矿冶建筑大学论文
作者:佚名; 更新时间:2018-07-23

  摘要:以某钼矿选矿厂需求为背景,利用Web及数据库相关技术构建了一个生产过程管理系统,提出了系统的总体设计,阐述了系统中各模块的设计和功能。实践证明,该系统界面友好,有效实现对生产过程关键数据的监控和管理,使生产管理的效率得到提高。

  关键词:xxx

  某钼矿选矿厂因生产需要建设了一套全流程DCS自控系统,实现整个生产过程、工艺参数的自动调节和远程控制,达到提高选矿回收率和产品质量,降低生产消耗,改善作业环境和降低劳动强度的目的。DCS系统可以实现设备、工艺参数的自动调节和远程控制,但无法实现对工艺参数和设备参数等关键数据的管理,这就对生产过程管理提出了新的要求〔1-2〕。本文结合某钼矿选矿厂生产过程管理的需求,利用Web及数据库相关技术,构建了一个生产过程管理系统。

  1系统总体结构

  本系统主要针对选矿生产过程而建立,系统主要包括基础数据管理、工艺数据管理、设备运行管理、能耗统计分析、生产报表管理等功能模块〔3〕。基础数据管理从DCS系统的实时/历史数据库中自动采集数据,并进行多时间尺度(分、时、日、月、年等)运算、统计、存储以及Web浏览,同时支持数据进行人工录入。工艺数据管理系统管理选矿生产过程中所有关键工艺参数的情况等。设备运行管理模块提供设备的运行时间和运行参数记录管理功能。能耗统计分析模块将用电数据按照时间段进行划分,按照能耗时间段、生产工序对能耗数据进行统计。生产报表管理模块提供强大的数据查询和统计报表系统,支持自动生成日常生产管理业务中大量的数据报表。用户可以查询过去某一时间点的全厂生产过程相关数据,可以生成周、月、年统计报表。系统的总体结构图如图1所示。生产过程控制系统对工厂破碎筛分、磨矿浮选、精尾矿处理等过程进行基础控制,并将生产模拟量、离散信号等实时数据统一采集和存储在实时数据库中。生产过程管理系统在生产过程控制的基础上对工艺参数、设备运行及生产资料消耗数据进行统计存储,作为工艺数据、能源、设备等分类管理和分析的基础。

  2系统功能和设计

  2.1基础信息平台

  基础信息平台具备完备的用户管理和用户权限控制体系,可以保证用户数据的安全性,基于浏览器/服务器架构,利用Web技术展示界面,采用通用的数据库平台可以利用多种主流的数据传输方式同其它系统集成和数据交互〔4-5〕,是生产过程管理系统的架构基础。

  2.2各模块功能介绍

  1)基础数据管理选矿生产过程包含大量物料、设备、操作运行等的基本数据,构成了选厂统计和核算关键生产指标的基础,如原矿消耗量、原精尾品位、生产材料(药剂、钢球)、能源(水、电)、设备运行时间与作业率等。传统手工报表由于效率低已无法满足目前的生产需求,主要表现为:手工录入出错率较高、数据收集和处理的时间一致性和及时性无法保证、信息的规范性和完整性无法保证、生产数据共享的需求难以实现。为了解决以上需求和问题,本系统实现了数据自动采集,根据自定义需求运算处理,信息网络化和共享,使生产管理水平和效率得到很大提高。主要功能如下:

  (1)实现了采集DCS系统数据,包括工艺参数、设备运行、电能等数据。(2)根据用户需求,采用自动化的统计运算方式代替人工录入,使生产指标数据的及时性、可靠性和准确性得到提高。

  2)工艺数据管理工艺数据管理即生产调度管理,生产调度指挥面向生产现场,具有很强的连续性和严格的时间性,实时监控,协调、指挥安全生产过程,跟踪生产运行,以保证按计划完成安全生产任务。生产调度系统以生产作业计划为依据,生产调度管理人员按工段、班组逐日执行生产作业计划,调度系统实现生产班组排班、排产管理,对采选各工段进行班组指标考核统计、记录和传递生产指令、跟踪各工段、班组关键生产指标完成情况,形成生产调度日志。调度系统与自动化计量统计系统实现信息共享,可跟踪班组考核关键生产指标,实现生产调度多源信息集成,并实现生产调度综合信息共享。工艺数据管理模块实现的功能效果如图2所示。

  3)设备运行管理设备运行管理包括设备运行时间、运行参数记录等管理功能,通过这些功能模块实现设备数据共享,增强设备信息的全面性、时效性,让管理者能够随时掌握设备分布、状态和使用情况。生产设备管理为选矿生产作业提供合理的设备检修与运行计划管理,通过企业实行的设备集中管理模式,管理者制定、记录和选择最佳维修方式,可以提高设备运行效率,并且保障可靠平稳的选矿生产能力,生产设备检修与运行计划管理是进行选矿生产计划编制的重要依据,也是不断提高设备综合效率和降低设备寿命周期费用的必要方法。设备管理信息包括设备状态、运行参数等,这些信息统计统一建立在生产管理数据中,使生产管理部门共享该数据库的信息,并利用这些信息制定点检计划、维修计划。基于数据采集管理系统,与生产过程监控进行数据级的系统信息有机集成,采集设备状态自动监控的运行和异常数据,将设备运行信息,设备连续运行时间等基础统计数据反馈到系统。用户利用这些统计数据动态掌握设备状况,及时安排故障处理,改善各种维护标准。并随时跟踪设备状态,有效避免设备故障对生产的影响,减少故障发生,实现以最经济的投入确保设备有效运行,创造经济效益。主要功能包括:

  (1)设备运行参数管理,提供可靠的设备日常运行记录信息,为设备检修提供可靠的依据。

  (2)设备运行统计结果分析,通过表格、曲线图等多样、多维度的呈现设备运行统计分析结果。设备运行管理模块实现的功能效果如图3所示。

  4)能耗统计分析能源是生产主要消耗品之一,降低能源消耗不仅是降低成本的要求,而且也是保护环境、可持续性发展的要求。能源计划管理主要能源介质如电等的消耗量计划或单耗计划或定额,用户利用该模块进行工序、主要装置能源消耗计划管理。能源统计模块以数据采集管理模块为基础,对生产装置、工序实际消耗的能源介质进行计量统计,如对电等消耗按生产班、日、月等进行统计,与生产处理量进行对比后进行能源单耗统计。能源消耗统计数据作为能源报表与分析管理的数据支撑,并且可进一步作为其他生产管理系统的重要参考数据来源。能源管理系统对生产用电进行统计分析,自动生成全矿电能相关报表,为数字化矿山上一级系统准备基础数据。按生产实际情况对工序能耗、生产班组能耗进行统计形成能源报表,为用户提供查询、导出和打印,一方面这些统计报告可为管理者提供能耗调整或制定依据,另一方面可根据这些信息进行生产考核,如根据真实有效的实际能耗数据对操作者进行奖惩以保证能源计划顺利执行。最终目的是利用信息化手段定量监测生产能耗,在满足按质按量完成生产任务的情况下降低生产能耗。

  (1)能源基础数据采集:通过自动化计量统计采集或导入能源消耗基础数据,对不能实时采集能耗量,由作业区输入计量仪表的量值。

  (2)能耗统计:通过能源基础数据统计能源实际消耗量,按照能耗时间段、生产工序对能耗数据进行统计。

  (3)提供能源报表数据服务:结合厂方对能源消耗数据的实际需求,提供能源消耗管理工作中所需的统计数据、分析数据、查询数据。

  (4)能源数据、报表导出:将能源统计数据导出到Excel中,由业务人员自定义表格用以备份与输出。并结合厂方的表格多样化与工作习惯,辅助提供相应的能源报表模版,并进行能源数据Excel导出和打印。能耗统计分析模块实现的功能效果如图4所示。

  5)生产报表管理生产报表管理提供强大的数据查询和统计报表功能,支持自动生成日常生产管理业务中大量的数据报表。用户可以查询过去某一时间点的全厂生产过程相关数据,包括生产量、原料消耗、工艺参数等实际值,查询方式包括单一、组合条件查询,如生产区域范围按工段、车间,生产时间范围按时、班、日、周、月、年等统计报表。系统支持灵活的公式自定义,系统根据参数和自动化系统传来的值,就可以自动生成相关的报表内容,对于历史数据的追溯和分析带来了便利。

  3结论

  本文设计的生产过程管理系统实现了企业所需的以下功能:

  1)建立完备的生产过程数据库,完成生产需要的报表设计和自动生成功能,以及为方便和满足生产管理需要所定制的各种数据处理功能(趋势图等相关分析)。

  2)建立设备档案,采集设备安全监测参数(温度、压力、电流等)和设备运行时间。

  3)采集生产过程中各作业的工艺参数(碎矿量、处理量、浮选机液位、浮选机气量、加药量、磨矿产品粒度、各段品位等)和电力计量,支持人工录入功能,定制形成参数报表和生产报表,并支持Excel导出。

  4)在局域网内,厂级领导只需要通过IE即可根据自己的权限查看系统,达到和现场监控站点同样的监控能力,有利于领导及时了解现场生产情况,提高管理效率和及时性。

  参考文献:

  〔1〕张晓兰,郭飞华.自动化系统在选矿作业的应用与实践[J].采矿技术,2009,9(1):107-108.

  〔2〕葛之辉,曾云南,赵保坤.选矿过程程自动检测与自动化综述[J].中国矿山工程,2006,35(6):37-42.

  〔3〕宋晓梅,边维天,余刚.生产管理系统在选矿厂的应用[J].数字技术与应用,2016(9):123-123.

  〔4〕李斌,钟毅芳,肖人彬.基于人机集成的生产过程管理系统研究与开发[J].工业工程与管理,2004,9(5):58-63.

  〔5〕刘继明.Wonderware软件在选矿自动化控制系统的应用[J].矿冶,2012,21(4):93-96.

    作者:佚名; 更新时间
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