一、概述

數(shù)字化煤場是數(shù)字化電廠發(fā)展的一個重要環(huán)節(jié)，是在電廠現(xiàn)有安全高效的網(wǎng)絡(luò)平臺、數(shù)據(jù)庫平臺和先進(jìn)控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，利用Web技術(shù)、無線傳輸技術(shù)、智能傳感集成、數(shù)據(jù)庫和三維技術(shù)等IT技術(shù)并結(jié)合先進(jìn)的管理思想對電廠煤場的運(yùn)營和管理進(jìn)行全面設(shè)計(jì)，使煤場管理人員、輸煤運(yùn)行人員、發(fā)電運(yùn)行人員能夠及時掌握煤場的動態(tài)存儲情況，為配煤參燒提供準(zhǔn)確及時的現(xiàn)場燃煤信息，鍋爐燃燒人員能夠提前掌握儲煤場中的煤量、煤質(zhì)，以便于及時根據(jù)機(jī)組負(fù)荷以及鍋爐燃燒情況提前調(diào)整燃燒方式，從而達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)地燃燒及節(jié)能增效的作用。

二、功能結(jié)構(gòu)圖

三、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

四、系統(tǒng)介紹

4.1煤場信息管理系統(tǒng)
煤場信息化管理系統(tǒng)以實(shí)時掌握煤場信息為目標(biāo)，直接或間接獲取煤場管控所需的所有相關(guān)數(shù)據(jù)，并將相關(guān)數(shù)據(jù)有效關(guān)聯(lián)，通過數(shù)據(jù)處理以三維數(shù)字化煤場方式實(shí)時展示料場各種物料的量、質(zhì)、價等信息狀態(tài)，完成對料場的全面精細(xì)化管理，為企業(yè)提供一個成熟的、先進(jìn)的、完善的信息系統(tǒng)管理平臺。
實(shí)現(xiàn)實(shí)時獲取每批次來煤量的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，包括礦點(diǎn)、供貨商、質(zhì)量、重量等。
實(shí)現(xiàn)數(shù)字煤場總覽。對煤場所有的當(dāng)前狀態(tài)等全局信息，進(jìn)行可視化動態(tài)展示，包括料場平面狀況、進(jìn)耗存量、質(zhì)量信息、物料單價等。
實(shí)現(xiàn)煤場實(shí)時狀態(tài)的管理。集成接入盤煤系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)構(gòu)建數(shù)字模型，將煤場狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時圖形展示。通過三維和二維圖形結(jié)合的方式，直觀展示煤場實(shí)時存煤情況，包括煤種類、煤存量、標(biāo)單、堆存時間、堆放位置所有信息等。
4.2煤場配煤管理系統(tǒng)
能根據(jù)電廠煤場管理的實(shí)際需要，將煤場劃分為若干區(qū)域，以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)按煤質(zhì)、地域、礦點(diǎn)等多種類別或綜合形式以三維動態(tài)方式展現(xiàn)煤場的不同區(qū)域堆、取、存的量、質(zhì)數(shù)據(jù)和儲存時間等信息。根據(jù)煤場實(shí)際存煤及煤場庫存質(zhì)量，通過智能化摻燒算法，計(jì)算出各煤種上煤的經(jīng)濟(jì)配比。系統(tǒng)能對每個已執(zhí)行的摻配摻燒方案的實(shí)際煤質(zhì)、煤量數(shù)據(jù)均可查詢。不同類別、不同品質(zhì)的煤經(jīng)過篩選、破碎和按比例配合的過程動力配煤，實(shí)現(xiàn)煤質(zhì)互補(bǔ)、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、適應(yīng)用戶燃煤設(shè)備對煤質(zhì)的要求，達(dá)到提高燃煤效率和減少污染物排放的目的。
4.3盤煤取料系統(tǒng)
4.3.1 固定激光盤煤系統(tǒng)
在煤棚頂部安裝1套三維激光盤煤系統(tǒng)，對煤場做到無死角掃描，且能實(shí)現(xiàn)實(shí)時將數(shù)據(jù)供智能燃煤管控平臺數(shù)據(jù)采集應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時掃描監(jiān)控煤場信息，并通過與智能燃煤管控系統(tǒng)集成，自動生成煤場的三維立體圖像，實(shí)時在線顯示煤場圖形實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時掃描監(jiān)控煤場信息，并能自動生成煤場的三維立體圖像，實(shí)時在線顯示煤場圖形。
充分利用了激光掃描及三維成像技術(shù)，以及從三維圖形成像中提取有效邊界條件為自動化取料提供數(shù)據(jù)依據(jù)研究成果。
三維激光掃描儀安裝在煤棚馬道上方，便于檢修維護(hù)。

4.3.2堆取料機(jī)無人值守控制系統(tǒng)
堆取料機(jī)安裝高精度定位系統(tǒng)、防撞系統(tǒng)、流量檢測系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、三維數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等，并為每臺堆取料機(jī)安裝一套高精度皮帶秤。能夠精確定位堆取料作業(yè)位置信息，實(shí)現(xiàn)對堆取料機(jī)的遠(yuǎn)程自動控制。通過人機(jī)界面及視頻監(jiān)控系統(tǒng)等對堆取料機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動控制，應(yīng)能實(shí)現(xiàn)自動尋址、自動堆料、自動取料等功能，并在人機(jī)界面可以獲取堆取料機(jī)各種運(yùn)行狀態(tài)指示以及故障信息。在集控室，除緊急按鈕外，實(shí)現(xiàn)對堆取料機(jī)的軟、硬直接操控，并配以現(xiàn)場監(jiān)控圖像。系統(tǒng)具備就地手動、就地全自動、遠(yuǎn)程手動、遠(yuǎn)程全自動等操作模式，各種模式間實(shí)現(xiàn)雙向手自動無擾切換，提高作業(yè)效率和系統(tǒng)安全性。
堆取料機(jī)無人值守控制具有以下基本功能：
自動尋址: 系統(tǒng)具有自動尋址功能，實(shí)現(xiàn)全自動啟動相關(guān)設(shè)備，根據(jù)作業(yè)模式及遠(yuǎn)程操作員站的煤堆一鍵選擇（煤堆編號和煤層），系統(tǒng)自動計(jì)算定位作業(yè)點(diǎn)并自動定位。
自動堆料:自動堆料可選擇大車行走定點(diǎn)堆料或移動皮帶機(jī)定點(diǎn)堆料方式，堆料高度采用料高檢測裝置實(shí)時檢測。堆料高度及寬度應(yīng)可自行設(shè)定，系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)移動皮帶機(jī)移動速度和大車前進(jìn)（后退）速度，全過程無需人工干預(yù)。
自動取料:堆取料機(jī)按工藝流程自動啟動相關(guān)設(shè)備后自動開始取料（取煤量可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定）?？刂葡到y(tǒng)自動控制取料步進(jìn)及活動梁升降，直至完成取料流程。堆取料機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)取煤量設(shè)定值自動調(diào)節(jié)，保持恒流取料，全過程無需人工干預(yù)。
實(shí)時煤堆測量：在堆取料機(jī)作業(yè)期間（包括手動模式、自動模式），對煤進(jìn)行實(shí)時測量，后臺軟件實(shí)時建立煤堆三維模型，作為無人值守控制的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，建模頻率1Hz。煤堆數(shù)據(jù)在堆取料機(jī)遠(yuǎn)程操作員站實(shí)時更新，同時在堆取料機(jī)遠(yuǎn)程操作員站可進(jìn)行煤堆數(shù)據(jù)（圖形）手動刪除、誤刪一鍵恢復(fù)，在圖形服務(wù)器進(jìn)行煤堆數(shù)據(jù)（圖形）歷史回放。
實(shí)現(xiàn)防碰預(yù)警及控制：通過采用集控系統(tǒng)及系統(tǒng)軟件計(jì)算、激光防碰撞檢測和微波雷達(dá)防碰撞檢測3種軟硬結(jié)合的方式對單機(jī)進(jìn)行實(shí)時防碰撞監(jiān)控，對單機(jī)采用一級報警提示，二級報警停車的兩重防護(hù)，確保大機(jī)的安全作業(yè)。
生產(chǎn)作業(yè)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視：在堆取料機(jī)上關(guān)鍵視角和部位安裝數(shù)字網(wǎng)絡(luò)攝像頭，并通過工業(yè)電視網(wǎng)絡(luò)，視頻信號接入集控IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時監(jiān)視料場工況以及大車位置和設(shè)備狀態(tài)信息，確保堆、取料機(jī)自動化作業(yè)的安全性、可靠性。
4.4煤場安全監(jiān)測系統(tǒng)
4.4.1煤場安全監(jiān)測的必要性
煤與空氣長期接觸會發(fā)生氧化反應(yīng)，釋放熱量。煤堆外層的熱量雖然能夠得到散發(fā)，但由于煤堆內(nèi)部空氣流動緩慢、通風(fēng)差、造成內(nèi)部熱量的積累，煤堆內(nèi)部的溫度越來越高，當(dāng)溫度超過煤的自燃點(diǎn)時，就會產(chǎn)生自燃，對人員、設(shè)備造成極大的損害。同時，伴隨煤的自燃也會產(chǎn)生一氧化碳、甲烷等有毒有害氣體，在目前國家大力實(shí)施環(huán)境治理的形式下，對煤堆溫度進(jìn)行實(shí)時有效的監(jiān)測具有巨大的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益，是實(shí)施“數(shù)字化煤場”的重要組成部分，具有非常大的必要性。
4.4.2煤場安全監(jiān)測系統(tǒng)示意圖
4.4.3紅外測溫系統(tǒng)
紅外測溫系統(tǒng)，利用紅外熱像儀非接觸式測溫和空間測溫的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對煤堆各個位置的實(shí)時溫度監(jiān)控，預(yù)防火情的發(fā)生。紅外熱成像在線監(jiān)控防火預(yù)警系統(tǒng)可把整個煤場根據(jù)現(xiàn)場情況分成多個子區(qū)域，并對每個區(qū)域設(shè)置溫度報警值和異常溫升條件，熱成像監(jiān)測裝置按照預(yù)先設(shè)置的預(yù)置位進(jìn)行日常巡航采集溫度分布數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)對應(yīng)區(qū)域溫度超出報警值或是滿足了異常溫升條件及觸發(fā)報警裝置，提示后臺運(yùn)維人員進(jìn)行核實(shí)處理。同時系統(tǒng)也可以和現(xiàn)場消防設(shè)施建立聯(lián)動機(jī)制，報警信號可以直接給到消防報警裝置，觸發(fā)消防水炮等消防設(shè)施動作，自動進(jìn)行降溫處理。實(shí)現(xiàn)集中火災(zāi)報警，消防炮就地手動、和遠(yuǎn)方控制室可視操作手動三種控制方式，采用自尋蹤全自動探測滅火控制方式。
4.4.4有害氣體及粉塵濃度監(jiān)測
可燃?xì)怏w及粉塵濃度檢測：可燃?xì)怏w探測器及可燃?xì)怏w控制器(在堆煤場上方安裝氣體探測器探測甲烷（CH4）、一氧化碳（CO）等氣體的濃度變化)主要用于封閉煤場火災(zāi)、可燃?xì)怏w濃度高報警，并硬接線聯(lián)動相關(guān)的通風(fēng)設(shè)備。
4.4.5輸送皮帶在線監(jiān)測系統(tǒng)（皮帶明火煤監(jiān)測系統(tǒng)）