代岗位,向少人则安,无人则安的安全管理理念迈进,2023年实现安全年;综治管理方面所有直接进入园区的车辆、人员都是系统内在籍信息,其余闲杂人员无法进入,必须进行预约报备登记方可进入,园区内发生的安全事件从安防监控系统进行追溯,有迹可查,提高了园区的稳定;人文方面提高了园区环境,所有车辆都按照规定位置进行停放,对于违停的在LED看板上进行显示;经济效益方面通过智慧调度实现了人员的有效利用,生产指标得以进一步提高,各类消耗指标得以进一步降低,取得了明显的经济效益,通过以上种种举措,整体提高了园区运营效率,给职工带来了便捷。
规划针对潘集选煤厂生产现场还需要人工高强度操作的生产环节,通过人工智能、物联网等先进技术,因地制宜进行智能化改造,强化智能化全场景应用,打造“六全”示范选煤厂,即全洞见、全感知、全智能、全融合、全场景、全链接的智能化选煤厂。
(一)安防监控增加智能AI视频如厂区车辆超速、区域发生火灾、无关人员进入特殊区域等,真正实现全区域24小时无人监管;
(二)智慧电动汽车充电,随着新能源发展越来越好,新能源汽车数量越来越多,在园区建设智慧电动汽车充电,为职工提供福利。
(三)信息网络升级万兆带宽。为进一步解放网络带宽压力,对信息网硬件设备进行升级,升级为万兆网络,释放网络压力,提高各系统运行速度,发挥更高效率。
(四)全面建设物联网智能平台,从物资管理、便民服务、教育培训、设备设施管理等方面,搭建物联网平台,减少人的参与,各环节按照流程自动执行,提高工作效率。