神华宁煤集团红石湾选煤厂数字化管理系统尝试

　　0、引言

　　目前，随着PLC控制技术、信息技术的广泛应用，绝大多数选煤厂都实现了生产工艺过程的自动化集控，或某一方面的单系统自动化、信息化，如压滤机自动化、低压电动机综合保护器监控系统等等。

　　但是，在自动化发展的更高层次———企业信息化、乃至数字化矿山建设方面绝大多数选煤厂仍然处于浅层次的综合自动化水平，基本只实现了远程监测监控。

　　只有在生产集控自动化系统的基础上，通过网络技术接入各种单系统，进行充分的数据融合，建立合理的联动机制才能完成从单系统自动化到综合自动化的转变。

　　只有将设备的自动控制、工艺控制，再到生产管理调度，以及生产数据、人事、经营等各方面的管理都纳入到综合的信息管理之中，才能真正实现企业的数字化管理。

　　神华宁煤集团红石湾选煤厂在建设中，就对数字化管理系统进行了尝试。

　　1、数字化管理系统的结构设计

　　神华宁煤集团红石湾选煤厂数字化管理系统的结构如图1所示。

　　该系统规划设计了以集控自动化控制为基础的安全生产管控平台，以及以选煤厂MES为核心的企业经营管理平台。系统自下而上由4层组成，分别为：设备执行层、传输层、运营管控层、经营管理层。图1、神华宁煤集团红石湾选煤厂数字化管理系统的结构。

　　1.1设备执行层

　　该层主要设备既是数据的采集者，也是决策执行信息的执行者，其功能包括3个层次的内容：

　　（1）选煤厂安全生产动态实时在线信息的采集，主要包括生产环境在线检测系统（如配电监控系统、光纤火灾预警系统、瓦斯监控系统、人员定位等）、生产集控系统（如生产集控系统、装车集控系统等）、其他生产指挥信息采集系统（工业电视系统等）。

　　（2）生产技术和运营管理数据的采集，主要包括：非实时的生产数据，如煤质化验、机电设备维修测定等等；运营管理的数据，如财务管理、运销管理、人力资源管理等。

　　（3）执行控制层或管理决策层信息。

　　1.2数据传输层

　　数据传输层采用以太网技术，由工业环网与信息网组成，采用网闸加防火墙技术进行安全隔离。

　　其中工业环网包括集中控制网、工业视屏监控网、调度电话通信网，三网合一。

　　1.3运营管控层

　　运营管控层包括控制、调度两大中心控制中心由生产集控、装车集控、配电监控、安全监控四大环节组成；调度中心由动目标运维、调度通信两大环节组成。每个环节又由若干个子系统组成。如：

　　生产集控环节包含重介控制自动化、浮选加药自动化、压滤机自动化、水泵控制自动化、生产计量数据采集等系统；装车集控环节包括配煤自动化、快速定量装车、无人值守称重管理、防冻液喷洒自动化等系统；安全监控环节包括选煤厂除尘、分布式光纤测温预警、无线测温、瓦斯检测、工业电视监控、人员定位等系统；配电监控环节包括无人值守10kV电力监控系统和无人值守低压配电监控系统。

　　动目标运维管理环节，主要面向移动岗位，实现班组岗位移动调度管理，主要包括工艺设备监测、设备点检管理、移动终端安全生产数据查询等。

　　所有这些环节及子系统的设置，均为最大限度地实现选煤厂生产现场的“无人值守，有人巡视”，达到监、管、控一体化及减员增效的目的。

　　1.4经营管理层

　　经营管理层主要以选煤厂MES软件平台为核心，通过收集、整理、分析、保存企业安全生产管控过程的数字化信息，及时反映企业生产状况及各项KPI指标，加深企业管理数据的信息挖据力度，多角度以更加直观、可视的方式展现数据，协助企业技术和管理人员发现生产中存在的问题，挖掘企业生产潜能，持续改进生产管理。

　　整个系统架构采用控制和管理分开的两个数据存储中心，保障企业信息化应用平台的数据安全、稳定和弹性扩展。

　　2、 MES系统

　　MES系统是近10年来在国际上迅速发展、面向车间层的生产管理技术与实时信息系统。

　　神华宁煤集团红石湾选煤厂MES系统，是根据MES的系统理念，结合选煤厂的生产特点，而开发的一套BS结构的软件系统。

　　该系统通过网络技术，连接选煤厂安全生产管控系统与企业办公网络。

　　系统通过对生产过程数据的统计分析，以直观的方式为生产管理和技术部门提供有效的决策依据。

　　神华宁煤集团红石湾选煤厂MES软件系统，无需安装专用的客户端软件，使用IE网络浏览器即可访问所有功能。

　　该系统包括以下功能模块：企业门户、调度管理、生产计划管理、煤质化验、生产技术管理、设备管理、配件管理、物资管理、视频监控、生产主控台。其中，生产管理主控台是该系统的主要内容，它实现以下功能：绩效分析、产量分析、质量分析、停机分析、能耗分析、实时工况监视、主要设备停机分析、主要工艺参数监视。

　　神华宁煤集团红石湾选煤厂MES系统基本达到了如下目标：

　　（1）管理信息的存储、传递、处理实现电子化、自动化。

　　（2）管理者在桌面计算机上可随时看本厂各种管理报表，厂管理人员可在桌面计算机上查看所有分厂的管理报表以及汇总报表。

　　（3）管理者在桌面计算机上可随时查看本厂设备的运行状态，厂管理人员可在桌面计算机上查看所有分厂设备的运行状态。

　　（4）管理者在桌面计算机上可随时查看本厂的工业电视监视画面。

　　（5）生产管理人员可以随时查询生产过程中各个阶段的生产数据，数据可以报表、曲线、对比图、饼图、方块图等多种形式体现，便于理解和了解生产情况。

　　（6）设备运行管理及生产效率分析。MES将各类生产数据计算转化成实时KPI关键业绩指标，利用图形化的看板展现出来，显示实时计算结果以及趋势图，如产量、精煤块煤产量产率、洗煤回收率、精煤灰分、单位水耗/电耗/介质消耗等考核指标。

　　（7）管理软件能够对各种管理信息进行深入挖掘、汇总处理，为厂管理者决策提供资料支持，提高决策的科学性，避免盲目决策。

　　3、结语

　　神华宁煤集团红石湾选煤厂数字化管理系统自2006年运行后，实现了全生产过程的巡检作业制度，取消了固定岗位司机，实现了高压配电自动化,取消了高压配电室值班员,实现了无人值守；设备的维护和巡检管理上升到计算机管理水平；使设备的安全运行水平大大提高，万吨故障率降到0.3min以内,真正实现了高效、安全运行。