高阳选煤厂煤质监控及信息一体化网络的应用

郭战英

(山西焦煤汾西矿业集团 高阳选煤厂，山西 孝义 032300)

汾西矿业集团高阳选煤厂(以下简称“高阳选煤厂”)是经国家发改委批准立项建设的高阳煤矿6.00 Mt/a矿井配套工程，属矿井型选煤厂，由澳大利亚约翰芬雷公司以总承包方式建设，工程建设分两期完成。一期工程设计生产能力4.00 Mt/a，于2006年9月28日建成投产，总投资3.89亿元；二期工程设计生产能力2.00 Mt/a，于2010年8月28日建成投产，投资0.86亿元。现已具备入洗6.00 Mt/a原煤的生产能力，为汾西矿业集团公司入洗能力最大的选煤厂[1]。高阳选煤厂洗选工艺采用预先脱泥—有压重介旋流器分选—粗煤泥分选—浮选—煤泥压滤的联合工艺流程。

高阳选煤厂自动化及网络平台虽已经构建完成，但目前仍存在产品监控盲区，自动采样装置和无源灰分仪虽投入使用，但灰分数据无法实时采集，而人工灰分化验结果指导生产有限。部分重要岗位也存在视频监控不到位的情况。同时产品监控更没有接入高阳矿综合自动化平台，无法实现组态监测和远程控制等功能。为此，高阳选煤厂提出构建煤质监控及信息一体化网络，建立数据采集平台、数据发布平台的技术思路，以期解决上述问题。

1 方案设计及网络架构

1.1 煤质监控及信息网络平台方案设计

高阳选煤厂废弃物监控点布置有4点，分别为：374重介矸石胶带处、711矸石输送胶带处、902矸石输送胶带处和722尾煤胶带处，保证选煤厂废弃物和煤泥全覆盖(详见图1所示)。

图1 选煤厂矸石、煤泥监控点

1.2 煤质监控及信息网络平台网络架构

高阳选煤厂煤质监控及信息一体化网络由WEB服务器、数据库服务器、视频服务器、控制器、监控台等底层设备组成。

选煤厂底层实现数据采集和视频监控，再通过与汾西矿业集团环网实现信息汇聚，最终形成完整的选煤厂煤质监控及信息一体化网络平台，该平台可进行煤泥灰分远程监测、矸石远程自动采样、矸石和煤泥现场视频监控，并对数据进行记录和后续分析。网络结构拓扑如图2所示。

2 项目实施及主要功能

2.1 煤质监控及信息网络平台实施方案

(1)根据高阳选煤厂现场实际情况，在374矸石输送胶带机机头溜槽安装矸石自动采样系统，在机头溜槽东侧开口，采样后通过溜槽导入胶带旁样品收集箱中。利用西门子1200PLC对采样机进行集中控制，并通过光线以及网线与机房服务器连接。在上位机Web组态软件实现集中控制与视频监控融合，上位机监控软件平台可在视频监控状态下进行远程采样、远程实时监视、检测运行参数，查看历史数据。为工作人员提供有效的设备运行状态监控及预警能力。

(2)在722压滤尾煤胶带、711矸石胶带安装NGAM-2008天然射线灰分仪。灰分仪通过光纤与集控室服务器连接，配备灰分仪厂家软件将采集的数据计算处理。同时将计算处理后的数据以TXT文档进行存储，机房服务器通过光纤与集控室的灰分仪工控机服务器通讯，利用SQL Server数据库对TXT文档中的数据进行提取，并将数据传送给Web组态软件后台数据库。上位机组态软件将采集的灰分数据以图形、图像、文字、曲线等方式，直观、形象地实时反映灰分仪当前工作状态以及各变量和参数的变化，实施压滤煤泥灰分在线检测。

(3)视频方面：分别在矸石采样机处、尾煤灰分仪处、矸石去向处安装防爆摄像机，通过视频服务器对其视频信号进行采集并存储，实施远程实时监视、历史查看、录像下载等功能。

2.2 煤质监控及信息网络平台主要功能

高阳选煤厂煤质监控及信息一体化网络可实现以下主要功能。

(1)基于WEB网页开发技术，集现场视频监控、灰分远程检测与显示和采样远程操控组态为一体，实现了灰分检测、自动采样及视频远程监测，实现了采样机远程采样，界面集成度高，便于操作。

(2)基于无源测灰仪，通过组态界面趋势功能，实现了压滤尾煤灰分数据实时采集与显示，实时显示1 min灰分、10 min灰分、1 h灰分和班灰分等数据及变化趋势，包括实时曲线，历史曲线。以更直观地观测各变量的走势，帮助管理操作人员作出判断，指导生产，减少损失[2]。

(3)通过本平台可将多路视频信号集成到统一界面，可任意切换界面、选择回放日期及回放进度，实现对原煤、矸石、尾煤等进行视频监控与回溯。

(4)对采集的数据进行实时显示，如：智能网关数据、灰分仪数据、皮带秤数据[3]。

(5)显示各监测变量的历史数据，管理者可以通过监测台实时观察各变量的变化趋势，利于指导生产。

(6)可查询历史报表数据，在报表名称处输入想要查询的报表名称，支持模糊查询(查询日报输入日即可，月、小时、分钟同理)。选择起始时间和结束时间，就会出现所需的报表，支持单独下载每一份报表。

(7)警告管理，若系统出现故障，可查询故障报告日志，通过报警信息可以及时了解现场设备工况并及时作出决策，对故障进行排查修复。

(8)该系统的灰分检测、远程自动采样及视频监控功能可面向选煤厂、矿、集团公司进行授权发布，实现集团内部数据共享与远程监控与操作，也可对采集数据进行分析并指导生产。

(9)通过Web服务器将采集到的实时数据、视频信号、界面等在局域网内Web发布之后，局域网内的远程用户可通过客户端登录IP方式，实现对数据进行监控、视频查阅等功能。为保证系统安全，设置登录权限，区分查看与监控、管理用户。

3 应用效果

(1)NAGM-2008天然射线灰分仪测定值与采样化验数据对比见表1。结果表明：灰分仪误差波动范围为-2.49%～2.41%，平均绝对差值为1.63%，小于3.0%，灰分仪测量结果达到了高阳选煤厂的技术指标要求，且误差小，完全能够满足生产监测监控的需求。

(2)通过建立数据视频采集平台，实现在上位软件中集中控制与视频监控功能，这种方式既有利于集中控制与画面监控系统的融合，又有利于设备成本的降低。煤质监控及信息网络平台通过客户端Web登录方式，进行上位监控和视频浏览，不仅可以实现客户端监控功能，同时可以实现多路视频实时监视、历史查看、录像下载等功能，在带宽足够的情况下，可以实时传输视频信号来实现对煤样产品去向的监测。

表1 NAGM-2008天然射线灰分仪测定值与化验数据对比

此外，该网络平台实现协同办公、辅助决策类等深层次分析挖掘和综合利用。对采集到的数据、视频面向集团公司、高阳矿、选煤厂进行有权限数据发布，实现数据共享；分析采集数据，指导生产。

4 结 语

精细化管理的一个重要组成部分就是企业数据的采集、分析、分享，高阳选煤厂建设废弃物及副产品煤质监控及信息网络平台，生产实践表明，高阳选煤厂煤质监控及信息一体化网络可实现高阳选煤厂产品指标实时在线监测监控，在提升选煤厂质量监测精度的同时，也降低了职工的劳动强度。