CN111650901A - 一种水泥生产线用智能无人值守工厂系统 - Google Patents
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Abstract
一种水泥生产线用智能无人值守工厂系统，数据采集平台采集反映设备运行情况及工艺参数数据；远程监控平台监测能源计量的参数并通过设置报警阈值进行能源数据实时报警，通过远程监视平台进行水泥生成工序中运行设备的远程监视、数据分析、自动报表、系统故障报警和分析；生产管理平台对水泥生产计划、生产调度、物料平衡、生产分析和生产报表管理；能源管理平台对能源物资消耗进行实时监测并对能源利用状态进行诊断评估；设备管理平台建立设备档案信息库；质量管理平台对产品质量数据进行收集和集成形成从原材料进厂到产品出厂的全过程的质量信息数据库，根据质量信息数据库进行质量分析管理。本发明实现水泥生产的高效运行和成本的有效控制。
Description
技术领域
本发明实施例涉及水泥生产技术领域，具体涉及一种水泥生产线用智能无人值守工厂系统。
背景技术
水泥是国民经济的基础原材料，在未来相当长的时期内，水泥仍将是人类社会的主要建筑材料。水泥工业是技术、资金、资源、能源密集型产业，随着经济建设的飞速发展，带来了土木建筑业的空前活跃，道路、桥梁、铁路、机场、水工建筑、近岸结构、城市建设、通讯等基础设施的建设，使得建筑材料在量上达到了历史上的空前水平。
智能工厂利用各种现代化的技术，实现工厂的办公、管理及生产自动化，达到加强及规范企业管理、减少工作失误、堵塞各种漏洞、提高工作效率、进行安全生产、提供决策参考、加强外界联系、拓宽国际市场的目的。传统的水泥生产需要依赖大量的人工，生产过程中的各项指标难以及时的进行掌握和调控，不能充分的发挥水泥生产过程中各因素的协同作用，生产效率低，容易造成资源的浪费和闲置。目前缺少一种用于水泥生产的无人值守的智能工厂技术方案。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种水泥生产线用智能无人值守工厂系统，提高水泥生产运行管理水平及整体安全水平，提高生产和能源管理水平，提高劳动生产率，实现水泥生产计划的科学安排和能源的合理调度，实现水泥生产的高效运行和成本的有效控制。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种水泥生产线用智能无人值守工厂系统，包括：
数据采集平台，用于采集反映设备运行情况及工艺参数的生产数据、能量计量数据、原燃料计量数据、用水计量数据和质量数据；采集的所述生产数据包括生料产量、煤粉产量、熟料产量、水泥产量以及原燃料消耗量的累积量，所述能量计量数据通过采用串口服务器网络以电表、串口服务器、以太网和TCP/IP形式进行采集；所述质量数据包括出磨水泥细度和水泥比面积，质量数据用于生产分析和绩效考核；
远程监控平台，用于监测能源计量的参数并通过设置报警阈值进行能源数据实时报警，通过远程监视平台进行水泥生成工序中运行设备的远程监视、数据分析、自动报表、系统故障报警和分析，基于远程监视平台调取设备运行记录实现远程监控、流程图回放和能耗异常报警；
生产管理平台，用于对水泥生产计划、生产调度、物料平衡、生产分析和生产报表进行管理，所述生产计划包括产品计划和设备利用计划；所述生产调度包括交接班日志、排班计划编辑、工作安排和数据补录；所述物料平衡包括物料库、盘库、内部倒运记录、称重系数调整和物料量月平衡；所述生产分析包括生产过程中的数据纵比分析或横比分析，生产分析的对象包括生产对标分析、工艺参数分析和报警分析；
能源管理平台，用于对煤、电、水、汽能源物资消耗进行实时监测并对能源利用状态进行诊断评估，能源管理平台的管理对象包括能源基础数据、能源计划、能源实绩、能源指标对比分析、能耗成本分析和能源报表；
设备管理平台，用于建立设备档案信息库，根据所述档案信息库进行设备巡检、设备维护、设备检修、设备备件、消耗品及设备停机管理；
质量管理平台，用于对产品质量数据进行收集和集成形成从原材料进厂到产品出厂的全过程的质量信息数据库，根据所述质量信息数据库进行质量分析管理。
作为水泥生产线用智能无人值守工厂系统的优选方案，所述能量计量数据采集的对象包括瞬时流量、累积流量、温度、压力、计量表的运行状态，能量计量数据的形式包括线路的正向有功电量、正向无功电量、反向有功电量、反向无功电量、电度表的峰、平、谷电量及准实时数据电压、电流、有功功率、无功功率和功率因数。
作为水泥生产线用智能无人值守工厂系统的优选方案，所述原燃料计量数据包括大宗原燃料的入厂量及各个生产线原燃料的耗用量，生产线原燃料的耗用量包括各生产线的石膏耗用量及煤粉仓的下料量；
所述质量数据的采集包括在线分析数据采集和化验室化验数据采集。
作为水泥生产线用智能无人值守工厂系统的优选方案，所述产品计划包括产品产量数据，所述设备利用计划包括工序设备的运行计划，所述运行计划包括运转率、台时和运转时间；
通过实绩是对生产计划进行比较反馈，根据比较反馈结果进行生产计划调整；所述实绩包括产品生产实绩和设备运转实绩。
作为水泥生产线用智能无人值守工厂系统的优选方案，对所述物料库容积或大小进行定义，通过选择物料类型更换实物库存放物料的种类；
所述盘库过程当前库存进行测量修正，根据所述测量修正按照新库存量动态的计算当前库存；
当前数据采集的称重数据始终存在偏差时，对称重系数进行调整修正；
根据对原燃材料进厂、成品出厂数据、生产消耗、库存数据进行统计达到物料平衡。
作为水泥生产线用智能无人值守工厂系统的优选方案，通过所述生产对标分析对产量、台时、利用率、完成率指标进行纵比分析或横比分析；
通过工艺参数分析是对生产过程中的工艺参数进行纵比分析或横比分析，所述工艺参数包括高温风机转速和窑转速；
所述报警分析包括工艺参数报警分析和停机报警分析；
所述生产报表包括综合日报、熟料综合报表、水泥磨综合报表、余热发电综合报表和生产设备运行综合报表。
作为水泥生产线用智能无人值守工厂系统的优选方案，所述能源基础数据包括能源折标系数、能源网络定义、能源仪表定义和能源计量点定义；
所述能源指标对比分析根据煤、电、水、气能源介质的消耗量、发生量、回收量的实时计量数据，按工序、成本中心计算出能源介质的每日或月的消耗量、发生量、回收量的统计信息并形成日报或月报；
所述能耗成本分析包括耗电量成本和耗煤量成本；
通过统计各产线、工序峰、平、谷用电量，通过用电峰、平、谷采购价格，计算各产线、工序耗电量成本；
统计熟料耗煤量，通过采购合同中采购价格计算耗煤量成本。
作为水泥生产线用智能无人值守工厂系统的优选方案，所述质量分析包括矿山石灰石质量分析、原材料质量分析、原煤质量分析、出磨生料质量分析、熟料质量分析、出磨水泥质量分析和自定义分析，所述自定义分析包括多屏分析。
作为水泥生产线用智能无人值守工厂系统的优选方案，还包括绩效管理平台，用于对能源绩效和综合绩效进行管理，所述能源绩效包括能源绩效评价、班组考核和操作人员考核；
所述综合绩效的考核指标包括台时产量、运转率、故障停机次数、关键工序电耗和关键工序煤耗。
作为水泥生产线用智能无人值守工厂系统的优选方案，还包括数据库服务器、网站服务器、客户端和系统数据接口；
所述数据库服务器包括关系数据库服务器和实时数据服务器，所述关系数据库服务器用于保存配置数据和生产管理系统的历史数据；所述实时数据服务器用于采集子系统的数据进行数据展示及数据处理；
所述网站服务器用于平台的运行以及能源管理与ERP接口服务的运行，通过网站服务器将运行结果发布到办公网络；
所述客户端通过浏览器的方式访问水泥生产线用智能无人值守工厂系统；
所述系统数据接口包括ERP/OA数据接口、物料计量数据接口、电量采集数据接口、生产数据接口和化验室管理系统接口。
本发明实施例具有如下优点：生命周期长，既能满足当前的需求，又能适应未来的发展；充分利用现有DCS控制系统、远程监控系统、OA办公系统、ERP系统、装车一卡通、远程视频会议等现有资源，做到物尽其用，即保证系统完整性又兼顾系统的经济性；高效稳定，能提供全年365天，全天24小时的连续运作；高效率性，注重信息共享，提供整个系统高效率的传输与运行能力；实时性，充分配合能源和生产管理系统对实时性的需求；提供与各种外界系统的通信功能，并在整体系统的运作上确保信息的完整性，满足能源供需平衡、调度管理和能源、生产计量管理的需求；安全性，通过在系统部署相关安全措施，以有效地确保系统各个层次安全；可扩展性，考虑到能源和生产系统随主工艺系统不断扩展的特点，提供与各种外界系统的通讯能力；可维护性强，便于维护人员快速掌握设备使用；在系统局部发生故障时，运行维护人员能尽快发现并能及时处理，避免故障扩大并快速恢复正常运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明实施例中提供的一种水泥生产线用智能无人值守工厂系统示意图；
图2为本发明实施例中提供的一种水泥生产线用智能无人值守工厂系统数据采集平台示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，提供一种水泥生产线用智能无人值守工厂系统，包括：
数据采集平台1，用于采集反映设备运行情况及工艺参数的生产数据、能量计量数据、原燃料计量数据、用水计量数据和质量数据；采集的所述生产数据包括生料产量、煤粉产量、熟料产量、水泥产量以及原燃料消耗量的累积量，所述能量计量数据通过采用串口服务器网络以电表、串口服务器、以太网和TCP/IP形式进行采集；所述质量数据包括出磨水泥细度和水泥比面积，质量数据用于生产分析和绩效考核；
远程监控平台2，用于监测能源计量的参数并通过设置报警阈值进行能源数据实时报警，通过远程监视平台进行水泥生成工序中运行设备的远程监视、数据分析、自动报表、系统故障报警和分析，基于远程监视平台调取设备运行记录实现远程监控、流程图回放和能耗异常报警；
生产管理平台3，用于对水泥生产计划、生产调度、物料平衡、生产分析和生产报表进行管理，所述生产计划包括产品计划和设备利用计划；所述生产调度包括交接班日志、排班计划编辑、工作安排和数据补录；所述物料平衡包括物料库、盘库、内部倒运记录、称重系数调整和物料量月平衡；所述生产分析包括生产过程中的数据纵比分析或横比分析，生产分析的对象包括生产对标分析、工艺参数分析和报警分析；
能源管理平台4，用于对煤、电、水、汽能源物资消耗进行实时监测并对能源利用状态进行诊断评估，能源管理平台4的管理对象包括能源基础数据、能源计划、能源实绩、能源指标对比分析、能耗成本分析和能源报表；
设备管理平台5，用于建立设备档案信息库，根据所述档案信息库进行设备巡检、设备维护、设备检修、设备备件、消耗品及设备停机管理；
质量管理平台6，用于对产品质量数据进行收集和集成形成从原材料进厂到产品出厂的全过程的质量信息数据库，根据所述质量信息数据库进行质量分析管理。
水泥生产线用智能无人值守工厂系统的一个实施例中，所述能量计量数据采集的对象包括瞬时流量、累积流量、温度、压力、计量表的运行状态，能量计量数据的形式包括线路的正向有功电量、正向无功电量、反向有功电量、反向无功电量、电度表的峰、平、谷电量及准实时数据电压、电流、有功功率、无功功率和功率因数。
具体的，水泥行业能源介质主要为煤、电、蒸汽、水及压缩空气等，涉及到上述介质的进、出口的检测计量均为一级计量，需纳入到水泥生产线用智能无人值守工厂系统进行监控。为保证能源数据的同源性，避免中间转换带来的误差，能源数据仪表采集采用数字通讯接口。能源数据采集对象主要为瞬时流量、累积流量、温度、压力、计量表的运行状态等。
此外，智能电能表数据的采集可包括各条线路的正向有功电量、正向无功电量、反向有功电量、反向无功电量、电度表的峰、平、谷电量，以及准实时数据电压、电流、有功功率、无功功率和功率因数的采集。
具体的，采集DCS数据的全部数据形成历史数据库，该数据库不仅用于DCS数据实时监控，还可用于数据的深度分析。
具体的，电能数据采集单独组网(串口服务器网络)的方案，即电表→串口服务器→以太网→TCP/IP。该方式投资成本较低，系统扩展性好。智能电表支持DLT 645-97、DLT645-2007规约，可以直接进行数据采集。
水泥生产线用智能无人值守工厂系统的一个实施例中，所述原燃料计量数据包括大宗原燃料的入厂量及各个生产线原燃料的耗用量，生产线原燃料的耗用量包括各生产线的石膏耗用量及煤粉仓的下料量；所述质量数据的采集包括在线分析数据采集和化验室化验数据采集。
参见图2，具体的，原燃料计量数据含大宗原燃料的入厂量及各个生产线原燃料的耗用量。大宗原燃料入厂计量数据进入到ERP系统，通过开发接口程序实现数据的互联互通。各生产线的石膏的耗用量及煤粉仓的下料量等，通过现场计量皮带称使数据接入DCS系统。
具体的，采集生产用水量计量数据，水量计量数据采用智能流量计方案，采集方法电力数据采集。质量数据采集包括出磨水泥细度和水泥比面积等，可用于生产分析和绩效考核。根据数据的实时性，采用两种不同的采集方式：
1)在线分析数据采集：主要包括在线激光粒度分析仪等。这些仪器的接口有OPC、DDE、Web Services、数据库和文件等类型，从供应商提供数据接口。
2)化验室化验数据采集：这些数据可定期(如每日一次)从化验室管理系统中直接导入，从供应商获取化验室管理系统的数据接口。
水泥生产线用智能无人值守工厂系统的一个实施例中，所述产品计划包括产品产量数据，所述设备利用计划包括工序设备的运行计划，所述运行计划包括运转率、台时和运转时间；通过实绩是对生产计划进行比较反馈，根据比较反馈结果进行生产计划调整；所述实绩包括产品生产实绩和设备运转实绩。
具体的，产品计划主要是录入产品产量相关的数据。设备利用计划主要是录入工序设备的运行计划，包括运转率、台时、运转时间等。实绩是对生产计划的反馈，通过与计划的比较，用户可掌握当前生产的状态，有利于及时做出调整，更好的完成计划。
水泥生产线用智能无人值守工厂系统的一个实施例中，生产管理平台3的生产调度包括交接班日志、排班计划编辑、工作安排和数据补录。交班和接班关系到生产的稳定性，为保证接班人员全面了解上班生产情况，本班需要注意问题，以及临时工作安排等信息，交接班日志提供了良好的数据共享平台。交接班日志不仅包含了负责人、交班信息等文字说明，还需要确认本班停机的原因和报警的处理情况，为系统统计停机原因提供数据支持。
具体的，实际生产过程中，由于某种原因需要更改排班顺序时，可编辑排班计划。编辑完成后系统自动按照新排班计划自动排班。工作安排为生产工作提供了良好的统一平台,相关部门或管理人员可将安排的事项或者文档提交到系统内，有权限的用户均可看到所有部门或管理人员的工作安排内容。为提高系统可计算性，需要人工补录数据采集平台1无法采集的数据，例如大气压力、海拔高度等。
水泥生产线用智能无人值守工厂系统的一个实施例中，对所述物料库容积或大小进行定义，通过选择物料类型更换实物库存放物料的种类；所述盘库过程当前库存进行测量修正，根据所述测量修正按照新库存量动态的计算当前库存；当前数据采集的称重数据始终存在偏差时，对称重系数进行调整修正；根据对原燃材料进厂、成品出厂数据、生产消耗、库存数据进行统计达到物料平衡。
具体的，在生产过程中，由于计量设备误差，导致计算数据与真实数据不符。随着时间的推移，累计误差越来越大，系统内数据与真实数据相差越来越大，因此通过盘库结果对生产的计量值进行调整(物料平衡)，消除累计误差，使系统中数据更加准确的反应真实数据。
具体的，定义实物库容积或者大小，通过选择物料类型可更换实物库存放物料的种类，通过对当前库存进行测量，将修正值记录到系统中去，系统按照新库存量动态的计算当前库存。当经过确认，当前数据采集的称重数据始终存在偏差时，可以通过系统的调整修正称重值，使之更接近真实值。根据原燃材料进厂、成品出厂数据(附带物料信息、地磅数据从ERP系统中引进后)、生产消耗(通过DCS系统采集配料秤数据，系统提供皮带秤物料类型编辑页面，秤可由集团公司授权，各公司对数据进行校对)、库存(盘库录入期初库存)三方数据的自动统计，实现物料平衡功能。
水泥生产线用智能无人值守工厂系统的一个实施例中，通过所述生产对标分析对产量、台时、利用率、完成率指标进行纵比分析或横比分析；通过工艺参数分析是对生产过程中的工艺参数进行纵比分析或横比分析，所述工艺参数包括高温风机转速和窑转速；所述报警分析包括工艺参数报警分析和停机报警分析；所述生产报表包括综合日报、熟料综合报表、水泥磨综合报表、余热发电综合报表和生产设备运行综合报表。
具体的，生产分析主要针对生产过程中的数据进行纵比分析或者横比分析。纵比分析是指不同的生产数据按照时间的先后绘制成趋势图，通过分析趋势图分析生产过程中的经验和找出问题的所在；横比分析是指不同的生产数据在同一时刻进行横向比较，通过分析柱状图，总结经验或者找出问题。
具体的，生产对标分析是针对产量、台时、利用率、完成率等指标进行纵比和横比的分析。工艺参数分析是对生产过程中的工艺参数例如，高温风机转速、窑转速等进行纵比和横比的分析。报警分析过程中综合分析报警的次数和报警的原因，通过纵向对比(按时间绘制趋势，显示不同时间段内不同报警原因的报警次数)和横向对比(各产线根据相同报警原因统计报警次数)实现报警分析。
水泥生产线用智能无人值守工厂系统的一个实施例中，所述能源基础数据包括能源折标系数、能源网络定义、能源仪表定义和能源计量点定义；所述能源指标对比分析根据煤、电、水、气能源介质的消耗量、发生量、回收量的实时计量数据，按工序、成本中心计算出能源介质的每日或月的消耗量、发生量、回收量的统计信息并形成日报或月报；所述能耗成本分析包括耗电量成本和耗煤量成本；通过统计各产线、工序峰、平、谷用电量，通过用电峰、平、谷采购价格，计算各产线、工序耗电量成本；统计熟料耗煤量，通过采购合同中采购价格计算耗煤量成本。
具体的，能源管理平台4将现有能源介质作为公司级的资源，集中进行调配、平衡、考核、管理和优化，最终实现能源系统一体化运作和集中管理，并将能源过程管理过程精细化。将分散的生产和运行管理体制转变为相对集中的、高效经济的生产和运行管理体制。实现能源管控系统优化，主要对煤、电、水、汽等能源物资消耗进行实时监测，生成报表，进行能源利用状态诊断评估。比如计算熟料生产的煤耗、电耗、余热发电指标，综合能耗，能源成本。
具体的，通能源管理平台4建立能效对标管理体系。建立KPI(Key PerformanceIndicator)，即关键绩效指标模型，可按日、周、月、年等，也可按公司、工厂、车间、班组等记录KPI指标数据，进行KPI计算和图形化显示，评估和分析，形成报告。能够在线配置针对水泥行业的KPI计算公式。对标可以按照班与班之间、同规格生产线间、公司之间的关键参数对比，对比可进行灵活配置。实现主要耗能设备的状态监测及能源分析管理，记录每台设备生产运行曲线，对设备各种运行状态如轻载、重载、停机等状态原因进行全面的统计分析，提供趋势图、饼图等多种图形分析，同时要有报警提醒操作员进行处理。信息在各产线汇集和使用，在公司对各产线以及工序的能源消耗以及KPI指标进行对比统计分析。
具体的，能源基础数据包括：能源折标系数、能源网络定义、能源仪表定义、能源计量点定义等。根据企业能源分布具体情况，将能源管理网络结构划分为公司级、分厂级、车间级等多级能源平衡关系，利用能源网络结构图，建立能源平衡关系网络。
具体的，通过能源计划管理帮助企业实时了解能源需、存量，为供应部门制定科学的采购计划提供数据支撑，对电能质量、原料煤和燃料煤的品质进行管理，在线管理能源库存，实现企业各部门信息共享。
水泥生产线用智能无人值守工厂系统的一个实施例中，所述质量分析包括矿山石灰石质量分析、原材料质量分析、原煤质量分析、出磨生料质量分析、熟料质量分析、出磨水泥质量分析和自定义分析，所述自定义分析包括多屏分析。
具体的，矿山石灰石质量分析采用曲线、直方图等方式，对具体某个矿山任意时间段(取样时间)内的质量指标(水份、CaO、MgO和硅酸钠等)进行纵向对比分析。原材料质量分析是对各分厂生产或所购原材料的质量进行分析与评估。选择任意的时间段(进厂时间)作为X轴，选取任意的质量指标(如水份、LOSS、SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO3等)以及对应的国家、企业控制标准作为Y轴，采用曲线、直方图等方式进行对比分析。可按供应商，选择任意的时间段(进厂时间)作为X轴，选取任意的质量指标(如水份，热值指标Mar、Mad、Aad、Vad、FCad、Qnet.ad、Qnet.ar，灰分指标SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO3等)以及对应的企业控制标准作为Y轴，采用曲线、表格等方式进行对比分析。
具体的，关联分析过程中，选择某个时段的用户所关心的熟料物理性能指标(例如，抗折28天强度、抗压28天强度)和化学成分指标(例如，FCAO、KH、KH-、N、P)，与对应时段的入窑生料质量数据、入窑煤粉质量和煤耗数据、DCS生产过程熟料烧成环节的相关数据(例如入窑生料量、窑头喂煤量、窑主电机速度、窑主电机电流、高温风机转速、二次风温、二次风压、窑尾烟室温度、窑尾烟室压力、窑三次风压、分解炉出温、五级筒出温、五级筒出压、一级筒出温、一级筒出压、篦冷二室风压等)进行分析。
具体的，出磨水泥质量分析对水泥磨水泥质量(主要是细度)与对应时段的DCS生产过程数据进行关联分析。
具体的，用户可以自定义分析方案，在进行质量对比分析时，经常需要选择多个质量指标或关联参数，若每次分析时都要把多个指标标签重新添加，将费时费力。用户自定义分析方案可以将常用的质量指标或关联参数组合保存为自定义分析方案。当以后需要时只需装入该方案即可，避免了每次分析都要添加各种指标的繁琐操作。用户自定义分析方案可以进行修改、删除或另存为等操作，便于用户对用户自定义分析方案的维护管理。
具体的，在进行质量数据关联分析时，不仅一个分析方案中有多个质量指标或参数，而且需要多个分析方案同时并存，若每个分析方案都单独一屏显示，那么分析时就需要在不同的页面或者不同的选项卡之间切换，使用极其不便。多屏分析功能最多可以同时显示四个不同的分析方案，也可以对同一种分析方案用不同的图形展示在一个页面上。例如，可以将同一个分析方案分别用折线图、柱状图、饼形图以及累计柱状图显示在同一个页面上，数据的历史走势，不同指标的所占比例以及不同指标之间的差别都将一目了然。
具体的，为实现质量管理的信息化、精细化和智能化目标，系统不仅要导入和汇总化验室系统中已有质量数据，还要补录样品所对应产品的生产时间，以建立产品的质量分析数据与DCS质量相关的参数之间的联系，形成全方位的产品质量数据库。这些数据包括：
1)原燃材料、半成品、成品质量控制标准和计划；
2)原燃材料、半成品、成品质量化验数据；
3)DCS中关键工艺参数控制值。
水泥粉磨过程DCS中与水泥质量相关的数据主要包括：各种原料的配比与流量(如熟料配比和实际流量、石膏配比和实际流量等)、入磨料量、入磨提升机电流、出磨提升机电流、选粉机转速和循环风量等。
具体的，通过纵向、横向和与生产数据的关联分析，找到生产过程中存在的质量问题，同时具有可追溯性。例如，对于出磨生料质量分析，出磨生料质量指标如LOSS、细度、SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO3、KH、N、P、CaF2、K2O、Na2O和氯离子等，与对应时段的入磨物料质量数据(例如钙质物料、硅质物料和铁质物料的粒度、水分、SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO3含量等)、DCS生产过程石灰石与质量相关的数据(例如入磨提升机电流、出磨提升机电流、选粉机转速和循环风量等)进行分析。
水泥生产线用智能无人值守工厂系统的一个实施例中，还包括绩效管理平台13，用于对能源绩效和综合绩效进行管理，所述能源绩效包括能源绩效评价、班组考核和操作人员考核；所述综合绩效的考核指标包括台时产量、运转率、故障停机次数、关键工序电耗和关键工序煤耗。
具体的，能源绩效评价对象是生产场所。系统根据用户设定的优秀值、良好值和及格值，为考核指标项进行打分，从而反应生产场所能耗总评价得分，为管理部门和人员提供考核依据。系统显示ABCD运行班考核时间内每天的电耗数据，并标出电耗最高值和电耗最低值，为班组考核提供依据。系统按照操作岗位和操作员，列出其所在岗位的电耗数据，为操作员考核提供依据。此外，可以定义考核指标：台时产量、运转率、故障停机次数、关键工序电耗、关键工序煤耗等。系统根据用户选择的考核时间区间，可以按日、月和年，检索运行班组的各项考核指标，计算班组绩效。
水泥生产线用智能无人值守工厂系统的一个实施例中，还包括数据库服务器7、网站服务器8、客户端9和系统数据接口10；所述数据库服务器7包括关系数据库服务器11和实时数据服务器12，所述关系数据库服务器11用于保存配置数据和生产管理系统的历史数据；所述实时数据服务器12用于采集子系统的数据进行数据展示及数据处理；所述网站服务器8用于平台的运行以及能源管理与ERP接口服务的运行，通过网站服务器8将运行结果发布到办公网络，通过网站服务器8，客户端9利用浏览器的方式访问智能信息系统，包括了解实时数据、绩效指标以及生成各种报表等；所述客户端9通过浏览器的方式访问水泥生产线用智能无人值守工厂系统，客户端9既包含办公用户的客户端9，还包括能过与网站服务器8连接的其它客户端9，它们都可以以统一的方式访问系统，实时了解企业生产、能源、设备、质量、环保等信息。
水泥生产线用智能无人值守工厂系统的一个实施例中，所述系统数据接口10包括ERP/OA数据接口、物料计量数据接口、电量采集数据接口、生产数据接口和化验室管理系统接口。
具体的，ERP/OA数据接口程序主要负责能源管理平台4数据与ERP管理软件的必要数据交互，通过协调ERP厂家协助完成接口对接，双方共同确定数据范围与具体的接口方案。物料计量数据接口对计量数据、库存数据等进行统计分析，监控企业产成品出厂、原燃材料进厂的情况。进出厂物料从集团ERP系统的接口中读取，生产过程中计量数据从DCS的OPC接口中读取，未进DCS的计量数据，考虑将信号接进DCS，或直接从仪表接口处读取。电量采集数据接口通过现场已实施的电力需求侧系统的OPC服务器中读取。未进DCS的电量数据，考虑将信号接进DCS，或直接从电表接口处读取。生产数据接口是系统采集生产线相关实时数据的接口，可以采用OPC接口，直接从DCS和其它系统读取数据。化验室管理系统接口获取包括生料成分和细度、入窑煤粉热值、熟料强度和游离钙、出磨水泥细度和水泥比面积等，用于考核和质量分析。
本发明实施例生命周期长，既能满足当前的需求，又能适应未来的发展；充分利用现有DCS控制系统、远程监控系统、OA办公系统、ERP系统、装车一卡通、远程视频会议等现有资源，做到物尽其用，即保证系统完整性又兼顾系统的经济性；高效稳定，能提供全年365天，全天24小时的连续运作；高效率性，注重信息共享，提供整个系统高效率的传输与运行能力；实时性，充分配合能源和生产管理系统对实时性的需求；提供与各种外界系统的通信功能，并在整体系统的运作上确保信息的完整性，满足能源供需平衡、调度管理和能源、生产计量管理的需求；安全性，通过在系统部署相关安全措施，以有效地确保系统各个层次安全；可扩展性，考虑到能源和生产系统随主工艺系统不断扩展的特点，提供与各种外界系统的通讯能力；可维护性强，便于维护人员快速掌握设备使用；在系统局部发生故障时，运行维护人员能尽快发现并能及时处理，避免故障扩大并快速恢复正常运行。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种水泥生产线用智能无人值守工厂系统，其特征在于，包括：
数据采集平台，用于采集反映设备运行情况及工艺参数的生产数据、能量计量数据、原燃料计量数据、用水计量数据和质量数据；采集的所述生产数据包括生料产量、煤粉产量、熟料产量、水泥产量以及原燃料消耗量的累积量，所述能量计量数据通过采用串口服务器网络以电表、串口服务器、以太网和TCP/IP形式进行采集；所述质量数据包括出磨水泥细度和水泥比面积，质量数据用于生产分析和绩效考核；
远程监控平台，用于监测能源计量的参数并通过设置报警阈值进行能源数据实时报警，通过远程监视平台进行水泥生成工序中运行设备的远程监视、数据分析、自动报表、系统故障报警和分析，基于远程监视平台调取设备运行记录实现远程监控、流程图回放和能耗异常报警；
生产管理平台，用于对水泥生产计划、生产调度、物料平衡、生产分析和生产报表进行管理，所述生产计划包括产品计划和设备利用计划；所述生产调度包括交接班日志、排班计划编辑、工作安排和数据补录；所述物料平衡包括物料库、盘库、内部倒运记录、称重系数调整和物料量月平衡；所述生产分析包括生产过程中的数据纵比分析或横比分析，生产分析的对象包括生产对标分析、工艺参数分析和报警分析；
能源管理平台，用于对煤、电、水、汽能源物资消耗进行实时监测并对能源利用状态进行诊断评估，能源管理平台的管理对象包括能源基础数据、能源计划、能源实绩、能源指标对比分析、能耗成本分析和能源报表；
设备管理平台，用于建立设备档案信息库，根据所述档案信息库进行设备巡检、设备维护、设备检修、设备备件、消耗品及设备停机管理；
质量管理平台，用于对产品质量数据进行收集和集成形成从原材料进厂到产品出厂的全过程的质量信息数据库，根据所述质量信息数据库进行质量分析管理。
2.根据权利要求1所述的一种水泥生产线用智能无人值守工厂系统，其特征在于，所述能量计量数据采集的对象包括瞬时流量、累积流量、温度、压力、计量表的运行状态，能量计量数据的形式包括线路的正向有功电量、正向无功电量、反向有功电量、反向无功电量、电度表的峰、平、谷电量及准实时数据电压、电流、有功功率、无功功率和功率因数。
3.根据权利要求1所述的一种水泥生产线用智能无人值守工厂系统，其特征在于，所述原燃料计量数据包括大宗原燃料的入厂量及各个生产线原燃料的耗用量，生产线原燃料的耗用量包括各生产线的石膏耗用量及煤粉仓的下料量；
所述质量数据的采集包括在线分析数据采集和化验室化验数据采集。
4.根据权利要求1所述的一种水泥生产线用智能无人值守工厂系统，其特征在于，所述产品计划包括产品产量数据，所述设备利用计划包括工序设备的运行计划，所述运行计划包括运转率、台时和运转时间；
通过实绩是对生产计划进行比较反馈，根据比较反馈结果进行生产计划调整；所述实绩包括产品生产实绩和设备运转实绩。
5.根据权利要求1所述的一种水泥生产线用智能无人值守工厂系统，其特征在于，对所述物料库容积或大小进行定义，通过选择物料类型更换实物库存放物料的种类；
所述盘库过程当前库存进行测量修正，根据所述测量修正按照新库存量动态的计算当前库存；
当前数据采集的称重数据始终存在偏差时，对称重系数进行调整修正；
根据对原燃材料进厂、成品出厂数据、生产消耗、库存数据进行统计达到物料平衡。
6.根据权利要求1所述的一种水泥生产线用智能无人值守工厂系统，其特征在于，通过所述生产对标分析对产量、台时、利用率、完成率指标进行纵比分析或横比分析；
通过工艺参数分析是对生产过程中的工艺参数进行纵比分析或横比分析，所述工艺参数包括高温风机转速和窑转速；
所述报警分析包括工艺参数报警分析和停机报警分析；
所述生产报表包括综合日报、熟料综合报表、水泥磨综合报表、余热发电综合报表和生产设备运行综合报表。
7.根据权利要求1所述的一种水泥生产线用智能无人值守工厂系统，其特征在于，所述能源基础数据包括能源折标系数、能源网络定义、能源仪表定义和能源计量点定义；
所述能源指标对比分析根据煤、电、水、气能源介质的消耗量、发生量、回收量的实时计量数据，按工序、成本中心计算出能源介质的每日或月的消耗量、发生量、回收量的统计信息并形成日报或月报；
所述能耗成本分析包括耗电量成本和耗煤量成本；
通过统计各产线、工序峰、平、谷用电量，通过用电峰、平、谷采购价格，计算各产线、工序耗电量成本；
统计熟料耗煤量，通过采购合同中采购价格计算耗煤量成本。
8.根据权利要求1所述的一种水泥生产线用智能无人值守工厂系统，其特征在于，所述质量分析包括矿山石灰石质量分析、原材料质量分析、原煤质量分析、出磨生料质量分析、熟料质量分析、出磨水泥质量分析和自定义分析，所述自定义分析包括多屏分析。
9.根据权利要求1所述的一种水泥生产线用智能无人值守工厂系统，其特征在于，还包括绩效管理平台，用于对能源绩效和综合绩效进行管理，所述能源绩效包括能源绩效评价、班组考核和操作人员考核；
所述综合绩效的考核指标包括台时产量、运转率、故障停机次数、关键工序电耗和关键工序煤耗。
10.根据权利要求1所述的一种水泥生产线用智能无人值守工厂系统，其特征在于，还包括数据库服务器、网站服务器、客户端和系统数据接口；
所述数据库服务器包括关系数据库服务器和实时数据服务器，所述关系数据库服务器用于保存配置数据和生产管理系统的历史数据；所述实时数据服务器用于采集子系统的数据进行数据展示及数据处理；
所述网站服务器用于平台的运行以及能源管理与ERP接口服务的运行，通过网站服务器将运行结果发布到办公网络；
所述客户端通过浏览器的方式访问水泥生产线用智能无人值守工厂系统；
所述系统数据接口包括ERP/OA数据接口、物料计量数据接口、电量采集数据接口、生产数据接口和化验室管理系统接口。
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