CN109933034A - 一种用于砂石骨料生产的信息化管理系统和方法 - Google Patents

一种用于砂石骨料生产的信息化管理系统和方法 Download PDF

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CN109933034A CN201910332126.1A CN201910332126A CN109933034A CN 109933034 A CN109933034 A CN 109933034A CN 201910332126 A CN201910332126 A CN 201910332126A CN 109933034 A CN109933034 A CN 109933034A
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Abstract

本发明涉及一种用于砂石骨料生产的信息化管理系统和方法。属于自动化生产控制领域。目前砂石骨料生产企业存在的生产控制技术落后,生产管理成本高的问题。本发明的用于砂石骨料生产的信息化管理系统包括:砂石骨料生产制造执行系统(01)、砂石骨料生产自动控制系统(02)、工业以太网网络系统(03)、工业监控系统(04)、调度广播系统(05)和生产控制中心(06),一种用于砂石骨料生产的信息化管理方法依靠上述系统,通过集中控制和状态监测,大大减少对现场工人的需求本发明通过自动化、信息化、物联网远程监控系统的应用,提高管理水平、决策效率,减少生产成本的投入。

Description

一种用于砂石骨料生产的信息化管理系统和方法
技术领域
本发明涉及生产管控领域,尤其涉及一种用于砂石骨料生产的信息化管理系统和方法。
背景技术
近年来,我国的建筑事业快速发展,对砂石骨料的需求量大大提高。使得砂石骨料市场竞争力越来越激烈,整合资源,淘汰规模比较小、技术含量低、生产设备落后是我国砂石骨料生产的主要趋势,很大程度上增加了人工成本费。砂石骨料生产企业要想在激烈的市场环境中占得一席之地,就必须降低生产成本、减少工人的劳动力支出,这也成为企业首先要解决的问题。而自动化、信息化具有简单便捷、高效率的优势,所以把先进的现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术、智能控制技术应用在砂石骨料工艺控制中,能够很大程度上解决目前砂石骨料生产企业存在的问题。
目前国内砂石骨料生产线发展现状主要表现为:生产控制技术落后、人均劳效低下、单机自动化和信息化程度偏低;设备信息形成孤岛、状态监控、故障预警与诊断手段不足;生产数据管理混乱、缺乏数据积累与分析应用服务。
发明内容
本发明为解决目前砂石骨料生产企业存在的生产控制技术落后,单机自动化和信息化程度低导致的能源消耗高、生产成本高、人工效率低的问题,而提供涉及一种用于砂石骨料生产的信息化管理系统和方法,实现整个砂石骨料生产线的信息化管理。
一种用于砂石骨料生产的信息化管理系统,所述的信息化管理系统包括:砂石骨料生产制造执行系统、砂石骨料生产自动控制系统、工业以太网网络系统、工业监控系统、调度广播系统和生产控制中心;其中,
所述的生产制造执行系统用于接收企业集团ERP系统下发的矿石生产计划、成品骨料生产销售计划,结合砂石骨料生产自动控制系统上传的设备状态自动进行生产排程,同时收集各破碎、筛分、发运车间计划执行的相关信息,再由系统加以分析,通过系统报表的形式实时呈现生产现场的生产进度、目标达成状况、产品品质状况;
所述的砂石骨料生产自动控制系统包括矿山区域自动控制子系统、主加工区域自动控制子系统、码头区域自动控制子系统;用于将主要工艺参数、设备状态等数据送到生产自动控制系统处理后,再传输至生产控制中心;其中,所述矿山过程控制子系统、主加工区域过程控制子系统、码头区域过程控制子系统的控制系统选自DCS系统或PLC系统;
所述的工业以太网网络系统包括主加工区域环网结构、矿山区域主干网结构以及码头区域主干网结构;用于将主加工区域环网结构、矿山区域主干网结构以及码头区域主干网结构与企业集团局域网相连,并保证各网络结构之间运行在一个相对独立的网段中;其中,主加工区域环网结构、矿山区域主干网结构以及码头区域主干网结构之间采用双环单节点方式组成千兆工业以太网,并通过硬件防火墙、网闸互相隔离;工业以太网网络系统要实现数据、视频、语音三网合一的功能;
所述的工业监控系统采用网络摄像机系统,用于将砂石骨料生产现场的图像转化为可传输信息,接入工业以太网网络系统发送至生产控制中心;
所述的调度广播系统采用无线通讯系统,用于实现砂石骨料生产现场运行操作管理人员、巡检人员之间通过手机与手机、手机与调度电话、手机与固定电话的双向通话;
所述的生产控制中心用于实现工业监控系统的终端显示、砂石骨料生产自动控制系统的HMI人机交互、调度广播系统的集中调度,加工、处理工业以太网网络系统传输的万余点设备参数。
进一步地,所述的砂石骨料生产制造执行系统包括:数据层单元、应用层单元、信息集成层单元、信息展现层单元;其中,
所述的数据层单元包括:工厂模型、企业核心数据库、实时数据库、产品质量信息数据库;
所述应用层单元包括:设备管理模块和业务管理模块,所述的业务管理模块还包括:计划优化、调度优化、操作管理、物料平衡、进出厂管理、仓储管理、能源平衡、绩效考核模块;
所述的信息集成层单元,用于完成对业务功能模块之间的信息集成;
所述信息展现层单元,用于向生产控制中心提供信息展示。
进一步地,所述的信息化管理系统还包括电力监控系统,为变配电系统的实时数据采集、开关状态检测及远程控制提供了基础平台,它可以和检测、控制设备构成任意复杂的监控系统,可以帮助企业消除孤岛、降低运作成本,提高生产效率,加快变配电过程中异常的反应速度;所述的电力监控系统采用站控层和间隔层两层体系架构,站控层设备按变电站远景规模配置,间隔层设备按工程实际建设规模配置。
进一步地,所述的信息化管理系统还包括环境监测系统,所述的环境监测系统采用在线粉尘检测系统,在除尘器风机风管和集尘器上部都安装在线粉尘监测系统;用于连续监测固体粉尘颗粒数据,并将监测的数据上传至生产控制中心。
进一步地,所述的信息化管理系统还包括火灾自动报警及联动系统,所述的火灾自动报警及联动系统采用安装在现场的火灾探测器、手动报警按钮;用于以自动或人为的方式向生产控制中心发送火警信息。
进一步地,所述的信息化管理系统还包括无人值守检斤系统,所述的无人值守检斤系统采用RFID卡作为计量信息的载体,通过自动检测、计算机信息、图像处理、智能控制实现车号的自动识别、自动排程、信息的自动录入、车辆的自动引到、成品的自动装车。
进一步地,所述的信息化管理系统还包括智能仓储系统和集中智能润滑系统,其中,
所述的智能仓储系统用于实现卸料小车自动寻堆卸料、下料弧形阀根据料堆高度自动开闭,各料仓的进料量、出料量、库存量实时监测,料堆堆高监测、报警功能;
所述的集中智能润滑系统采用模块化设计,包括:上位机人机监视系统、补脂站、集成润滑站、线路、管路管件、智能给油器,智能给油器接受主控制指令,控制集成润滑站按照既定的逻辑运行,用于对破碎机、减速机等设备在运作时实现定时、定点、定量的润滑给予,补脂站通过自动检测线路压力自动补给各集成润滑站的润滑脂需求,上位机人机监视系统通过工业以太网网络系统与生产控制中心进行数据交互。
进一步地,所述的信息化管理系统还包括自动装船控制系统、自动装车系统和自动布料系统,其中,
所述的自动装船控制系统利用激光扫描仪实时确定溜筒的位置和船舶的状态,控制溜筒移动到指定位置,以实现自动装船;
所述的自动装车系统通过无人值守检斤系统采集的车辆数据,用于自动控制卸料阀,以实现自动装车;
所述的自动布料系统包括:卸料小车、小车位置检测装置、料位计、PLC控制器,且小车位置检测装置安装在卸料小车的车身上,料位计安装在卸料小车的料箱内,用于检测物料量,PLC控制器连接卸料小车的控制器,用于控制卸料小车的运行;以实现卸料小车能沿着输送系统运行方向进行正反方面的运行,并将骨料卸在指定的仓位。
进一步地,所述的信息化管理系统还包括第三方接口系统,所述的第三方接口系统上,用于为第三方或未来云平台、大数据平台提供业务接入,实现物联网数据交互。
一种用于砂石骨料生产的信息化管理方法,所述的信息化管理方法包括以下步骤:
步骤一、通过砂石骨料生产自动控制系统将主要工艺参数、设备状态等数据送到砂石骨料信息化管理系统的生产制造执行系统;
步骤二、生产制造执行系统接收企业集团ERP下发的矿石生产计划、成品骨料生产销售计划,并结合砂石骨料生产自动控制系统上传的设备状态自动进行生产排程;同时收集各破碎、筛分、发运车间计划执行的相关信息,再由系统加以分析,通过系统报表的形式实时呈现生产现场的生产进度、目标达成状况、产品品质状况;
步骤三、通过工业监控系统将砂石骨料生产现场的图像转化为可传输信息,接入工业以太网网络系统(03)发送至生产控制中心;
步骤四、通过调度广播系统实现砂石骨料生产现场运行操作管理人员、巡检人员之间通过手机与手机、手机与调度电话、手机与固定电话的双向通话;
步骤五、通过通过生产控制中心实现工业监控系统的终端显示,实现砂石骨料生产自动控制系统的HMI人机交互,实现调度广播系统的集中调度,实现工业以太网网络系统传输的万余点设备参数的加工、处理。
进一步地,所述的信息化管理方法还包括电力监控的步骤,将电力监控系统构架为站控层和间隔层的两层体系架构形式,站控层设备按变电站远景规模配置,间隔层设备按工程实际建设规模配置。
进一步地,所述的信息化管理方法还包括环境监测的步骤,采用在线粉尘检测系统作为环境监测系统,在除尘器风机风管和集尘器上部都安装在线粉尘监测系统;用于连续监测固体粉尘颗粒数据,并将监测的数据上传至生产控制中心。
进一步地,所述的信息化管理方法还包括火灾自动报警及联动的步骤,采用安装在现场的火灾探测器、手动报警按钮作为火灾自动报警及联动系统,以自动或人为的方式向生产控制中心发送火警信息。
进一步地,所述的信息化管理方法还包括无人值守检斤的步骤,设置无人值守检斤系统,且无人值守检斤系统采用RFID卡作为计量信息的载体,通过自动检测、计算机信息、图像处理、智能控制实现车号的自动识别、自动排程、信息的自动录入、车辆的自动引到、成品的自动装车。
进一步地,所述的信息化管理方法还包括智能仓储和集中智能润滑的步骤,其中,
智能仓储的步骤通过智能仓储系统实现,使卸料小车自动寻堆卸料、下料弧形阀根据料堆高度自动开闭,各料仓的进料量、出料量、库存量实时监测,料堆堆高监测、报警功能;
集中智能润滑的步骤通过集中智能润滑系统实现,集中智能润滑系统包括:上位机人机监视系统、补脂站、集成润滑站、线路、管路管件、智能给油器,以对破碎机、减速机等设备在运作时实现定时、定点、定量的润滑给予。
进一步地,所述的信息化管理方法还包括自动装船控制的步骤、自动装车的步骤和自动布料的步骤,其中,
所述的自动装船控制的步骤通过自动装船控制系统实现,自动装船控制系统利用激光扫描仪实时确定溜筒的位置和船舶的状态,控制溜筒移动到指定位置,以实现自动装船;
所述的自动装车的步骤通过自动装车系统实现,通过无人值守检斤系统采集的车辆数据,用于自动控制卸料阀,以实现自动装车;
所述的自动布料的步骤通过自动布料系统实现,自动布料系统包括:卸料小车、小车位置检测装置、料位计、PLC控制器,且小车位置检测装置安装在卸料小车的导轨上,料位计安装在卸料小车的料箱内,用于检测物料量,PLC控制器通过采集小车位置及料位控制卸料小车的运行;以实现卸料小车能沿着输送系统运行方向进行正反方面的运行,并将骨料卸在指定的仓位。
进一步地,所述的信息化管理方法还包括设置第三方接口系统的步骤,第三方接口系统分别设置在生产制造执行系统、生产自动控制系统和生产控制中心中,为第三方或未来云平台、大数据平台提供业务接入,实现物联网数据交互。
本发明的有益效果是:
与现有技术相比,
(1)本发明通过集中控制和状态监测,大大减少对现场工人的需求;
(2)本发明通过优化调整,避免能源浪费,降低能源消耗;
(3)本发明通过过铁保护、电流监测、轴承温度监测、磨损监测、跑偏打滑保护、防堵料、防漏料、自动润滑等功能,避免设备事故维修和灾难性的损坏,从而延长设备的使用寿命;
(4)本发明通过对破碎设备的主机、稀油站、液压站、冷却风机、加热器等组成系统的精确控制,故障预警及诊断功能,有效降低故障率,实现故障的快速定位和修复,从而降低日常维保费用;
(5)本发明通过自动化、信息化、物联网远程监控系统的应用,提高管理水平和决策效率。
附图说明
图1是本发明的砂石骨料生产线区域划分图;
图2是本发明的工业以太网网络系统拓扑图;
图3是本发明的工业监控系统示意图;
图4是本发明的调度广播系统拓扑图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细说明。
如图1所示,用于砂石骨料生产的信息化管理系统的砂石骨料生产线分为三个区域:矿山区域、主加工区域和码头区域,其中,矿山区域主要包括:矿山一破及二破区域,主加工区域主要包括:主加工区三破及输送区域、主加工区二三破检查筛分区域、主加工区四破及输送区域、主加工区四破筛分及输送区域和水处理区域;码头区域主要包括:码头控制和码头输送区域。
砂石骨料生产自动控制系统包括:矿山区域自动控制子系统、主加工区域自动控制子系统、码头区域自动控制子系统,其通过在矿山区域、主加工区域和码头区域设置控制系统,所述控制系统选自DCS系统或PLC系统。本实施例中,矿山一破及二破区域、主加工区三破及输送、主加工区二三破检查筛分、主加工区四破及输送、主加工区四破筛分及输送、码头控制区域各设置一套DCS系统,水处理区域和码头输送区域各设置一套PLC系统,如图2所示。
砂石骨料生产自动控制系统将主要的工艺参数、设备状态等数据送到砂石骨料信息化管理系统。根据矿山、主加工区、码头区域在总图中各自相距较远的特点,以及各区域设备操作要求不同,本实施例中,分别在主加工区及码头控制两个区域设置控制室,水处理、码头输送等辅助装置根据需要设置就地控制室,各区域的装置控制在主加工区及码头控制区域的控制室均可以集中控制。测量控制点的设置除满足本装置、设备监控要求外,还必须根据各级计量、成本核算的需要设置必要的检测点。现场仪表的选择以HART协议的智能化产品为主,所有现场仪表的测量(刻度、显示)均采用国际单位制(SI制),仪表的选择应充分考虑环境和介质的特点(如防冻、防腐、防爆等),防护等级不低于IP55,压力和温度等级以及接液部件的材质不低于管道或设备。现场仪表以电动型仪表为主,输出为4-20mADC信号、无源触点、热电阻热电偶为电阻信号及直流毫伏信号等。现场仪表原则上采用24VDC电源,距离较远不能满足要求时采用220VAC。现场仪表原则上带就地显示表头,以便观察和调试。砂石骨料生产线选用的破碎机、振动筛、给料机、压滤机、皮带输送机、中间库、成品库、水池等装置、设备,要求必须在相应的位置安装振动传感器、位移传感器、磨损传感器、压力传感器、物位传感器、温度传感器、流量传感器、速度传感器、称重传感器、跑偏开关、拉绳开关、防堵料开关等。破碎机上的各种传感器用于监测设备负荷、排矿口尺寸、电机温度、轴承温度、主轴转速和主机振动;皮带输送机上安装的传感器用于实时监测皮带输送机的状态、转速和瞬时产量、累积产量等信息;中间库、成品库、水池等上安装的传感器用于实时监测料仓料位、水池水位等;所有的传感器输出4-20mA标准信号,就近传输至DCS或PLC控制系统。
如图2所示,工业以太网网络系统,千兆控制网络按区域、节点数量、规模划分为1个工业以太网(环网),按照区域、生产自动化系统节点数量情况设立网络接入设备,子网之间相对独立,该网络运行在一个相对独立的网段中,与集团局域网络相联,并通过硬件防火墙、网闸互相隔离。各子环采用双环单节点方式组成千兆工业以太网。当子网中某一段工作中的光纤线路被破坏或网络设备发生故障时,整个网络传输会切换到备用线路,并保证在50ms内恢复正常的通讯。基地公司控制网络要实现数据、视频、语音三网合一的功能。
如图3所示,工业监控系统,采用网络摄像机,通过摄像系统将砂石骨料生产线现场图像转化为可传输信息,接入传输系统发往生产控制中心;充分考虑传输路径及安装位置,不易安装时(如矿山区域)可考虑无线方式。通过大屏幕可直观全面的掌握生产情况和设备运转情况,实现对生产过程中关键部位的视频监视,便于现场生产管理和人员调度,提升生产和管理效率。LED显示系统在重要场合设置,显示生产、安全指标、提示、宣传标语等。
如图4所示,调度广播系统,由于矿山区域大、廊道线路长、码头距离远,相关运行操作及设备巡检人员工作流动性大,造成联系困难,需要设置无线通讯系统,可用专用对讲机,方便巡检人员联系,系统可实现手机与手机之间、手机与调度电话之间、手机与固定电话间的双向通话,满足管理人员、巡检人员、岗位人员等流动岗位工作人员对通信的需求,做到岗位之间信息随时传递,使基地公司真正成为一个整体通讯系统,极大的改善矿山、厂区、码头的通讯条件,为安全、生产提供更有力的通信保障。
环境监测系统,除尘器风机风管和集尘器上部安装在线粉尘检测系统,可连续监测固体粉尘颗粒数据,避免扬尘现象的出现,监测数据可上传至控制室。厂区重点部位布置环境检测系统,噪声、扬尘信号及气象六要素(风速、风向、温度、湿度、气压、雨雪)信息能实时监测并在在视频监控画面上动态实时显示,当达到超标值时设备自动抓拍图片上传到监控中心,视频及数据通电则自动保存在设备前端。公司雨排水收集及排放口设置水质监测系统,实时在线自动监测多项水质指标,并能记录上传至控制室。
火灾自动报警及联动系统,消防控制室设置在主加工区控制室内,作为消防管理的核心,负责整个企业的消防指挥、管理,在消防控制室消防控制台上设有“119”电话受警系统、火灾报警控制系统、无线对讲系统、有线广播系统、工业电视系统显示器和火灾报警CRT显示系统。在各车间、变电所、高低压室设置总线制火灾报警控制器以管理各区域的火灾监视及报警工作,各火灾报警控制器之间通过网络集成为全厂性的火灾自动报警系统。
无人值守检斤系统,采用RFID卡作为计量的信息载体,应用自动检测、计算机信息、图像处理、智能控制等先进技术实现车号的自动识别、自动排程、信息的自动录入、车辆的自动引到、成品的自动装车。本系统主要由门禁管理系统、自动排程系统、车辆引导系统、道闸及车辆检测单元、远车号识别系统、汽车衡、语音提示系统、信息显示系统、摄像监控系统、红外线防作弊系统、自动控制系统及计算机管理系统等组成。可实现对整个称重系统的自动排程、称重计量、自动装车、数据采集、数据管理、交通管理、数据查询、汇总统计、自动打印等功能,从而大大提高工作效率。本系统在门禁时自动刷卡识别车辆信息,根据数据库信息自动排程,计量方式设计为单向,车辆上衡前自动刷卡,确认车辆信息及物流信息。上秤方向设置红绿灯,绿灯状态时表示汽车衡正常车辆可以上秤,如果有车计量或者秤体维护时,红绿灯为红色。下秤方向设置道闸,计量完成后,道闸可以通过程序自动或者司磅员手动抬起,引导车辆下秤。秤体的前后端设置红外对射光电开关,防止计量时车辆压边或者跟车。计量时的重量通过大屏幕显示器显示,并通过室外音柱播报相应提示信息,装车过程视频监视,并在室外LED显示器显示,便于司机实施掌握装车过程。计量过程采用非接触的RFID卡,可以实现数据的自动读取,提高效率的同时更能够防止作弊以及人为操作带来的错误,减少经济损失,RFID卡的发放和管理由指定的业务部门负责。秤体前后设置两台摄像机,计量过程通过硬盘录像机实时录像,并在计量取数时,自动抓拍车辆的前后车牌图片,用户计量发生异议时,可以通过图片和录像进行追溯。
智能仓储系统,实现卸料小车自动寻堆卸料、下料弧形阀根据料堆高度自动开闭,各料仓进料量、出料量、库存量实时监测,料堆堆高监测、报警等功能。
集中智能润滑系统,集中智能润滑给油系统解决了传统人工润滑的不足之处,在破碎机、减速机等设备运作时能定时、定点、定量的给予润滑,使机件的磨损降至最低,大大减少润滑油剂的使用量,在环保和节能的同时,降低机件的损耗和保养维修的时间,最终达到提高营运收益的最佳效果。进一步,集中智能润滑系统包含上位机人机监视系统、补脂站、集成润滑站、线路、管路管件、智能给油器集成等几部分组成,各部分都是模块化系统,系统的最终执行单元是智能给油器集成。
自动装船系统,利用激光扫扫描仪替代人的测量行为,实时确定溜筒的位置和船舶的状态,即溜筒距离船舱壁的位置,溜筒底部距离物料的距离以及所装船舶的倾斜角度。自动装船系统可以根据这些信息控制溜筒移动到操作规程指定的位置,进行自动装船,并且避免装船机与船发生碰撞。
自动装车系统,通过无人值守检斤系统采集的车辆数据,经过逻辑运算,实现卸料阀等相关设备的自动控制。为保证系统的安全稳定运行,配套UPS电源。当车辆信息识别并检测到停靠在合理位置后,PLC按照相应信息执行指令(散装机、拌湿机、罗茨风机、流量阀等),当达到销售量时,自动停止装车,并自动记录各项数据,并将数据保存在服务器内。
自动布料系统,包括:卸料小车、小车位置检测装置、料位计、PLC控制器等,卸料小车能沿着皮带机运行方向进行正反方面的运行,在输送系统中将皮带机上的料卸在指定的仓位。小车位置检测装置主要作用是检测卸料小车的实时位置,将实时位置检测信号传送给系统PLC控制器,系统PLC借助实时位置检测信号控制卸料小车运行。通过位置检测装置和中控系统的协同工作,可以实现卸料小车行走平稳,停止位置准确可靠,使卸料小车在输料系统中将加仓皮带机上的原料卸在指定的仓位上,满足仓体需求。同时通过小车位置检测装置提供的有效位置,可在指定仓位处锁定卸料小车的移动,以防止卸下的原料偏离卸料口,对不在加仓位置卸料口配有防止覆盖胶带,并能随着卸料小车的移动始终保持非工作卸料口密封。当卸料小车换仓位后,再将分流挡板打开,使原料能卸到卸料口。结合料位计可完成每个料仓料位的自动显示和统计功能。提高配料效率,节约成本,提高企业产值,有效提高竞争力。
第三方接口系统,所述信息化平台设有预留通讯接口,用于为第三方或未来云平台、大数据平台等提供业务接入,通过该预留的接口可以实现各个基地公司与集团智能化物联网平台的数据交互。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明,但是应该理解的是,这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是,可以对示例性的实施例进行许多修改,并且可以设计出其他的布置,只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是,可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是,结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (10)

1.一种用于砂石骨料生产的信息化管理系统,其特征在于,所述的信息化管理系统包括:砂石骨料生产制造执行系统(01)、砂石骨料生产自动控制系统(02)、工业以太网网络系统(03)、工业监控系统(04)、调度广播系统(05)和生产控制中心(06);其中,
所述的生产制造执行系统(01)用于接收企业集团ERP系统下发的矿石生产计划、成品骨料生产销售计划,结合砂石骨料生产自动控制系统(02)上传的设备状态自动进行生产排程,同时收集各破碎、筛分、发运车间计划执行的相关信息,再由系统加以分析,通过系统报表的形式实时呈现生产现场的生产进度、目标达成状况、产品品质状况;
所述的砂石骨料生产自动控制系统(02)包括矿山区域自动控制子系统、主加工区域自动控制子系统、码头区域自动控制子系统;用于将主要工艺参数、设备状态等数据送到生产自动控制系统(02)处理后,再传输至生产控制中心(06);其中,所述矿山过程控制子系统、主加工区域过程控制子系统、码头区域过程控制子系统的控制系统选自DCS系统或PLC系统;
所述的工业以太网网络系统(03)包括主加工区域环网结构、矿山区域主干网结构以及码头区域主干网结构;用于将主加工区域环网结构、矿山区域主干网结构以及码头区域主干网结构与企业集团局域网相连,并保证各网络结构之间运行在一个相对独立的网段中;其中,主加工区域环网结构、矿山区域主干网结构以及码头区域主干网结构之间采用双环单节点方式组成千兆工业以太网,并通过硬件防火墙、网闸互相隔离;工业以太网网络系统(03)要实现数据、视频、语音三网合一的功能;
所述的工业监控系统(04)采用网络摄像机系统,用于将砂石骨料生产现场的图像转化为可传输信息,接入工业以太网网络系统(03)发送至生产控制中心(06);
所述的调度广播系统(05)采用无线通讯系统,用于实现砂石骨料生产现场运行操作管理人员、巡检人员之间通过手机与手机、手机与调度电话、手机与固定电话的双向通话;
所述的生产控制中心(06)用于实现工业监控系统(04)的终端显示、砂石骨料生产自动控制系统(02)的HMI人机交互、调度广播系统(05)的集中调度,加工、处理工业以太网网络系统(03)传输的万余点设备参数。
2.根据权利要求1所述的一种用于砂石骨料生产的信息化管理系统,其特征在于,所述的砂石骨料生产制造执行系统(01)包括:数据层单元、应用层单元、信息集成层单元、信息展现层单元;其中,
所述的数据层单元包括:工厂模型、企业核心数据库、实时数据库、产品质量信息数据库;
所述应用层单元包括:设备管理模块和业务管理模块,所述的业务管理模块还包括:计划优化、调度优化、操作管理、物料平衡、进出厂管理、仓储管理、能源平衡、绩效考核模块;
所述的信息集成层单元,用于完成对业务功能模块之间的信息集成;
所述信息展现层单元,用于向生产控制中心(06)提供信息展示。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于砂石骨料生产的信息化管理系统,其特征在于,所述的信息化管理系统还包括电力监控系统,所述的电力监控系统采用站控层和间隔层两层体系架构,站控层设备按变电站远景规模配置,间隔层设备按工程实际建设规模配置。
4.根据权利要求3所述的一种用于砂石骨料生产的信息化管理系统,其特征在于,所述的信息化管理系统还包括环境监测系统、火灾自动报警及联动系统、无人值守检斤系统、智能仓储系统和集中智能润滑系统;其中:
所述的环境监测系统采用在线粉尘检测系统,在除尘器风机风管和集尘器上部都安装在线粉尘监测系统;用于连续监测固体粉尘颗粒数据,并将监测的数据上传至生产控制中心(06);
所述的火灾自动报警及联动系统采用安装在现场的火灾探测器、手动报警按钮;用于以自动或人为的方式向生产控制中心(06)发送火警信息;
所述的无人值守检斤系统采用RFID卡作为计量信息的载体,通过自动检测、计算机信息、图像处理、智能控制实现车号的自动识别、自动排程、信息的自动录入、车辆的自动引到、成品的自动装车;
所述的智能仓储系统用于实现卸料小车自动寻堆卸料、下料弧形阀根据料堆高度自动开闭,各料仓的进料量、出料量、库存量实时监测,料堆堆高监测、报警功能;
所述的集中智能润滑系统采用模块化设计,包括:上位机人机监视系统、补脂站、集成润滑站、线路、管路管件、智能给油器,智能给油器接受主控制指令,控制集成润滑站按照既定的逻辑运行,用于对破碎机、减速机等设备在运作时实现定时、定点、定量的润滑给予,补脂站通过自动检测线路压力自动补给各集成润滑站的润滑脂需求,上位机人机监视系统通过工业以太网网络系统(03)与生产控制中心(06)进行数据交互。
5.根据权利要求4所述的一种用于砂石骨料生产的信息化管理系统,其特征在于,所述的信息化管理系统还包括自动装船控制系统、自动装车系统和自动布料系统,其中,
所述的自动装船控制系统利用激光扫描仪实时确定溜筒的位置和船舶的状态,控制溜筒移动到指定位置,以实现自动装船;
所述的自动装车系统通过无人值守检斤系统采集的车辆数据,用于自动控制卸料阀,以实现自动装车;
所述的自动布料系统包括:卸料小车、小车位置检测装置、料位计、PLC控制器,且小车位置检测装置安装在卸料小车的车身上,料位计安装在卸料小车的料箱内,用于检测物料量,PLC控制器连接卸料小车的控制器,用于控制卸料小车的运行;以实现卸料小车能沿着输送系统运行方向进行正反方面的运行,并将骨料卸在指定的仓位。
6.根据权利要求5所述的一种用于砂石骨料生产的信息化管理系统,其特征在于,所述的信息化管理系统还包括第三方接口系统,所述的第三方接口系统分别设置在生产制造执行系统(01)、生产自动控制系统(02)和生产控制中心(06)上,用于为第三方或未来云平台、大数据平台提供业务接入,实现物联网数据交互。
7.利用权利要求1-6所述的一种用于砂石骨料生产的信息化管理系统进行信息化管理方法,其特征在于,所述的信息化管理方法包括以下步骤:
步骤一、通过砂石骨料生产自动控制系统(02)将主要工艺参数、设备状态等数据送到生产制造执行系统(01);
步骤二、生产制造执行系统(01)接收企业集团ERP下发的矿石生产计划、成品骨料生产销售计划,并结合砂石骨料生产自动控制系统(02)上传的设备状态自动进行生产排程;同时收集各破碎、筛分、发运车间计划执行的相关信息,再由系统加以分析,通过系统报表的形式实时呈现生产现场的生产进度、目标达成状况、产品品质状况;
步骤三、通过工业监控系统(04)将砂石骨料生产现场的图像转化为可传输信息,接入工业以太网网络系统(03)发送至生产控制中心(06);
步骤四、通过调度广播系统(05)实现砂石骨料生产现场运行操作管理人员、巡检人员之间通过手机与手机、手机与调度电话、手机与固定电话的双向通话;
步骤五、通过通过生产控制中心(06)实现工业监控系统(04)的终端显示,实现砂石骨料生产自动控制系统(02)的HMI人机交互,实现调度广播系统(05)的集中调度,实现工业以太网网络系统(03)传输的万余点设备参数的加工、处理。
8.根据权利要求7所述的一种用于砂石骨料生产的信息化管理方法,其特征在于,所述的信息化管理方法还包括电力监控的步骤、环境监测的步骤、火灾自动报警及联动的步骤、无人值守检斤的步骤、智能仓储和集中智能润滑的步骤,其中:
所述的电力监控的步骤是,将电力监控系统构架为站控层和间隔层的两层体系架构形式,站控层设备按变电站远景规模配置,间隔层设备按工程实际建设规模配置;
所述的环境监测的步骤是,采用在线粉尘检测系统作为环境监测系统,在除尘器风机风管和集尘器上部都安装在线粉尘监测系统;用于连续监测固体粉尘颗粒数据,并将监测的数据上传至生产控制中心(06);
所述的火灾自动报警及联动的步骤是,采用安装在现场的火灾探测器、手动报警按钮作为火灾自动报警及联动系统,以自动或人为的方式向生产控制中心(06)发送火警信息;
所述的无人值守检斤的步骤是,设置无人值守检斤系统,且无人值守检斤系统采用RFID卡作为计量信息的载体,通过自动检测、计算机信息、图像处理、智能控制实现车号的自动识别、自动排程、信息的自动录入、车辆的自动引到、成品的自动装车;
所述的智能仓储的步骤通过智能仓储系统实现,使卸料小车自动寻堆卸料、下料弧形阀根据料堆高度自动开闭,各料仓的进料量、出料量、库存量实时监测,料堆堆高监测、报警功能;
所述的集中智能润滑的步骤通过集中智能润滑系统实现,集中智能润滑系统包括:上位机人机监视系统、补脂站、集成润滑站、线路、管路管件、智能给油器,以对破碎机、减速机等设备在运作时实现定时、定点、定量的润滑给予。
9.根据权利要求8所述的一种用于砂石骨料生产的信息化管理方法,其特征在于,所述的信息化管理方法还包括自动装船控制的步骤、自动装车的步骤和自动布料的步骤,其中:
所述的自动装船控制的步骤通过自动装船控制系统实现,自动装船控制系统利用激光扫描仪实时确定溜筒的位置和船舶的状态,控制溜筒移动到指定位置,以实现自动装船;
所述的自动装车的步骤通过自动装车系统实现,通过无人值守检斤系统采集的车辆数据,用于自动控制卸料阀,以实现自动装车;
所述的自动布料的步骤通过自动布料系统实现,自动布料系统包括:卸料小车、小车位置检测装置、料位计、PLC控制器,且小车位置检测装置安装在卸料小车的导轨上,料位计安装在卸料小车的料箱内,用于检测物料量,PLC控制器通过采集小车位置及料位控制卸料小车的运行;以实现卸料小车能沿着输送系统运行方向进行正反方面的运行,并将骨料卸在指定的仓位。
10.根据权利要求9所述的一种用于砂石骨料生产的信息化管理方法,其特征在于,所述的信息化管理方法还包括设置第三方接口系统的步骤,第三方接口系统分别设置在生产制造执行系统(01)、生产自动控制系统(02)和生产控制中心(06)中,为第三方或未来云平台、大数据平台提供业务接入,实现物联网数据交互。
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