智能供配電系統(tǒng)在選煤廠的應(yīng)用

李 濤，逯新保，郎舒婷

(棗莊礦業(yè)集團(tuán) 濟(jì)寧七五煤業(yè)有限公司，山東 濟(jì)寧 277600)

目前，國(guó)內(nèi)的選煤廠整個(gè)停送電作業(yè)過(guò)程涉及到多部門、多級(jí)人員的參與，包括停送電申請(qǐng)、管理審批、安全措施制定和落實(shí)、操作人員身份確認(rèn)、分合閘操作、驗(yàn)電、復(fù)電等多個(gè)環(huán)節(jié)。在實(shí)際的停送電管理中，存在申請(qǐng)單填寫(xiě)不規(guī)范、紙質(zhì)單據(jù)流轉(zhuǎn)效率低、簽字審批等待時(shí)間長(zhǎng)、未嚴(yán)格按規(guī)程次序操作、停送電記錄信息不完整、出現(xiàn)事故不易追溯等問(wèn)題[1-3]。

選煤廠遠(yuǎn)程停送電系統(tǒng)為選煤廠的停送電管理提供了智能可靠的解決方案，節(jié)省了等待時(shí)間，極大地提高了工作效率，保障了作業(yè)安全[5]。該系統(tǒng)檢修人員通過(guò)手機(jī)App申請(qǐng)需要停送電的設(shè)備，在集控人員確認(rèn)審批停送電后，有權(quán)限的操作人員將對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程停送電，配電室智能攝像頭會(huì)快速準(zhǔn)確的聚焦到相應(yīng)抽屜回路位置，將抽屜柜當(dāng)前的停送電情況通過(guò)視頻方式傳回集控操作界面，實(shí)現(xiàn)安全可靠的遠(yuǎn)程停送電，當(dāng)設(shè)備回路停送電完畢時(shí)，后臺(tái)將設(shè)備停電或送電完成的消息分別發(fā)送給申請(qǐng)人以及集控人員的手機(jī)App上[6-8]。

1 系統(tǒng)描述

智能停送電系統(tǒng)主要包括手機(jī)端選煤廠停送電App，PLC分合閘系統(tǒng),智能攝像頭聯(lián)動(dòng)這三部分組成。選煤廠停送電App依據(jù)選煤廠的停送電制度，實(shí)現(xiàn)停送電申請(qǐng)審批的電子流程，在設(shè)備回路停送電流程審批完成后，由選煤廠操作人員打開(kāi)上位機(jī)需要停送電設(shè)備界面進(jìn)行停送電操作；PLC分合閘系統(tǒng)通過(guò)PLC對(duì)斷路器電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行遠(yuǎn)程分合，并監(jiān)視該設(shè)備的分合狀態(tài)信號(hào)；智能攝像頭聯(lián)動(dòng)能夠使攝像頭準(zhǔn)確快速的聚焦到需要停送電的抽屜回路位置，將視頻信號(hào)傳回集控上位機(jī)停送電界面，操作人員通過(guò)抽屜柜上的狀態(tài)指示燈判斷其停送電指令是否真正執(zhí)行[9-10]。

2 選煤廠停送電App

手機(jī)端選煤廠停送電App嚴(yán)格按照選煤廠停送電管理制度設(shè)計(jì)，由服務(wù)器后臺(tái)和前端App兩部分組成。服務(wù)器后臺(tái)采用1臺(tái)華為FusionServer Pro 2288H V5機(jī)架服務(wù)器作為物理主機(jī)，App后臺(tái)服務(wù)軟件運(yùn)行在該服務(wù)器上，采用.NET平臺(tái)開(kāi)發(fā)。手機(jī)App則采用Flutter移動(dòng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)[11-13]。

2.1 服務(wù)器后臺(tái)

歷史停送電記錄如圖1所示。

圖1 歷史停送電記錄界面

服務(wù)器后臺(tái)主要運(yùn)行停送電的流程邏輯以及詳細(xì)記錄保存每一次設(shè)備的停送電操作，保證所有設(shè)備的合分閘操作都有跡可循。

2.2 手機(jī)App

手機(jī)App實(shí)現(xiàn)停送電流程電子化，主要用于檢修人員的申請(qǐng)停送電及集控人員審批操作使用，免去紙質(zhì)流程的麻煩，節(jié)約檢修時(shí)間[14]。

以228設(shè)備為例，當(dāng)228需要停送電時(shí)，需要申請(qǐng)人在App上進(jìn)行停送電申請(qǐng)，申請(qǐng)通過(guò)后臺(tái)服務(wù)發(fā)送到集控人員的手機(jī)，集控人員通過(guò)手機(jī)審批后，操作人員接到通知，才可以在集控上位機(jī)界面操作，在未接受審批任務(wù)時(shí)，操作人員是沒(méi)有權(quán)限對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程分合閘操作。當(dāng)操作人員停送電確認(rèn)完畢，系統(tǒng)會(huì)發(fā)信息給申請(qǐng)人以及集控人員，提示設(shè)備已經(jīng)停電或者送電。停送電手機(jī)App界面如圖2所示。

圖2 停送電手機(jī)App界面

3 PLC分合閘系統(tǒng)

選煤廠遠(yuǎn)程停送電系統(tǒng)，當(dāng)App完成了申請(qǐng)，審批流程時(shí)，電工的停送電操作由PLC分合閘系統(tǒng)的上位機(jī)完成，免去工作人員來(lái)回配電室的時(shí)間。

PLC分合閘主要由西門子S-1500系列PLC及其3個(gè)分站，上位機(jī)Wincc，下位機(jī)Portal以及常熟FDC1/CM3-250C電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)組成。

S-1500系列CPU 1516-3 PN/DP主要性能參數(shù)：1 MB 程序，5 MB 數(shù)據(jù)；10 ns ；集成 X1: 2x PN接口，X2: 1x PN接口，X3:1x DP 接口模塊化、可擴(kuò)展的通用系統(tǒng)，IP20 防護(hù)等級(jí)，具有極高性能和可用性。

以 PROFINET IO(雙端口交換機(jī))作為標(biāo)準(zhǔn)接口，用于網(wǎng)絡(luò)隔離或用于連接更多的 PROFINET 設(shè)備或高速通信設(shè)備[15]。

全面跟蹤所有 CPU 標(biāo)簽，以進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷和間歇錯(cuò)誤檢測(cè)；擁有有效調(diào)試和快速優(yōu)化驅(qū)動(dòng)器和控制裝置。

當(dāng)選煤廠操作人員接收到停送電審批提示后，打開(kāi)合分閘上位機(jī)申請(qǐng)?jiān)O(shè)備的停送電界面，點(diǎn)擊停電或送電按鈕，對(duì)設(shè)備進(jìn)行停送電操作，如果設(shè)備沒(méi)有審批，操作按鈕處于禁用狀態(tài)。當(dāng)停電完成后，將對(duì)該設(shè)備自動(dòng)電子掛牌；當(dāng)檢修完成后送電操作前，先進(jìn)行手動(dòng)摘牌操作。PLC分合閘系統(tǒng)界面如圖3所示。

圖3 PLC分合閘系統(tǒng)界面

4 智能攝像頭聯(lián)動(dòng)

遠(yuǎn)程停送電系統(tǒng)，讓操作人員不用去配電室即可操作設(shè)備回路合分閘，為了保證停送電的可靠性，除去PLC模塊將抽屜的帶電信號(hào)采集外，還使用智能攝像頭聯(lián)動(dòng)設(shè)備抽屜回路。

每個(gè)配電室兩端安裝海康iDS-2DF8425IX-A 400萬(wàn)星光級(jí)8寸紅外球機(jī)，當(dāng)PLC對(duì)設(shè)備進(jìn)行停送電操作時(shí)，系統(tǒng)會(huì)與工業(yè)電視系統(tǒng)對(duì)接，控制攝像頭轉(zhuǎn)向聚焦當(dāng)前設(shè)備抽屜，并將視頻信息直接展現(xiàn)在PLC上位機(jī)界面，使得操作人員能夠直接觀察到抽屜上的分合閘指示燈，二次確認(rèn)設(shè)備是否帶電。

5 結(jié)語(yǔ)

選煤廠智能停送電系統(tǒng)，是通過(guò)分合閘App，PLC控制系統(tǒng)，智能視頻聯(lián)動(dòng)的共同配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程分合閘，節(jié)約檢修時(shí)間。

該系統(tǒng)具備授權(quán)、操作、掛牌、摘牌等功能，能夠及時(shí)地進(jìn)行申請(qǐng)-審批-操作停送電，高效完成原來(lái)繁瑣費(fèi)時(shí)的停送電手續(xù)。同時(shí)，智能視頻聯(lián)動(dòng)準(zhǔn)確快速的聚焦到需要停送電的抽屜位置，將視頻信號(hào)傳回集控室上位機(jī)停送電界面，操作員通過(guò)抽屜柜上的狀態(tài)指示燈判斷停送電指令是否真正執(zhí)行。

該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電室無(wú)人值守，減輕人員勞動(dòng)量，節(jié)省部分人工費(fèi)用支出，提高了工作效率，并能保障停送電的可靠性和安全性。