引 言

近年来由于成本管控和环保排放要求，将低硫与高硫、低热值与高热值煤炭按照一定比例进行混配成为煤炭港口作业的重要业务。华能曹妃甸港口有限公司配煤作业占生产作业量 60 %以上，设计200条配煤流程，可实现任意场垛之间配煤装船作业，传统配煤装船作业中靠中控调度员与取料机司机进行口头信息交流，经常造成信息传达失准、取料机作业流量与计划偏差严重、煤流混合不均匀、煤炭配比不准确等问题，严重时会造成质量事故和机损事故。为了解决以上问题，设计开发了精配煤作业控制系统，将煤炭装船作业计划结合取料机高精度 GPS差分定位数据、装船机格雷母线定位数据、电子皮带秤数据、皮带料流传感器数据等综合运算分析，将信息转化成指令，通过配煤作业指令分解、作业信息共享、煤流位置追踪、移仓倒计时、取料量偏差反馈调节等功能，实现对取料机进行作业流量、取料时间、移仓时间控制，从而提高配煤作业精度，提升装船综合效率，降低生产作业能耗。

传统煤炭港口配煤作业时，中控员根据装船作业量和煤种比例要求，计算出各煤种需求吨数，再通过口头传达方式告知取料机作业司机，取料机司机根据指令，围绕计划流量完成计划取料总量，此种方式存在诸多风险：

1）口头传达作业信息容易出现说错或听错情况，从而造成作业质量事故；中控调度员频繁喊话联系多名装船机、取料机作业司机，传递作业数据和作业指令，容易造成命令下达错误。

2）装船设备设计能力为6 000 t/h，配煤作业取料机流量控制不准确时会造成装船机工作能力剩余或超负荷，造成资源浪费或机损事故，公司开港以来由于取料超量作业发生堵煤和洒落煤时间 20余起，影响恶劣。

3）作业过程中信息共享不及时，时常出现两条配煤设备完成作业任务时间偏差大的情况，造成煤炭掺配不均匀和设备能力闲置。

为了给客户提供更优质的服务，提高配煤作业精度，提升港口服务水平，精配煤作业控制系统，很好的解决了以上问题。

1 概 述

精配煤作业控制系统在原管控一体化系统和原取料机控制系统基础上设计开发。将装船机、取料机、皮带机、生产控制系统搭建在同一以太网环境下，采用Produced/Consumed预定性数据通讯方式，实现中控系统与生产作业单机设备控制系统之间稳定可靠的数据交互，将生产控制系统处理生成的作业指令下发到装船机、取料机、皮带机系统，系统同时采集装船机、取料机等各传感器参数，通过分析处理并展示在中控系统上位机画面上。

此系统在中控客户端开发“配煤作业信息”窗口（如图1、图2），中控员可调取查看配煤作业信息、制作或修改配煤作业指令。

图1 配煤作业信息窗口

图2 配煤作业信息录入

数据录入后，将在生产控制系统中生成指定类型的数据，系统将生产作业计划下发到所有取料机，被选择的取料机会根据设定好的相应逻辑对数据进行处理，生成本机作业计划和配合它机作业计划，并在上位机上“配煤作业信息”展示窗口（如图3）中进行显示。

图3 配煤作业信息单机客户端

2 功能模块分析

2.1 数据实时共享

在中控制作配煤指令后，取料机客户端提示本机和配合取料机的作业计划与作业信息，用以指导驾驶员实时调整取料流量，从而实现总流量可控和配比准确。

2.2 取料流量反馈调节

系统根据设定取料计划，监控、干预司机取料作业过程，取料瞬时流量超过计划流量110 %弹出报警信息提醒，瞬时流量超过计划流量120 %时锁定单机回转3 s，报警提示窗口如图4所示，从而达到了取料流量稳定和配比准确的预期效果。

图4 单机报警提示窗口

2.3 煤流追踪

华能曹妃甸港口有限公司流程设计中双机配煤作业分为一线双取和双线双取配煤作业，以双线双取为例，如图5所示，双机配煤作业时，设备空间位置决定煤流到达时间，系统可根据选用不同流程智能识别煤流汇合点位置，并根据设备GPS、格雷母线空间位置S、皮带机长度L、皮带机速度V，计算出煤流到达汇合点的时间差t=[（S1+L1）-（S2+L2）]/V，用于指示相对距离近的设备等待取料，以实现煤流精准汇合，达到物料掺配均匀的目的。

准确的料流位置实时反馈，指导采样系统、洒水除尘系统启停，降低了生产电能消耗和水资源消耗。

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