万州港电数字化燃料全过程信息管理系统方案20140829 - 图文

神华国能（神东电力）集团

万州港电

数字化燃料全过程管理信息系统

建设方案

2014年8月

1 项目背景

万州港电一体化项目位于重庆市万州区新田镇天德村长江右岸。项目规划建设6×100万千瓦超超临界发电机组及千万吨级储煤中转基地，总投资约240亿元。项目分三期实施，其中2012年开工建设一期2×100万千瓦超超临界燃煤发电机组和储煤基地、煤炭中转码头，总投资约80亿元。

万州港电为神华集团重点工程及储煤基地，拥有亚洲最大的圆形煤场。作为万州港电数字化电厂的一个重要组成部分，燃料全过程的信息化建设立足于高起点、高标准，以建成具有亮点的覆盖燃料进耗存、采制化全过程及无人/少人值守的自动化煤场为目标，提升企业的示范工程形象及核心竞争力。

2 现状描述

2.1 基建现状

万州港电仍处在基建期，设置2座直径136m全封闭式圆形煤场，其侧墙高度为20m，每座煤场储煤量25×104t，2座煤场总储煤量50×104t。每座煤场内均设置1台自动圆形煤场堆取料机。

全封闭式圆形煤场采用堆取分开的悬臂式堆料机和刮板取料机配地下煤斗的作业方式。每座煤场内均设置1台自动圆形煤场堆取料机。其中，堆料机采用堆料额定出力3000t/h的水平悬臂式堆料机（不俯仰），取料机采用取料额定出力1600t/h的门架式刮板取料机。控制方式为远方全自动程序/远方集中手动/就地集中手动/检修维护。

每座煤场的中心柱煤斗下设1台活化给煤机作为上煤设备，煤场内还设有事故地斗，地斗下安装1台活化给煤机作为上煤备用设施。煤场内的活化给煤机额定出力均为0～1600t/h可调。

现有入厂煤采样间和入炉煤采样间各1座。其中入厂煤采样间目前暂按与9号转运站合并布置考虑，位于从电厂卸煤码头至煤场的卸煤系统中；入炉煤采样间布置于碎煤机室之后上主厂房之前的上煤系统中。入厂煤机械采制样装置单路布置，与15号带式输送机匹配；入炉煤机械采制样装置双路路布置，一路运行，

一路备用，也可满足双路同时运行的需要，与9号AB带式输送机匹配。

本工程15号带式输送机上设有1套皮带秤及校验装置，作为入厂煤计量及校验设施；9号AB带式输送机上设有2套皮带秤及校验装置，作为入炉煤计量及校验设施。

现有红外扫描测温系统（每座煤场各1套，共2套）、明火检测系统（每座煤场的输出皮带各1套，共2套）及燃料安全信息平台（2座煤场共用1套）。预留1套明火检测系统（安装于2号圆形煤场预留输出皮带上）及燃料安全信息平台的软硬件接口，同时也应留有数字化煤场管理系统的裕度及软硬件接口。

现有一套全厂数字化闭路电视监控系统采用全数字化IP监控技术，点对多点配置，对生产作业面大、连续生产、环境恶劣的场所以及在主厂房内外无人值班的主系统和辅助系统的确需要监视的设备和场所的就地适当位置，布置全天候遥控摄像头，设置闭路电视监控子系统，各监控子系统联网组成全厂数字化闭路电视监控系统。

2.2 信息化基础建设现状

服务器等硬件方面，万州港电已经实现服务器虚拟化，因此在硬件方面本方案不再做考虑。

3 需求分析

神华万州港电公司拟建设一个覆盖整个燃料管理及数字化圆形煤场管理的全过程信息系统，通过统一的软件平台将燃料管理过程中的相关管理流程进行固化，集成设备数据，进行统一展现。重点是用三维数字化实现对圆形煤场的信息化管理，保证煤种先进先出的原则，结合设备远程控制，实现现场少人值守，提高工作效率。

功能需求分为三个方面，具体如下： 1.燃料管理

基础数据管理：包括燃料信息管理、供应商信息管理、燃料化验代码维护、燃煤目录价格配置管理、常用代码维护。

燃料计划、供应管理：包括计划管理和合同管理。其中计划管理包括发电计划登记、年度需求预测、月度需求预测、年度燃煤安排、燃煤计划申请；合同管理包括合同台帐管理、合同执行情况跟踪。

燃料计量管理：燃煤计量管理、燃煤指标管理、燃煤月指标考核。 燃料综合管理：燃料管理的一切其他应用。 2.数字化圆形煤场管理

进耗存数据管理：与煤场进出皮带秤对接，远程获取进耗数据，并对数据进行修正。

三维煤场动态展示：实时对煤场的各项操作后的煤场状态进行检测、显示、数据判断；准确直观显示煤场三维图、平面图和展开图，以及煤场存煤信息（包括存储位置、煤质、堆放时间、煤堆角度、煤堆密度、煤堆重量等信息）。能提供煤质数据手动录入和修改方式，修改后结果实时显示在煤场地图上；煤质超标及堆放过期时能自动报警，指导先进先出堆取煤；煤场存煤量以不同颜色直观显示，存煤量超出安全极限时能自动报警；能精确获取堆取料机在煤场中的位置。

煤场盘点管理：与盘煤仪对接，根据盘点结果远程实时呈现盘点图形和盘点数量。

掺配煤管理：通过配煤掺烧的专家系统对现场的煤炭进行理论优化方案制定。该功能为以后可能出现多个煤种作考虑。

3无人值守

通过与堆取料机程控系统的自动接口实现现场无人值班功能。

4 方案设计

4.1 建设目标

建设覆盖需求计划、采购、合同、入场、库存、入炉、成本核算等环节的数字化燃料全过程信息管理系统。重点放在数字化三维煤场，通过三维数字化技术实现对电厂从燃料入场后到入炉前的精细化管理。

1、整合燃料管理各环节信息和资源，梳理神东电力万州港电燃料的计划、

采购、合同、调运业务流程，通过计算机技术加以固化，以约束、高效为价值取向，达到降低人力成本、提高管理效率和管理质量的目标。

2、采制化及计量过程保证煤质数据安全、公正、真实。

通过与采样机设备、制样机设备及皮带秤设备数据进行整合，自动读取采制样设备及皮带秤数据，达到减少人工操作设备的项目、频次，提高工作效率的目的。对采样制样过程二级编码三级加密管理，保证企业的燃料验收工作自动有序进行，减少人为干涉，防止作弊使假的发生，减少管理漏洞，提高数据的准确性、安全性和透明度。

3、通过三维数字化技术实现对圆形煤场的动态管理。

根据堆取料定位装置对堆取料机准确的定位，同时通过激光盘煤仪实现对煤场堆取煤、盘点进行扫描，扫描结果实时形成三维图形出现在系统中，通过煤场分区管理指导相关煤种的先进先出，以不同颜色显示不同煤种，对存放时间给出相关提示和报警。对储煤场储存的煤炭进行分区的数字化管理，为配煤掺烧提供了可靠的依据，对煤场的现有储存煤炭量实时动态下的监控及管理，确保储煤场的煤炭进、出数量平衡。通过配煤专家管理系统，提出采购来煤入煤场的预掺配、煤场取煤的二次掺配、原煤仓入炉的终掺配的三级配煤机制，利用先进的配煤理论和配煤模型，实现对燃煤掺烧的精细化管理。

4、通过网络链路将堆取料机控制PLC及直控点功能远程移植到中控室，实现现场少人作业，减少煤场现场人员。

4.2 建设范围

我方将为神华万州港电公司建设一套包括整个燃料管理和三维数字化圆形煤场管理的燃料全过程信息管理系统。本系统包含软件层面和硬件层面的建设。具体如下：

软件层面包含计划合同管理系统、入厂验收系统、标准化实验室管理系统、数字化三维煤场管理系统、配煤专家系统、远程监控系统、智能统计分析系统、基础信息管理。其中入场验收系统需要从皮带秤计量装置取相关计量数据；标准化实验室管理系统需要与采制样装置做接口；数字化三维煤场管理系统需要与圆形煤场安全监测系统做接口，需要相关系统厂家为我方提供相关接口；远程监控

系统模块需要全厂闭路电视监控系统提供视频信号，对于监控点不足的情况建议在全厂闭路电视监控系统中增加监控设备，本方案不再增加硬件设备。

硬件层面为了满足万州港电的需求，我们提供激光扫描头、扫描现场智控器、堆取料机定位编码系统、无线工业AP、雷达扫描器、超声波扫描器、无人值守智控器以及电线电缆、辅助配件等相关设备的布置、安装、调试工作。

通过统一的软件平台将燃料管理全过程中涉及的相关设备数据进行集成连接，实现燃料全过程数据的统一展现。我方提供本系统给集团公司燃料管理系统的保留接口。

4.3 总体方案介绍

4.3.1 方案概述

针对万州港电对燃料管理、圆形煤场管理及无人值守的需求制定本方案，本着严谨、实用和先进的原则制定本方案。通过管理流程的梳理提高燃煤管理的有效性和及时性，并采用闭环管控技术将各个业务流整合在一起，实现资源共享，告别信息孤岛。其次通过相关软硬件设备，实现煤场生产各环节数据的精确采集、自动入库、智能分析和决策支持。最后通过数据库技术整合燃煤管理环节已有的其他设备/系统数据，构建强大的底层数据平台，减少数据管理环节中的人为干预，为煤场安全生产管理提供有力保障。企业通过信息化平台建设可以加强数据管理，实现资源共享。

4.3.2 方案特点

1、实现远程控制、现场少人值守

可以在燃料中控远程控制堆取料机，实现现场无人值守。远程集中控制是在非现场中控室内设置堆取料机作业执行终端PC，通过网络链路将堆取料机控制PLC及直控点功能远程移植到中控室，实现现场无人作业。中控室设置直线急停手动按钮，用于网络链路故障时，急停堆取料机作业。 2、专业模块职能化

针对计划合同调运、采制化、煤场管理等业务，使发电计划、验收现场管控、

配煤专家等独立子系统为涉及燃煤管理的专项内容进行业务处理，并在总体上进行信息集成，加强了各个独立过程的信息流通和处理能力。 3、计量方式同一化

利用激光测量技术，获取煤堆外形、体积，并结合重量、计算煤堆平均密度，再根据历史煤质-密度-重量关系，使生产过程统一到重量、体积、密度和外形四个标准下，而不再是孤立的方式来衡量：入厂验收用称量重量、煤场存煤用盘煤体积、入原煤仓用煤面感应、给料入炉用皮带重量，保证了进存耗全程的协同性。 4、存取煤三维动态精细化

利用煤场全自动盘点技术实时监控煤堆，将取料、堆料的每个过程引起的煤堆外形变化扫描并记录，结合煤质数据，可描绘出煤场存煤每个分区、每个层面的煤炭重量、煤炭质量，为掺配煤的定点取煤提供基础支撑。 5、集成设备自动化

集成计重设备、采制化设备、辅助控制设备等，对入厂过程实现自动读数和多次编码，减少人为干扰，提高可靠性。 6、计量结果双线对比

系统融入激光测量技术后，通过建立的多点密度、密度-煤质智能关系库，可用来对不同位置的煤炭重量、煤质变化作定性的分析，可对入厂的煤炭质、量异常进行预警，对传统的通过计量工具测量出的量、质作对比判断，加强了数据的准确性、安全性，并强化了数据的可追溯性。

4.3.3 设计理念

数字化燃料全过程信息管理系统将重点放在对圆形煤场的管理，以激光技术在燃料管理中的运用为核心，以综合系统的管理燃煤生命周期为基础，实现煤炭的体积、重量、密度和图形的统一和煤质预判，设计以分区为基础的煤场存煤管理和掺配煤专家系统。

具体来说主要是： 1、进煤环节：

利用先进的激光测量、无线射频等技术将现有设备进行集成，对燃煤入厂过程中的无人值守计量、无人操作自动采样、煤场现场无线扣吨、化验数据汇集审

核进行管理，从入口处掌控燃煤情况，去除了人为的将入厂验收和煤场存煤分割后造成的两个部分信息脱节的问题。 2、存煤环节：

能够对万州港电圆形煤场按照分区思想进行综合监管，实现煤场燃煤的进、存、耗三个环节的数据联动，并以图表形式动态展示煤场状态，包括不同煤场和同一煤场不同层级的煤量、热值、全水分、硫分、标单价格、堆存时间等。

可以与入炉皮带秤等设备进行接口，采集相关系统的数据，并分班、分炉、分区域进行数据统计，避免数据的重复录入，提高工作效率；可以与煤场温度传感器接口，出现温度超标情况进行报警，加强对存煤安全性的监管，并为后续的掺配方案提供前期准备。 3、耗煤环节：

根据机组负荷和安全性、经济性、环保性需要，按煤种、煤质、堆存时间等配煤掺烧和煤场管理的要求，提供最优堆、取煤方案。也可以根据配煤原则提供多种配煤方案，为运行管理者提供快速参考，指导采购供应和配煤掺烧工作，提高运行的配煤效率。 4、管理环节：

全程对各个工作点的数据的如实记录和管理，对整个流程中的数据的追溯和复查提供支持。提供完善的管理统计报表，定制的报表和台账有分类统计和累计汇总功能，并可按设定时间自动生成并保存，提供输煤部燃料供耗存日报表，月报表，年报表。系统具备自定义报表功能，自定义报表可保存为模版，下次可直接调用查询，除了直接的查询打印外，还可扩展导出等其他输出方式。

通过上述几个部分的有机结合，协助强化电厂燃煤验收过程、燃煤存储环节和燃煤入炉耗用环节的管理和控制，并对燃料的采购、使用全程提供智能化的专家决策分析辅助，方便企业领导对燃煤的全面管理和统筹决策。

4.3.4 设计原则

1、模块化原则：分层次、分模块设计，突出专业职能部门的应用，强化模块的内聚，做到模块并联，自由裁制，扩展灵活；下联各类设备，上联多级管理机构，横向能与企业信息其他系统相联。

2、一体化原则：统一平台、统一流程、统一标准、集中部署。 3、标准化原则：数据编码标准化、业务流程标准化、管理制度标准化。 4、互相监督原则：利用激光测量技术与现有的计量技术，对进厂的煤炭进行双路管理，做到了计量单位的统一，提高了企业对煤炭实时管理、互相对比、协助纠错的能力。

5、数据安全原则：来煤、采制化数据的接入直接从设备上获取， 减少手工抄录环节，数据转化自动计算避免人为因素影响实验数据准确性、 公正性。内部数据不能任意修改，需一定权限人员在审核情况下才可进行数据维护，提高数据的可信和操作过程的可控程。

6、系统安全原则：系统需能够保证7×24稳定运行，在突发情况下不能影响电厂燃料运营的正常工作， 保证工作的连续性，在工作连续性的基础上，保证采制化数据的准确性和可靠性。

4.4 总体方案设计

4.4.1 总体流程

4.4.2 总体架构

设备层：充分利用现有的设备，不能满足燃料全过程管控需求的设备进行建议增设。

数据层：数据层作为数据的存储层，将分散的数据在数据库服务器内作保存的同时，也考虑远端仪器设备等实时产生的各类数据，如皮带秤计量数据、化验数据、采样数据等，接入同步问题和相关文档资料的保存。

控制层：控制层主要将各类基础功能按照系统开发与应用的要求进行封装，为业务和展示层提供底层程序支持，也方便后续的开发维护，实现对相关设备、的数据采集。

业务层：重点关注万州港电业务流程、设备控制过程、信息处理过程、计算方式和数据流向等内容，为用户不同的业务需求进行适当的修改和调整，以满足不同的业务需求。建立统一的应用平台，实现燃料管控系统，系统管理、系统安全等基础模块统一规划开发。

展示层（UI层）：将数据通过友好地用户界面，按照不同的要求呈现给使用用户。

4.4.3 系统组成

燃料全过程信息管理系统计划合同管理系统燃料入厂验收系统数字三维煤场管理系统标准化验室管理系统智能配煤专家系统远程监控系统智能统计分析系统基础信息管理

燃料全过程信息管理系统由多个子系统来构成，每个子系统又包含若干功能实现项目，将工作流程和各类数据处理用软件固化下来。其中各个子系统的简要说明如下表：

序号 1 2 功能系统 简要说明 备注 计划合同管梳理神东电力万州港电计划采购合同流程，固化在系 理 统中，提高管理效率。 燃料入场验确定来煤情况后，实现对主要环节自动验收、调度， 收 实现卸煤的分配和指导，减少验收过程的人为干扰。 配合全自动盘煤仪的使用，对煤场分区、存煤煤质状数字三维煤况进行精确管理， 并用三维图形对煤场和煤仓情况进 场管理 行直观展示，并对上煤取煤量进行检验，加强对煤场的管理。 通过对制样、化验环节使用标准的接收、登记、处理、标准化验室产生结果这种方式管理，再配合多次编码、复查对比、 管理 多级审核、视频监督等多种保障手段，加强化验结果的准确性。 通过与卸煤、入原煤仓和入炉三个环节的设备配合，智能配煤专利用专业的多种配煤模型，将燃烧所需要的煤质要求、 家 实际掺配的煤质结果、燃烧后的各项指标进行对比，不断优化配煤结果。 3 4 5 序号 6 功能系统 远程监控 简要说明 通过视频监控对各个环节现场进行监督控制。 备注 7 对每批次详细煤质、煤量查询；对进煤数量和煤质趋势均值查询；对发电用煤量和煤质趋势均值查询；对智能统计分入厂、入炉煤热值差进行对比分析；对燃煤的标单进 析 行统计分析。为各级部门和领导提供专业的和定制的统计分析，方便对数据的解读和展示。 提供对系统使用用户的登录名、密码、权限等信息的基础信息管设定，并可由系统管理人员对账户进行锁定、解锁、 理 操作日志等进行处理。 8

4.5 详细方案设计

4.5.1 计划合同管理系统

计划、采购管理流程将严格按照神华万州港电及神东电力集团管理流程设计。充分考虑未来与集团公司的接口。

计划合同管理系统是在宏观方面对一定时间段内的发电情况、需要耗煤情况进行先期的一种计划管理手段。

计划部分主要是根据相关领导机关制定的年计划发电量、企业调整后的月计划发电量、预测的日发供电情况等内容，再配合发电源部分的电力负荷预测，而对发电机组的负荷情况进行计划和调整，并按照发电与煤耗的相关关系预测年度和月度煤耗量，再根据现有库存量等条件制定燃料的年度采购计划和月度平衡计划。

合同部分主要是针对燃煤采购过程中的所有供煤进行管理，该部分将内部采购、外部采购、集团统一采购和地方采购多种方式统一管理，将所采购或将会供应到厂的煤总量进行了监管，方便后续对来煤情况的统计对比和预报。

4.5.1.1 发电计划管理

发电量计划主要是在录入发电量数据的基础上，对数据进行预测、比对。分

为中期的年度、月度发电量计划，以及短期的当日、分时的发电量计划。这些计划又划分为计划数据和实际发电量数据，通过相关部门人员将这些数据的录入比对，再结合日期信息、天气和温度预报数据、时间片段信息和节假日等标注信息来形成历史数据源。通过系统内设置的负荷预测分析算法，对发电过程中的负荷峰值产生时间、负荷稳定情况协助进行预测，并制定后续的发电量计划。系统能根据发电量、煤耗、厂用电率等指标计算标煤量。各计划具备查询、增加、修改、保存、删除、传递审批和流程跟踪等功能。

其中主要的功能包括： 发电计划编制（年、月、日） 实际发电量录入

预测负荷数据显示 预测与实际对比评估 发电耗煤量预估

设备检修计划编制

4.5.1.2 采购计划管理

年度煤炭需求计划编制。企业根据发电量及年度燃料需求量编制年度煤炭需求计划。年度煤炭需求计划主要按电厂、订货矿点、计划数量等进行编制。

需求计划审批汇总。年度煤炭需求计划可由发电厂编制后提交给分（子）公司审核汇总，形成分（子）公司的年度煤炭需求计划、提交于集团公司进行审批，逐层汇总平衡，统一协调。

年度需求计划查询。系统提供用户自定义查询功能，可按创建计划的时间范围、计划流程状态（分（子）公司审核、审核通过确认、已退回需调整），创建人等等设置查询条件，且可以动态定义显示的内容及列的显示顺序。

年度煤炭需求计划

填报单位： 年 单位：MW、万千瓦时、万吉焦、克/千瓦时、%、吨、兆焦/千克、千卡/千克 单位 名 装机容量 年计划发电量 年计划 供电标 供热标 发电厂 标煤量 入厂煤热值 入炉煤热值 入厂入炉煤热值差 期初期末煤炭需求量 库存 库存 月度煤炭采购计划编制。由电厂根据月度发电量及月度燃料需求量编制月度煤炭采购计划。月度煤炭采购计划申请表主要内容包括：计划编号、计划类型、

计划种类、计划期间、分子公司、发电企业、供煤单位/矿点、采购类型、计量单位、煤种、运输方式、计划发电量、预计耗煤量、库存量（月末库存、目标库存）、需求量、计划进煤量等。

月度煤炭采购计划审批汇总，月度煤炭采购计划查询。系统提供用户自定义查询功能，可按创建计划的时间范围、计划流程状态，创建人等等设置查询条件，且可以动态定义显示的内容及列的显示顺序。

4.5.1.3 采购合同管理

系统能够实现燃料、运输、服务等合同的起草、审批、归档、统计分析等功能，实现集团公司关于燃料合同审批管理的要求（年度跨省合同通过分子公司报集团审批，年度省内和现货采购合同由分子公司审批）。通过合同审批管理控制合同签订和结算支付等重点环节，防范风险。能够对合同的量质价等主要指标进行统计分析，与入厂验收情况相对照，监督合同执行情况（量质价的差异）。

合同类型设置。系统设置多种合同类型，不同合同类型对应不同的合同模板、审批流程。系统预设的合同类型分为全国订货合同、区域订货合同、市场采购合同。

合同录入。系统根据合同类型、运输方式不同组合形成多种合同格式。在合同录入前用户选择运输方式，系统确定合同录入格式，进行合同录入，合同中记录供应质量要求、价格、税费、运输方式、结算方式、计价方式、运杂费、索赔情况、验收标准、供应量等一系列合同内容。燃料合同的质量条款量化，记录详细的质量扣减条款，以便在燃料计价时自动扣减单价或者数量；不仅考虑了热值因素，还可以对挥发份、硫份、水分、灰份等化验值进行量化处理。同时记录最低质量要求，达不到要求的或者掺假的可以进行索赔处理。可以换算标煤电价，和集团和分公司制定的价格政策进行对比，超标时能自动预警。

合同审批。系统可根据用户实际业务情况自定义审批流程，且可自定义设置判断分支条件。如按金额、标煤单价、数量等作为判断分支的条件。同时系统提供合同的集中审批功能，为集团公司和分子公司用户集中审批下级的合同。

合同变更及跟踪。合同在生效后由于某些原因要进行修改，系统通过合同变更功能来实现，系统记录了合同变更的情况，合同的变更不改变和的状态，只是

记录合同变更数据。

合同打印。系统提供word文本打印方式，对合同进行打印。实现所见即所得，不需要再使用第三方的文件来打印。

合同完成情况。对合同执行率、到货情况、质量情况、付款情况的统计、分析和评估，同时还要根据检斤检质、亏吨亏卡等数据的统计和分析，向供应商进行索赔，并对供应商信誉进行评估和考查，燃料合同管理关键在于合同执行情况及相关事项的跟踪管理。通过对合同的跟踪执行，可以对各供应商及供应燃料质量进行评价，从而指导采购部门有针对性的执行采购任务，采购到性价比最优的燃料。

4.5.1.4 供应商评级查询

按神华国能（神东电力）集团燃料管理信息系统中供应商信息结构建立供应商信息维护功能。供应商评价功能支持自定义评价条件，可根据供应能力、煤种、供应量、供应占比、计划兑现率、质量偏差率、到厂标煤单价价格优势、信誉等指标进行评价打分，并能按以上主要指标进行排序，生成评价报告。

系统实现供应商档案基本档案信息的查询和维护管理功能，档案信息需包括开户行名称、银行帐号、公司名称、法人代表、法人代表电话、地址、供煤片区、供煤煤矿、运距、煤矿规模等（档案信息的主要内容参照中电投燃料供应商管理办法），以便带入合同档案属性中。根据记扣信息（可以加入其它信息）系统对供应商进行评级，每月提供评级结果，便于选择诚信供应商。

系统提供对合同的执行率、质量情况、完成情况等统计分析，提供合同查询、合同执行情况跟踪查询。通过对单个供应商的供煤煤质、合同执行情况、供煤的标单分析等多个数据的综合分析，再结合用户所指定的其他指标来完成对供应商的评价体系。系统在后台通过算法实现对供应商的评级后，按照常用的打分制或评星制将结果进行展示，使用人员在合同签订时可参考评级标准对供应商进行选择。

4.5.1.5 来煤预报管理

来煤预报管理的主要目的是对将到来的煤进行提前知晓后，为后续的验收、

接卸、上煤等工作制定工作计划和对应的人员安排。它是整个燃料现场管理中一个重要环节，对工作量、工作强度、工作排班等内容有指导作用。对于系统管理，它又是对供应商船舶停靠工作安排的一些重要数据。

燃料采购人员在合同签订的供煤周期内与供应商联系，确定供应商在第二天，或接下来的时间段内将运输到厂的煤炭，包括发货矿点、运抵时间、运输总量等数据，并编制填写入下表的来煤报表。

来煤预报日报表

填报单位： 吨 供货单位 矿点 煤种 运输方式 状态 预计抵达时间 数量(吨) 备注

年 月 日 单位：

4.5.2 入厂验收系统

入场验收系统主要针对船运煤到厂后的工作流程进行处理。来船靠泊后进行水尺测量，通过卸船机将来煤卸至输煤皮带，通过入厂煤皮带秤自动称量计数，机械采样机自动采样并收集样品，输煤皮带通过输煤程控将皮带上的煤输送堆放至煤场或直接上到原煤仓中。系统考虑工作流程，将整个过程分为来煤识别、进厂煤煤炭测量、自动采样、自动计量和出厂管理。

4.5.2.1 来煤识别

工作人员完成靠港信息的录入。在接收到随船大票后，工作人员对大票数据进行录入，实现来煤的识别和登记。

4.5.2.2 自动采样与编码

系统通过与采样机对接。在验收系统和采样机之间形成了三层控制机制：第一层，系统能够了解来煤的供应商信息、来煤总重量以及卸煤时间等信息，那么就可以生成该批次的煤应该采样的采样点数、所采的子样重量、采样机运行时间、采样间隔等信息，实现对该批次来煤的信息屏蔽；第二层，作为系统与采样机的接口层，负责与采样机的通讯和信号识别处理，该层可将第一层所产生的采样方案发送给采样机，也可接收采样机所反馈回的各类信号，协助了解采样机的运行状态；第三层，为采样机，在这种方式中，采样方案由上级系统进行管理，采样机才能成为专职的执行采样的设备，采样机只需要按照系统的启动信号，采样方案信号进行操作，在打包或集样时，通过一个可变的编码来代替供应商信息，这样保证了采样机对所采的煤样的信息的屏蔽。

在自动采样环节中，系统对每个集样桶或所使用的每个样袋用一个二维条码进行标注，产生的这个二维条码即是全系统中的采样编码（一次编码）。该二维条码包含所装煤样的采集时间、供应商的可变编号、采样机编号、集样桶号等信息。

4.5.2.3 计量管理

燃料管理系统的计量采用了两种方式互相对比：1、水尺计量；2、皮带秤计量；

船运煤的计量当前主要是用水尺标高计量方式进行，该方式是根据阿基米德定律，通过检测船舶排水重量计算装卸货物的重量，是简化手续的一种方式。系统对这种计量的管理主要是在相关工作人员录入空船重量、固定存储量、船舶常数等船舶信息后，结合每次运输过程中的六面水尺数据、港口水密度等数据，对运煤重量进行自动计算，并利用误差分析方法、该船的运输历史数据等情况对运输重量进行复核，提高对计量准确性的判断。

而简单的采用水尺计量的方式存在误差较大的问题，如水尺通常标到分米级别，厘米位的判断需要人工估计、船舶压舱重量可变、水面上下存在一定的波动，因此单一靠水尺计量不利于对重量的精确计算。系统又采用与输煤皮带的皮带秤进行对接的方式，该方式直接获取卸煤后皮带秤所计量的重量，为皮带上的煤流重量进行累加后得到运输煤炭的总重量。

皮带秤的计量受设计原因和现场环境的影响，同样存在计量偏差的问题，通过体积、密度和物料图形对重量进行一个反算，从而再次对计量结果进行复核。

4.5.3 标准化验室管理系统

4.5.3.1

制样来样登记

制样来样登记是在采样完成后，采样人员将所采煤样转送到制样室时，制样室工作人员进行样品的接收、登记，并提示操作人员将煤样存入样品柜中的工作模块。

煤样存入样柜后，录入送样人信息，系统自动记录接样人、接样时间等信息，该次来样登记完成。

系统在采样过程中将供应商信息进行屏蔽，采样机程序接收到的只是供应商的一个可变的编码，而采样机在封装后，系统打印条形码并粘贴到集样桶或样品

袋上，对供应商和运煤测量再次进行了屏蔽。煤样在送到制样室后，通过扫描条形码，系统在后台自动查询供应商信息，仅仅提示操作人员将煤样放到某个存样柜或存放区域中，杜绝了操作人员因知道供应商后的部分违规行为。

系统运行需要在制样室设置存样柜和条码读写装置等，配合视频监控，整个过程能够做到有效监管。

4.5.3.2 合样及编码管理

煤样合样是一个批次的煤样接收完成或所接收的煤样量达到一定的数量后，系统提示当班制样操作人员将一个或几个柜内的煤样取出，按照同一供应商或同一矿点的煤样混合制样的过程。在该过程完成后，系统自动生成每个供应商的煤样的制样编码（二级编码），操作人员打印后粘贴在煤样袋或煤样瓶上，送交化验。

合样的主要工作流程是：

1、系统提示操作人员是否准备进行制样，操作人员确认需要开始制样； 2、系统对样柜内满足制样条件的供应商的煤样生成合样归批清单； 3、分供应商将合样归批信息在LED屏上显示，指导制样员从样柜取煤样； 4、制样员取出一个供应商的样品时将每个煤样进行扫描，系统记录比对样品；

5、一个供应商的样品取完，且制样员制样完成，可操作系统打印二级编码； 6、重复4、5步工作，直到所有供应商的煤样制备完成，向化验环节交接。 在制样环节，需要制备0.2mm，3mm的多种煤样用于不同用途的化验，另外还需要保存存查样、纪检样等，因此，针对同一个供应商的不同用途的煤样二级编码，系统将使用相同的编码前缀，但是使用不同的标识号来进行区分。

4.5.3.3 存样控制管理

1) 台帐管理功能 存备用煤样时，操作人员通过扫描样瓶上的条码标签，录入样品存放位置，保存数据时自动记录存样时间、存样人等信息，自动生成存样台帐。

2) 定置管理功能 操作人员通过设置查询条件，可以查询需要查找的存查样的存放位置、存放时间等信息。

3）到期提示功能 管理人员可以在系统中设置存查样到期时间间隔，在存样样品已经结算完毕，达到设置的到期间隔以后，系统自动通过弹出提示窗口和发送系统提示短信的方式对管理人员进行提示，将到期存查样数据标注为红色。

4） 销毁记录功能 系统自动采集燃料管理信息系统结算信息，结算后的批次来煤，符合销毁处理条件的提示存查样到期。存查样到期以后，可以对样品进行销毁处理。操作员对实际存样做销毁处理，同时在系统中对相关记录做销毁处理并将相关信息录入到系统中，如系统记录销毁时间、销毁人员，自动生成销毁台帐。

5） 未到期销毁闭锁功能 未到期存查样系统默认为不可销毁。如操作人员进行销毁记录操作时，系统自动提示样品未到销毁时间，不能进行销毁操作，后续程序闭锁并弹出预警窗口进行提示。

6）存样间控制 在系统中设置制样间、存样间温度、湿度的正常范围，制样间、存样间实现温度、湿度自动调节功能，系统自动采集制样间、存样间的温度、湿度，将采集数据与系统中设置的正常范围进行对比，如果超出正常范围，系统闭锁及弹出报警窗口提示操作用户。

4.5.3.4 化验来样登记

化验来样登记是在煤样制样完成后，工作人员将制备的化验样转交到化验室的过程中进行交接、登记和后续处理的工作模块。

化验人员在进行来样登记的时候，用条码扫描枪扫描样瓶上的二维条码标签，系统将样品的种类、粒度、数量、重量、时间等信息自动带入进行显示,化验室接样人可对样品记录和实际样品情况进行对比，如果存在较大差异可以拒绝对样品的接收，并进入异常处理申报。

接收样品完成后，班长或接样人用条码扫描枪扫描样瓶上的二维条码标签，同时根据需要选择三次编码，则系统自动生成样品对应的三次编码，如果样品符合必须进行平行样化验的条件，系统自动进行平行样编码。样品三次编码由两部分组成，第一部分为样品的编码，第二部分为相同样品编码的顺序号，这样进行平行样编码的时候，系统编码既能确保来源的一致性又能区分各自使用的不同。班长或技术员将计算机分配的编码与操作人员标签一道贴在试验瓶等容器上面。三次编码完成后，由化验班长分配化验任务，进入化验环节。

4.5.3.5 称量数据管理

管理员在系统中设置国标要求的样品重量参数，化验员接到样品后，在化验各项目时，将三次编码扫描进计算机系统，按国标要求必须保证进行平行样化验。

样品称量天平与计算机连接，在进行各项化验涉及的样品前后几次重量称重时，操作人员在天平上称量样品的重量，然后按天平上的数据传输按钮，系统自动采集天平重量，并对采集的重量按照系统中设置的参数进行数据正确性判断，如果符合标准则保存传输的样品称重数据，如果不符合则进行报警，在系统中弹出报警窗口，播放报警声音，进行颜色闪烁对操作人员和管理人员进行提示，同时自动发送报警短信给系统中设置的联系人的手机，在系统中自动记录此次异常报警的完整信息。

4.5.3.6 煤质数据汇集

煤质数据汇集主要是通过将化验仪器的操控电脑接入网络后，系统主控人员远程获取电脑中所保存的化验数据并提交，或者直接通过仪器操控电脑将数据上

传至数据库服务器中，从而实现所有化验指标的手动或自动汇集。

化验数据通过主控人员远程获取并提交时的操作流程是： 1、用户通过选择时间区间可实时的查阅到相关仪器的化验数据； 2、经用户对有效的化验结果数据进行筛选再提交； 3、在其提交的过程中系统自动判断其平行样是否超标；

4、数据提交后，主控人员对数据进行再次比对确认，提交系统自动进行合并。

煤样的所有指标提交并确认后，系统将根据提交上来的数据，包括平行样数据和多种指标数据，自动合并在不同的指标结果上，形成一条化验分析数据，由主控人员进行检查。所有的化验数据检查完成后，班长打印《原始化验记录台帐表》签字留底，系统将自动将校对后的化验数据提交给燃料管理领导审核。

另外，化验仪器数据提交的规则支持自定义，更加方便灵活的处理化验仪器所需更为精确的数据。如对于某些重要指标，设定必须做平行样化验，未做平行样化验，则系统自动认定单一样品检测值为无效数据，不进行上传，程序闭锁并进行语音提示或报警。当取数接口异常时，可手工录入数据（需特殊授权），需记录数据来源（取数、录入），录入人、录入人时间。

4.5.3.7 化验数据审核

系统按照工作程序建立化验结果内部二级以上审核制度，并把制度规范化和程序化，做到自查、互查、督查。化验室对出具的数据进行质量控制，化验部门主管领导对化验结果进行审核管理，设立多层次不同级别的访问权限以及对多种编码的不同解码力度的管理，保证数据的完整性和保密性。

化验数据审核主要是部门领导对通过化验室检查后的化验结果进行审核。根据管理需要，在数据审核阶段，系统能自动进行解码，与相关入厂、入炉的供应商进行匹配，再自动对化验数据与历史数据对比，另外根据热值、全水分、灰分、挥发分等数据的线性关系，对同一煤样的各个化验项目数据之间对比判断，对于与历史数据有较大差别的数据系统自动标注不同颜色进行提醒。

在一些情况下，因管理需要系统提供对化验数据维护功能，实现对已“批准”的质量数据进行修改的功能（需单独授权），在用户修改数据时要求必须要说明

原因进入修改审批流程。

在数据完成审核后，能跟据用户自行设定的报告模版进行打印/生成指定的报告单。报告单均配有报告唯一编码，用于标志报告的唯一性。

4.5.3.8 化验煤质评估（预估与实测对比分析）

化验煤质评估是对通过入厂前对煤质的预估和化验结果的对比分析，加强数据准确性判断和煤质预测能力。

煤质预估是在煤炭运输工具进厂前，通过对船上的所装载的煤炭体积的测量，再结合多次计量的数据，计算运输工具上装载煤炭密度。系统针对某些区域、矿点的煤炭建立装载煤炭密度-煤质关系表，通过煤炭密度范围可以对煤质的分布区间进行定性判断。对于化验结果需要滞后的情况，如直接上煤、分区存放以及指导扣吨有重要意义。

在一个批次的煤炭化验结果出来后，系统通过对化验煤质和预估煤质的对比可以起到多种作用：1、对化验煤质结果进行定性校验。在某些情况下，如果化验结果与预估结果存在较大差异，那么可以通过对化验结果进行抽查、复查等方式对化验过程进行再判断。2、对预估煤质的准确性进行修正。在多次对煤炭密度-煤质关系表进行修正的同时，可以利用相关的数学模型对装载密度和煤质的关系进行拟合。通过这样的方式加强后续预估煤质的准确性。3、对计量器具的准确性进行预警。如果化验结果和煤质预估结果存在一定的偏差，但是化验结果值和煤质预估值可能都没有问题，那么可以对所使用的计量工具进行检查，在通

常情况下计量工具由于存在定时检测的问题，所以计量工具可能存在计量偏差，通过前面多种问题的排查，可以对计量工具的准确性进行预警。

4.5.4 数字化三维煤场管理系统

针对万州港电硬件配置位置及作用： 1、激光扫描仪

激光扫描仪为三维煤场动态测控系统数据采集主要传感器，用于获取煤场煤堆表面特征点三维坐标。旋转云台用于带动激光扫描仪旋转，实现煤场全范围的三维坐标采集。系统根据煤场实际结构及尺寸，选择使用扫描仪实现对煤场表面三维数据的实时采集。激光扫描仪按照一定频率发射激光线获取煤堆表面数据，并结合扫描仪激光器自身的旋转和旋转云台辅助旋转实现一定范围的数据快速采集。

2、传感器安装位置：

堆料机安全作业监测雷达传感器安装在堆料臂上，用于监测煤堆距离大臂高度，并随时对堆料作业安全距离进行预警。

取料机安全作业监测超声波传感器安装在堆料臂的前端、中部、后端部位，用于监测煤堆距离大臂高度及左右距离，并随时对取料作业安全距离进行预警。具体安装位置见下图：

雷达传感器X3中间1一个，大臂左右各一个取料臂堆取料机堆料臂超声波穿感器前3个，中3个后2个

3、智控器 智控器是集信号采集、调理、控制逻辑、协议解析为一体的高度集成专用设备。其由采集接口、调理单元、计算单元、控制单元、存储单元、解析单元、显示单元、输入输出单元、数据交换单元等组成。

采集单元调理单元显示单元输入输出单元控制单元解析单元存储单元计算单元数据交换单元 各类传感器信号经过输入输出单元接口进入，通过信号采集单元进行预处理后进入调理单元使信号稳定可靠；通过计算单元将电压、电流信号转换成数据存储和显示；外部协议指令通过解析单元转换成设备控制命令，由控制单元预定逻辑将设备动作指令向输入输出单元进行指令-信号转换实现设备一系列动作，完成外部协议指令。

数据交换单元用于完成处理后数据与上位系统的交换，通过数据交换单元临时交换实现实时数据采集、控制与数据交换隔离，保证实时数据和逻辑控制的高效运行。

4、雷达传感器

雷达传感器通过主动发射雷达电磁波，当雷达波在煤堆表面反射回来后检测反射波衰减程度及时间，计算出传感器与测量物体的距离。因堆煤时，大量的粉尘会在传感器与煤堆之间形成，采用雷达传感器可有效过滤因粉尘而造成测量误差。

在本项目堆料臂使用3个雷达传感器分别设置直接向下、左侧、右侧实时测量距离，其用途保证堆料臂与煤堆直线、左右距离始终处于安全作业距离，保证大臂工作安全。

5、超声波传感器

超声波传感器通过主动发射20kHz以上声波，当声波在煤堆表面反射回来后检测反射波衰减程度及时间，计算出传感器与测量物体的距离。因取煤时，粉尘不大，采用经济超声波传感器可满足取料臂与煤堆距离的测量。

在本项目取料臂使用8个超声波传感器分别设置在大臂前端直接向下、左侧、右侧；大臂中部直接向下、左侧、右侧；大臂底部直接向下2个。

4.5.4.1 煤场分区设置

在系统中根据电厂实际情况和需要将煤场划分为若干区域，煤场的每个区域存放固定的一个矿或者几个矿的来煤。对于来煤单位多而煤场较小的单位，实施分区管理。通过多功能盘煤仪实现对煤场分区计算分层计算。根据段分层实现对燃煤的精确管理，包括精确取煤、精确计算入炉煤重量等。

系统根据设置的堆放原则结合来煤单位签订合同的煤种、煤质以及历史煤炭质量，指导燃煤到指定的分区进行堆放。

船运煤在输煤皮带上由输煤程控人员进行远程程控或指导进行区域卸煤。用户可以在系统中模拟及预览煤场三维图形上堆放后效果。

操作完毕以后系统自动调整整个煤场及每个分区中的煤炭的重量、质量信

息，并自动接入化验室数据显示每块每层来煤的发热量、硫含量、水分、灰分、挥发分、灰熔点等信息，并更新煤场三维图形。

4.5.4.2 卸煤预案

卸煤预案是系统根据工作人员填报的来煤预报信息，综合煤场状况，利用三次配煤过程的第一次配煤算法，为各个供应商的来煤指定卸煤存放区域，经管理人员确定后下发输煤程控及煤场当班操作人员进行卸煤控制的功能模块。系统可设置为定时自动运行或根据用户输入手动运行，在第二天来煤前该项工作完成。

该功能模块的输入数据为来煤预报信息、煤场分区状况和直供或存煤选择项。系统以配煤专家系统中的第一次配煤为后台处理系统，主要输出是各个供应商的来煤所存放的煤场区域或直供到原煤仓的标号。预案计算完成后，系统提示相关管理人员对预案进行审核。

卸煤预案通过审核后，系统保存预案数据，并通过短信消息将卸煤区域通知工作人员。

4.5.4.3 上煤信息填报

上煤信息是针对上煤的煤量进行录入，包括三个方面的内容：计划上煤量（总上煤量和分时上煤量）、实际上煤量（填报和测量数据）以及各项数据综合对比。

系统根据日发电量要求和分时发电量要求，利用配煤专家系统的二级掺配煤算法，制定上煤掺配方案，管理人员审核上煤掺配方案，审核通过后指导二次掺配煤方案执行。

4.5.4.4 调度要求填报

调度要求填报主要是在上煤掺配方案通过审核确定后，掺配方案结合煤场管理方案自动转化为调度要求，即在某一时间段内，操作人员在某一区域取煤，取的煤重量为多少。管理人员对需要上煤的总量和各个时间段需要上煤的量进行修改、确认，该数据在指导现场工作人员上煤的同时，作为各班组工作人员工作量的核定基础。 8.3.2实际上煤填报

实际上煤填报由现场当班操作人员录入，当班时操作机器上煤的时间和上煤量。

8.3.3实测上煤量统计

系统根据出煤场的堆体测量所测物料体积，结合煤炭重量计算操作人员实际上煤量。另外，系统根据所有原煤仓煤位变化，结合仓内煤炭密度计算入原煤仓的煤量。通过两个数据对上煤量进行复核。 8.3.4上煤量综合统计

系统在得到上述的计划、实际上煤数据后，可对计划和实际上煤量进行对比，进行工作量的核定，同时可综合燃料的化验结果等数据形成下表所示的各个班组的上煤量综合统计表。

白班筒仓存煤数据 发热量(kj/kg) 发热量（kcal/kg） 挥发份Vdaf(%) 硫份(St,ar%) 交班煤位 配煤明细表 配煤时间 8:25 10:30 12:10 14:55 时间供煤 (小时) 机组 2.00 #9#10 1.30 #1#2 2.25 #9#10 1.30 #1#2 环给 #1给 总量 煤量 500 600 500 600 #1筒仓 17162.6 4100 21 0.5 11 #2筒仓 0 0 0 0 #3筒仓 17999.8 4300 25 2.5 13 掺配结果 硫份#2给 #3给 发热量挥发份：(St,ar%煤量 煤量 (kj/kg) Vdaf(%) ) 100 400 100 400 17330 17721 17330 17721 #3筒仓 15069.6 3600 25 2.5 15 掺配结果 硫份#2给 #3给 发热量挥发份：(St,ar%煤量 煤量 (kj/kg) Vdaf(%) ) 350 16953 23.0 0.7 21.8 23.7 21.8 23.7 填报班组 日期 0.9 1.8 0.9 1.8 填报班组 日期 400 200 400 200 2000 #1筒仓 17162.6 4100 21 0.4 15 给煤机给煤总量 发热量(kj/kg) 发热量（kcal/kg） 挥发份Vdaf(%) 硫份(St,ar%) 交班煤位 0 1000 #2筒仓 16744 4000 25 1 18 中班筒仓存煤数据 配煤明细表 配煤时间 16:45 时间供煤 (小时) 机组 0.50 #9#10 环给 #1给 总量 煤量 700 350 16:50 18:35 20:20 20:45 22:20 1.70 #1#2 0.90 #9#10 0.30 #9#10 1.50 #1#2 0.60 #9#10 500 700 700 550 750 350 350 350 400 100 16409 16953 16953 16287 16828 25.0 23.0 23.0 25.0 23.1 1.3 0.7 0.7 1.4 0.8 350 350 400 350 150 50 给煤机给煤总量 1500 2085 425 4.5.4.5

自动区域扫描

自动区域扫描是在一个批次的存煤和上煤完成后，系统自动对作业区域进行扫描，获取区域内煤炭体积外形变化，从而对煤炭分层、分区外形变化，所存煤炭重量变化进行计算，并进行精确管理的方式。

自动区域扫描的主要操作过程是：1、系统通过采集堆取料机回转、俯仰传感器获得堆取料机在煤场的三维坐标，结合其他的定位装置，判断堆取料机在煤场的位置。2、在识别煤场位置后，系统激光盘煤设备自动对一个区域内的煤炭堆体外形进行扫描。3、扫描完成后系统将所扫描的区域外形与原煤场煤堆外形进行匹配，并自动进行覆盖计算，实现对煤堆外形、重量的管理。

4.5.4.6 自动盘煤管理

自动盘煤管理主要是对煤场的存煤数量进行清点，系统利用建设于煤场堆取料机上或煤场固定点位置的激光扫描仪，定期主动采集盘煤仪的数据，生成煤场的三维图形，计算出煤场各个分段体积，并根据煤堆的平均密度或历史密度计算煤场总的存煤量。

通过我们的专业激光盘煤仪，适合各种不同的煤场：储煤罐煤场、长方形煤

场等。能生成各种不同图形：三维网格图形、俯视平面高程图、分层剖面图等。用户可以用三维图形生成报表，将鼠标放置在俯视平面高程图上任意一点可以清楚知道该点煤堆的实际高度，同时在俯视平面高程图中任意点击两点，可以生成沿该两点连线的剖面图形。同时还可以根据用户要求清楚得出煤场任意段的体积。在分层剖面图中，可以清楚的看到每次分层后煤场存煤的层次变化，每层的煤量等，为煤场分层提供前期准备。

同时，盘煤仪系统可提供无任何死角完美盘煤方案。完美的解决了堆取料机远端（外侧面）无法扫描和轨道限位以外的煤堆无法扫描的行业难题。为用户提供机械补偿和数字补偿两种方式。机械补偿：将固定式盘煤仪无法扫描到的地方用便携式盘煤仪进行采集补偿，补偿数据和扫描仪扫描数据可以在一个软件下完全处理，生成完整煤场图形。数字补偿：通过用户在软件中输入限位以外的长度、坡度夹角等，系统自动计算出限位以外存煤数量。这两种补偿方法很好的避免了传统的通过系统模拟数据进行虚假补偿的问题，让扫描盲区补偿真正意义上具有科学性、合理性。

在盘煤效率上，盘煤仪只需堆取料机单程行走一次即可得出轨道两边两个煤场的存煤体积，另外，盘煤仪提供局部盘煤功能，对于只有局部体积发生变化的煤场，只需将扫描仪扫描体积变化的区域就可以盘出整个煤场的体积，大大节省盘煤的工作时间。

4.5.4.7 堆取料作业管理

堆取料作业管理是对堆取料机进行堆煤、取煤作业进行计算机网络控制管理。堆取料作业分为三种方式，分别为：现场手动、远程集中和远程自动控制。根据堆取料机作业安全、可靠要求，并通过大量电厂实践远程集中控制使用比较广泛。

? 现场手动控制

现场手动控制是所有堆取料机作业运行所具备的基本功能。通过驾驶员在现场驾驶室的控制面板上按钮切换进行堆取料机的行走、堆料、取料控制。

? 远程集中控制

远程集中控制是在非现场中控室内设置堆取料机作业执行终端PC，通过网络链路将堆取料机控制PLC及直控点功能远程移植到中控室，实现现场无人作业。中控室设置直线急停手动按钮，用于网络链路故障时，急停堆取料机作业。

? 远程自动控制

远程自动控制是在非现场中控室数字化煤场或数字燃料管控系统内设置堆取料机作业功能模块，通过堆取指令协议直接下达作业指令，由现场智控终端完成指令解析、合成动作逻辑、控制机械动作，作业过程无需驾驶员干预即可完成堆取料作业。

万州电厂项目我们建议采用应用广泛且成熟的远程集中控制技术实现堆取料作业。具体堆取料作业设计如下：

? 配置雷达传感器、超声波传感器、辅助PLC、智控器等设备； ? 智控器和辅助PLC完成本地信号采集及处理，并且完成堆料、取料作业

逻辑和上位机指令解析工作；

? 雷达、超声波传感器实时检测作业臂与煤堆左、右、下的安全距离，为

作业过程进行实时效果评估，及时触发安全连锁动作。

模块整体结构如下：

操作室显示屏操作室显示屏手动操作按钮手动操作按钮堆取料机堆取料机PLCPLC大臂上行电机大臂上行电机大臂下行电机大臂下行电机大臂左旋电机大臂左旋电机大臂右旋电机大臂右旋电机大臂垂直角度大臂垂直角度大臂水平角度大臂水平角度堆取料机位置堆取料机位置??????????......铜缆局域网堆取煤作业堆取煤作业智控器智控器指令铜缆堆煤大臂堆煤大臂雷达测距传感器雷达测距传感器33个个辅助监测辅助监测PLCPLC取煤大臂取煤大臂超声波测距传感器大臂前端超声波测距传感器大臂前端33个个超声波测距传感器大臂中部超声波测距传感器大臂中部33个个超声波测距传感器大臂底部2个超声波测距传感器大臂底部2个上行上行 下行下行左旋左旋 右旋右旋数字化煤场管理数字化煤场管理系统堆取料作业系统堆取料作业管理管理PCPC

本项目堆取料机控制通过PLC的直接以协议指令和加装安全作业检测传感器方式实现堆取煤作业的操作控制。

堆取煤机大臂安装雷达或超声波测距传感器，用于检测大臂与煤堆的距离。在堆取料机作业时，辅助监测PLC实时采集传感器数据，自动判断安全距离极限，实时调整大臂角度，指导堆取煤作业，避免大臂与煤堆发生碰撞，保证堆取料设备处于作业的最佳状态。

现场堆取料机PLC和辅助监测PLC通过网络与堆取料智控器进行数据、指令交互。堆取煤机智控器安装实时历史数据库和工业组态软件实现远程集中控制。

数字煤场管理系统中堆取料作业管理PC通过协议指令对堆取煤智控器实现作业计划下达，收集作业过程信息、报警反馈等。

业务流程：

堆取料机远程集中控制是由煤堆形状扫描、计划编制、指令下达、指令分解、任务执行和信息反馈构成一个作业管理闭环，建立流程化业务管理模型，指导堆取料机堆取煤作业。综合工业自动化技术和业务流程管理，堆取料机作业流程如下：

指令流程流程发起计划员1、堆取煤时间2、堆取煤位置3、堆取煤数量信息计划编制计划编制指令下达数字化煤场管理系统1、指令记录2、堆取煤机状态监视3、指令执行确认4、过程监测方案1、煤堆三维模型数据采集2、任务指令库重组3、堆取煤机状态采集4、指令执行确认5、事件中断执行1、作业区域扫描2、堆取煤机状态采集3、指令执行确认4、任务执行统计1、作业过程反馈2、状态反馈3、报警反馈4、事件反馈指令分解指令下达指令分解堆取料作业智控器任务执行任务执行堆取料机PLC辅助监测PLC信息反馈信息反馈堆取料作业智控器 堆料流程：在人工堆料过程中，由操作人员通过现场查看确定堆煤位置，并实施控制堆料机进行作业。在实际工作中经常由于操作人员的疲劳、注意力不集中或误操作造成堆料超高、堆放区域错误等问题，对煤场的生产管理造成了损失，甚至出现安全事故。堆取料机远程集中控制堆取料既能合理的指导安排工作，又能避免人为误差造成的问题。详见堆料流程图，如下： 调度信息 数字化煤场管理系统 煤场盘点三维图 指令堆取料作业智控器 堆煤臂位置状态确认 1、大臂旋转到指定区域并开启 2、皮带开启 3、卸煤机开启 制定并选择堆料方案

堆取料机各相关组件根据煤场盘点三维模型提供的信息并通过各个传感器的精确定位后，堆料臂开启并在指定区域堆料，当堆料通过传感器测量达到最大值时旋转一定的角度继续堆料，如此往复，直到完成堆煤计划。

取料流程：根据上煤计划中的取料方案，通过数字化煤场管理系统对取料机下达取煤指令，取料机在指定区域、定时定量取作业。详见取料流程图，如下：

1、大臂旋转到指定区域并开启 2、上煤皮带开启 3、梨煤器开启 上煤调度信息 数字化煤场管理系统 指令 堆取料作业智控器 煤场盘点三维图 取煤臂位置状态确认 制定并选择取料方案

堆取料机各相关组件根据煤场盘点三维模型提供的信息及各个传感器的精确定位后，取料臂开启并在指定区域进行扫描测量，确认取煤位置，然后，设备开始取煤，当悬臂旋转到取料区域边界时，悬臂通过传感器定位下降高度，回转继续取煤，如此往复，直到取煤达到计划的量。

4.5.4.8 煤场温度管理

煤场温度管理主要是煤堆温升或温度超标（人工测量温升明显或温度超过60℃）情况下，系统通过预警方式提示操作人员进行降温、防自然处理。

万州港电建设方已经招标红外扫描测温系统与明火检测系统用于检测煤堆表面温度。建议在红外扫描测温系统中增加配套配置便携式测温仪一台，用于现场校验温度变化情况。

燃料全过程信息管理系统将电厂测温监测系统数据进行采集与交换，不做测温传感器配置；燃料全过程信息管理系统在煤场温度管理模块中与红外测温系统做协议接口，由测温控制器厂家提供连接硬件接口方式和协议内容，燃料全过程信息管理系统集成功能。

煤场温度管理连接示意图如下：

测温传感器煤场测温监测主机数据库服务器应用服务器燃料管理网测温传感器喷水枪实时通讯服务器WEB服务器煤场测温喷淋系统（基建建设）大燃料全过程信息管理系统服务器群（结构示意） 通过实时获取的煤堆表面温度变化，绘制实时煤温分布情况图及历史数据走

势图，记录在系统中，同时将温度标注在煤场三维立体图形上面。并根据设定报警限值及时预警。

4.5.4.9 煤场/仓图形实时数据展示

系统以三维模拟图、平面俯视图、剖面展开图的方式全面直观动态展示煤场状态，可以选择查看不同煤场的数据，也可以查看同一煤场不同区域的煤量、热值、全水分、硫分、温度、原煤单价、标煤单价、堆存时间、煤炭总金额等。查看煤场或者分区详细信息的时候，可以显示其中煤炭重量和质量的明细，包括质量是预估还是化验出来的。

如果煤场出现库存量超出系统设置值、煤堆温升或温度超过系统设置值、存煤时间超过系统设置值等情况时，系统在煤场图形上进行对超标区域进行标识，并对操作者进行提示。

系统通过接口数据自动生成筒仓存煤模拟图，可以实时展示各筒仓的存煤状态，包括各筒仓中的剩余煤量、煤质情况以及上煤耗用时间、不同煤种高度及重量等。

示例图

4.5.4.10 煤场预警管理

煤场预警管理主要是针对煤场的库存量超出系统设置值、煤堆温升或温度超过系统设置值、存煤时间超过系统设置值、盈亏数量过大等情况，系统在煤场图形上进行对超标区域进行标识，并对操作者进行提示，同时可以将预警信息通过手机短信息发送到系统中设置的联系人的手机。

如果堆温变化的速度超过了系统中设置的最大变化速度或者堆温超过了系

统中的设置的最大值，则系统自动在图形上进行报警提示。

在系统中设置煤场库存的合理范围，如果煤场库存量超过或者低于设置的库存合理范围，则系统进行报警。

在系统中设置存煤的最长时间，如果发现煤场中的煤炭的存煤时间超过了系统中设置的最大值，则系统进行报警。

系统通过接口实时采集堆煤、取煤时候堆取料机的位置信息，监控堆取料机的堆煤、取煤的过程，如果发现堆取料机没有按照调度指令进行操作，系统自动在监控界面和堆取料机操作室的操作界面上进行报警提示，同时对异常情况进行记录。

4.5.5 配煤专家系统

数字化燃料全过程管控系统平台使用三级配煤的机制，这三级配煤主要是： 1、在燃料运输到厂的卸煤入煤场存煤环节，该环节将按照煤场的要求，根据各个煤矿的煤质情况将煤炭卸到指定区域，从而保证煤场一个区域内的煤质在一定的范围以内，为后续的上煤的掺配提供便利；

2、在上煤到原煤仓的环节，根据现有情况，煤炭上到原煤仓时有时将新来的煤在卸煤过程中直接入原煤仓，这种情况中难以做到煤质的稳定，为保证进入到原煤仓的煤质能控制在一定的范围内，可采用新煤与存煤掺配，为原煤仓的煤质稳定提供基础；

3、在原煤仓的煤通过给煤机入炉环节中，因每个原煤仓中也存在一定的煤质分层情况，而且通常需要多个原煤仓的煤进行混合供给锅炉燃烧，这个过程中，系统对原煤仓内的分层煤质进行实时监控，特别是分层变化时，为各个原煤仓的供煤变化提供指导。

系统通过接口获取机组负荷数据，根据机组负荷、

锅炉设计值对煤质的要求、及现有存煤价格、煤质、数量及正在卸煤的情况，系统自动以标煤单价最低为原则生成从煤场配煤入炉的推荐方案。系统还可通过设定配煤的目标值，自动在煤场中寻找最优的掺配列表。另外根据煤场实际存煤情况，可能会出现必须要参与掺烧的煤种，因此系统还提供半自动配煤方案，用户可手工选择煤场及煤种信息并手工录入数量，系统自动计算剩余部分的配煤方案，计算掺配结果的各种参数并与自动最优配煤方案对比。其中的主要技术环节入右图示：

同时系统可以对实际配煤情况进行记录，模块可通过系统接口数据自动生成煤场存煤模拟图，可实时通过图形化的方式展示各存煤区域的存煤状态。

根据配煤方案参照标准的优先级方案计算分为以下三种：

? 典型配比表 系统根据典型配比表生成的配煤方案，配煤方案内容包括配煤

后的质量、标煤单价、原煤单价、从不同煤场、区域取煤的重量等信息。 ? 经济掺配方案 根据煤场当前存煤情况，在保证锅炉稳定燃烧的前提下，进

行成本最优掺配计算结果，推荐配煤方案按照成本从低到高进行排序,配煤方案内容包括配煤后的质量、标煤单价、原煤单价、从不同煤场、区域取煤的重量等信息。用户可以手工调整原始配方得到的各煤种的掺配数量，重新进行计算与比较，得到实用配方。

? 环保掺配方案 根据煤场当前存煤情况，在保证锅炉稳定燃烧的前提下，进

行环保最优掺配计算结果，推荐配煤方案按照环保程度从高到低进行排序，配煤方案内容包括配煤后的质量、标煤单价、原煤单价、从不同煤场、区域取煤的重量等信息。用户可以手工调整原始配方的各煤种的掺配数量，重新进行计算与比较，得到实用配方。

方案对比 系统可对以上几种系统生成的建议掺配方案进行保存，并对比分析各方案的优势和劣势，同时计算综合得分，从而得出建议操作者使用的配煤方案。

4.5.6 远程监控系统

根据万州港电全厂视频监控系统规划，全厂数字化闭路电视监控系统采用IP架构的数字网络化闭路电视监视系统，设置分区管理站3台，分别放置于输煤控制室、脱硫控制室和警卫传达室。

大燃料全过程信息管理系统视频监控建设原则为：电厂建设全厂数字化闭路电视监控系统中增加前端重点部位摄像机数量，不按照新建系统设计，保护电厂初期投资。

1、视频监控点

具体监控点包括：船舶靠离现场、卸船机现场、给料皮带、各转运站、入厂采样机、称重各个流程和煤场、集样间、制样间、化验室、备查样间、入炉皮带秤和采样机等地各个部位，做到全程无死角全天候监控。

大燃料全过程信息管理系统监控人员通过大屏幕显示器实时了解各个工作流程的情况和主要数据。

2、煤场视频监控（本期重点）

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