本系统技术方案将利用最新的大数据分析技术、物联网技术、图像AI分析技术、机器人智能识别技术、激光三维检测技术、人工智能技术、自动化控制技术、数字孪生技术将传统火力发电厂输煤燃料运行管理中的各个设备、业务环节纳入到智能输煤运行管控平台中统一管理，将燃煤入厂计量、接卸、采制化、数字煤场、输煤巡检设备及人员安全管理，实现一体化智慧管控系统，大大提升输煤线管理与运行效益。精确感知输煤生产数据、优化输煤运行过程、减少人工干预，打造“智能、协同、融合、自动”的智慧输煤运行生态体系，使电厂输煤运行处于安全性高、经济性好、环保、适应性强的良好运营状态。
1.1存在问题
（1）输煤设备自动程度低
输煤采制化、接卸、煤场、廊道设备自动化程度低，采样、取样、制样和送样、化验、煤场、廊道等多个环节均采用人工或机械搬运方式，劳动强度大，工作时间长，效率不高，化验作为入厂煤验收采、制、化最后一个环节，化验任务较重，需要人工进行取样、称量、操作化验设备，无法杜绝化验过程中的人为因素。整个燃料验收过程无法实现自动化、智能化、重要环节不能实现无人化。
（2）设备自动化控制分散
输煤DCS系统仅实现了输煤皮带设备逻辑控制，PID运算及保护的基本功能。没有将其它输煤运行的设备纳入自动化控制范围，导致不能满足输煤运行日常的一体化控制需求（如输煤接卸设备、采制化设备、煤场设备等）；系统无法及时获取皮带及影响输煤皮带运行的其它重要状态数据；设备发生故障后，对故障的原因分析及缺陷处理、缺陷消缺率低；无法在统一平台进行输煤全流程设备状态监控及设备预警分析处理。
（3）设备及人员安全隐患大
输煤皮带各设备无法做到智能联动，导致运行安全隐患大。输煤运行人员在巡检输煤设备时人员违规现象，对跨入皮带等安全行为无法监控。人工摘钩、复钩及正钩作业需要掌握一定的技巧，有一段适应和熟悉的过程，常出现新换人员操作不熟练、不到位，造成系统作业效率降低；人工作业动作一旦跟不上翻车机翻运节奏，极易出现人员安全事故，是翻车机作业区最大的危险源；斗轮机值班人员在设备运行时，因现场工作环境及工作强度大，司机的劳动强度，现场粉尘、有毒气体带来的损害等。
1.2建设目标
1.3系统框架
1.4系统特点
本系统建设后，可实现输煤业务与设备全过程的一体化管理，通过系统平台建设实现对大型设备的自动化控制同时对整个业务流程的智能化管理，同时融合了设备预警及人员安全。整套系统平台最终将实现各个环节信息共享，完全杜绝信息孤岛，实施整个环节的数据关联分析与优化，为经营管理提供科学的分析与决策。
本系统具有以下显著特点：
（1）实现燃料全过程的一体化管理
本方案充分遵循流程工业的特点与规律，从燃煤入厂开始一直延续到入炉管理，涵盖入厂检斤、检质、车辆管理、接卸管理、堆卸管理、盘点管理、巡检管理、掺配管理、分仓管理等，实现整个过程的管理、控制，实现数据的共享与流动，强化业务上下游的关联分析与决策，为最大化提升效益做出贡献。
（2）实现管理与控制的一体化管理
本方案将管理职能与关键设备，包括采样机、制样设备、化验设备、堆取料机、输煤输送机的自动化控制在一个平台上实现，实现管理分析决策与自动化执行的统一与无缝对接，实现更加精准的控制与精细化的管理，大大提升了管理水平与设备作业效率，自动化控制大型设备比人工操作明显优势是提升设备安全使用水平，降低设备维护费用，减员增效，节能降耗，为安全运行，科学操控提供技术支撑。
（3）实现以批次为单位的四要素管理
本方案对燃料进厂后的各个环节，实现“重量、体积、图形、煤质”四要素的一体化的管理，实现燃料在入厂、存储、入炉环节均可以以批次为单位，以煤质、煤量、图形以及体积是个维度进行管理，实现各个环节单位的统一，以批次为单位在煤场进行存储展示，实现入厂、存储以及入炉的批次追踪管理。
（4）融合安全与设备健康管理
在整个燃料管理过程中，通过部署机器人、热像仪、温振传感器、AI摄像头等，为设备安全以及人员安全进行实时监控，实现设备的自动化与安全化运行。
二、系统建设方案
整个一体化系统平台由多个子系统组成，分别为：输煤运行管控平台、智慧输煤全过程计量、智慧输煤接卸管理、输煤采制化机器人、智慧煤场管理、智能巡检管理系统、每个系统均有若干子模块组成。
2.1输煤全过程跟踪计量
2.1.1 火汽车车厢体积监测
目前,电厂运煤车辆的管理主要是通过人工或者发卡的方式，进行称重过衡，再进行车辆的采样管控，而对于车辆在行经过程中的管理很难实现，因此，出现了运煤车辆在进厂过磅后，无法做到对运煤车辆的煤质信息进行初步预估预警，同时运煤车辆到采样化验环节的监管盲区，这个过程中，容易出现燃料车辆的弄虚作假现象，运煤车辆在进入采样区域后，对车辆内采样机采样点的选择都是通过系统自动采样分配点，或是人工采样的方式实现，此过程也容易出现弄虚作假的行为。所以针对运煤车辆的料物体积测量，在配合汽车衡测量的质量数据，通过三维激光技术及密度测算，来提前对物料的情况进行判断已经势在必行。
随着汽车三维轮廓测量这种新兴的测量方式的出现,以上弄虚作假的地方就可以有效地杜绝。汽车三维轮廓测量是通过三台二维激光扫描仪配合扫描，同时结合我公司研发的三维轮廓扫描软件，将汽车整个轮廓进行快速扫描，形成汽车的三维轮廓数据，在扫描过程中可以快速区分扫描区域，同时，对扫描区域进行分块，将分块坐标提供给采样系统，实现采样系统对扫描区域的随机采样功能。通过激光技术对厂内系统内登记车辆的体积和重量测算，完成对煤密度测算，从而判断煤质是否符合要求。
电厂燃料运煤汽车的三维轮廓测量系统需要在电厂入厂重车衡处进行改造，在汽车重衡处的进入端前设立一个门型架，门型架斜上方、距地面高度约5000MM、宽度约3000MM（可根据现场实际情况调整）处布置2台二维激光扫描仪（传感器与地面约45度夹角），2台扫描仪的扫描线构成一个扫描平面，扫描平面与路面垂直，扫描频率为每秒75次。
同时，在门架顶端固定距离处安装车辆距离测量门型架，安装1台高频雷达，激光扫描仪扫描面与地面垂直，扫描频率为75GHz，用来测量车辆行进距离，判断单提车俩是否扫描结束。其安装示意图如下：
当运煤车厢进入汽车重衡前，启动三维轮廓测量系统，两侧的扫描仪扫描汽车的切面数据，同时，安装在前部的激光雷达扫描车辆行进距离，三者数据叠加形成卡车的三维轮廓数据。
本方案的测量设备采用二维激光扫描仪，激光扫描仪是漫反射方式，利用激光测距原理测量出被测车辆的外形轮廓，再经过坐标转换，得出被测车辆的长、宽、高几何数据。激光扫描仪工作原理如下图所示：
车辆切面测量：
车辆进入停车位置过程中，车辆的横向断面的外形轮廓被自动采集，汽车轮廓测量系统通过对构成断面轮廓线的点的转换和计算可以得出被测车辆的高、宽数据，并且可以生成数据文件。
车辆行进距离测量：
当有车辆进入测量区域后，随着车辆的前进，行进距离扫描仪能分辨出扫描过程中扫描仪测量距离的变化，通过扫描仪产生扫描线的频率以及测量距离的变化，可以计算出车辆的行进距离，如下图所示
2.1.2 输煤皮带煤流实时测量
皮带运输机是使用较多的连续运输设备之一，主要用来输送块状、粒状或散 状等物料，目前广泛应用于矿山、钢厂、电厂、港口等领域。皮带运输机传送距 离较长且运行速度较高，在其工作状态下，很难实现实时传输流量及累计流量监 测统计，无法满足企业精细化管控和指导生产的目标，且在传送皮带运行过程中， 由于受力不均等情况容易导致皮带发生跑偏等异常，需要花费一定的人工和时间 来修正，极大的影响了企业的正常生产。
传送皮带流量监测系统采用三层网络架构，主要由现场设备、传输通道及监控中心三部分组成。
现场设备主要由激光检测器、编码器、雷达应用单元等设备组成； 其编码器主要用于计算皮带运行速度；如原有系统已安装速度监测设备，可从现有系统或 Plc 中，周期性提取皮带实时运转速度，并下发至对应转运站和监测点位。
激光检测器安装于传送皮带上方，垂直于皮带进行扫描，对传送皮带实时进行横向扫描（雷达扫描面应落在皮带托辊上），同时激光检测器接收传送皮带编 码器上传的皮带运行速度信息，通过获得的三维扫描数据及速度信息采用三维智 能算法获得此监控点的瞬时流量及汇总流量。
雷达应用单元可同时接入多台激光检测器，对各监控点的数据进行接收、计 算、判断，获得各监控点的汇总流量、皮带的运行状态等信息。
监控中心主要由监控终端及系统应用服务器等软硬件设备组成，实现各监控点运行数据的接收、转发等，对各监控点的皮带运行状态、设备运行状态进行展示。当系统监测到皮带跑偏或转运站卡堵时，监控终端自动发出报警警示值班人员。
传输通道主要由有线传输通道及传输设备等组成，完成现场设备与中心设备间的数据传输工作。
激光检测器实时对传送皮带进行扫描、检测，同时通过编码器获得皮带的运 行速度等信息，通过智能算法计算获得皮带传输物料的瞬时流量。
2.1.3 煤场储煤量的实时计量
在条形煤场上部干煤棚网架吊装一条滑线轨道，实现煤场存煤的建模盘点。轨道采用轻型合金材质滑线轨道，具有实时供电、信号传输功能。智能盘料机器人搭载三维动态测量器，可对下方料堆进行覆盖式扫描测量，同时将测量的三维空间数据及视频数据实时自动上传至服务器，经软件系统的建模计算，建立出库存料堆体积图形、三维空间效果模型等、同时出具各种存煤结构图形及存煤量报表。融合先进的三维数学建模技术，实现煤场整体、快速、准确、全覆盖的三维建模及盘点功能。
系统将采集的测量数据实时自动上传，经过系统软件的建模、计算，完成煤场的三维数字建模，同时生成煤堆的三维立体图形、体积等，结合煤堆密度，可实时获取存煤量等信息。
煤场智能盘点盘料机器人能够在全封闭煤场对煤堆进行全覆盖、无死角的精准盘点，体积测量相重复性差在5‰以内。
煤场智能盘点盘料机器人能够在全封闭煤场较为恶劣的工况下正常工作，使用专用轻型防尘滑线轨道，轨道内置滑线供电。
在盘点作业时不干扰或停止煤场的上煤和堆取料工作，且盘煤结果不受煤场内其他作业工作的影响，同时满足实时指导煤场斗轮机堆取料作业工作（无需在堆/取作业前进行二次扫描建模）。
能够实现无人值守的全自动运行，日常盘煤作业可根据实际需求采用365天/24小时自动运行，单次盘点作业。且支持煤堆发生变化时由其他系统触发式盘煤等方式。
煤场智能盘点盘料机器人可与智慧煤场数字化管控平台及斗轮堆取料机无人值守系统对接，可提供煤场盘点结果数据、料堆模型数据，实现对智能化管理的相关需求。
系统易于检修维护，避免带电、高空作业等危险性较高的检修维护工作，且检修维护工作不能影响煤场内其他的任何作业工作。
能够对盘点数据进行自动化处理，处理过程基本无人工参与，操作人员只进行一些辅助性的过渡和衔接操作，以确保盘点结果的客观性。
系统满足海量数据高速存储、处理、输出的设备，全封闭煤场的盘点数据采集时间应控制在5分钟内。
煤场智能盘料机器人软件能够实现自动生成高精度的煤堆三维立体模型和去除煤场区域内、外无效数据自动计算煤堆体积、重量，以及按需分区计算体积、重量，并自动生成PDF格式标准盘煤结果报告。
局部作业：可以控制设备对任意工作面、工作点范围内进行盘点作业，实现任意指定区域范围内的测量作业。
三维激光扫描仪采用原装进口的三维(3D)激光传感器。
专用滑线轨道：合金材质，具有双重防尘措施，内置除尘装置，轨道之间采用套管连接方式轨道要求水平误差不超过10cm，垂直误差不超过1cm，重量<5kg/m。
2.1.4 原煤仓内燃料的实时计量
筒仓料位监测系统，实现3个筒仓料位实时监测，显示仓内物料的 3D 图像，同时得到物料最高点、最低点、平均物位，物料体积、重量等信息。
3D 雷达物位扫描仪可以安装在多种类型物料料仓上，对料仓内的物料进行电磁波束的扫描，通过 RS485 数据接口，将多点扫描数据上传给计算机，经成像软件算法计算，复原料仓内物料的 3D 图像，同时得到物料最高点、最低点、平均物位，物料体积、重量等信息。
2.2输煤机器人接卸管理
2.2.1 汽车自动接卸
在封闭煤场内安装定位装置，实现所有汽车煤入煤场的位置跟踪，对于错误停放卸煤位置能够及时预警或煤场接卸员使用手持PDA扫描车牌可判断汽车是否停在指定区域，煤场接卸人员可进行手动扣水、扣吨操作，规范汽车煤司机进行规范区域卸煤作业。
入煤场汽车识别定位系统
汽车入煤场车号识别采用两种方式实现：智能车牌号识别和RFID识别方式。
（1）智能车牌号识别
采用智能车牌号抓拍技术进行自动识别，通过获取车辆入厂信息，由车牌号抓拍相机抓拍车牌号，识别后，若车辆是任务车辆，且进入煤场的门是正确门岗后，则道闸自动抬起放行。
（2）汽车RFID标签卡识别
通过RFID标签卡，在车辆首次入厂时将车辆信息通过RFID写卡器写入RFID标签中，贴在车辆前挡风玻璃上，在车辆入厂或在厂内其他环节需自动识别时，可通过RFID读卡器自动识别RFID标签，若是任务车辆，道闸自动抬起放行。
当进入煤场车辆通过车号识别系统确认后，通过后台数字化煤场系统，获取车辆中煤种、煤质信息，结合煤场分区堆放原则，指定出汽车堆放分区位置区域。通过入厂LED显示屏以及语音提示装置，提示司机（语音提示装置及LED屏安装在入煤场门岗口）。
2.2.2 火车自动摘复钩
在重车线原人工摘钩的位置，部署长1～2米、宽0.6米左右的地轨，在地轨上部署六轴机械臂（机械臂可在地轨上移动）。机械臂的末端，安装定制化多功能夹具。同时在自动摘钩区域或机械臂末端，部署智能感知机构。当重车调车机进行调车作业前，将作业信号发送给自动摘钩机器人系统，机器人系统收到信息后，智能感知机构，快速对摘钩作业区域进行扫描检测，快速准确判断车厢类别和位置，摘钩手柄形状和位置，风管及β插销状态等关键信息，实时将关键信息反馈给机器人控制系统，摘钩机器人根据智能感知系统的识别结果，在确保可执行摘钩后，自动选择对应的摘钩方式（不同车型，摘钩作业方式不同，基本分为上作用式和下作用式）、自主规划机械臂作业路径，自动控制末端多功能夹具完成摘风管、拔β插销以及手柄提竿动作，完成相关作业后，再通过智能感知机构进行快速扫描检测，识别摘钩作业是否成功，在确保作业成功后，机械臂复位，同时自动向重车调车机系统发送摘钩作业完成信号。
成熟的六轴机械臂，其稳定性、灵活性、对作业空间限制的适配性，可很好在本项目场景中应用优势。结合智能识别感知系统，机械臂末端携带多功能复合夹具，自动完成摘风管、拔插销、提竿摘钩作业。
目前主列车车厢混编运输，车厢的车钩位置、提钩手柄位置、作业方式并不一样，所以各类车厢的摘钩动作运动轨迹各不相同。为确保六轴机械臂自动执行相应动作，需通过智能识别感知，为机器人控制系统提供精准的作业模型，包括对车型的识别、车钩的识别、车钩及相关设备的识别等，为机械臂作业轨迹规划提供精准的基础数据。
智能识别感知技术，核心包括图像识别技术、三维重建技术、模型分析预测技术等，通过感知机构快速对作业区域的扫描，通过智能算法和处理，可以精准的识别车型、车钩类型、风管、插销及手柄位姿、周边干涉物位姿信息等，为机器人作业轨迹规划提供精准的三维模型。
2.2.3 火车车厢自动清扫
针对火车车厢清扫存在的难题，系统设计采用车载式火车货厢智能清扫机，该设备由转运车、折叠臂架、负压吸取系统、自适应清扫器、收集仓、液压系统、控制系统等单元组成。产品采用工程车辆作为平台，车体强度高、承载能力强，噪音小。采用符合人机工程的大空间驾驶室，视野开阔，操作舒适。产品搭载高性能发动机作为动力，所有动作均有液压驱动，安全稳定且可靠性高。数字化仪表专用仪表，友好的人机界面，驾驶员掌握清扫状态及时准确。利用激光测距，时刻保证智能清扫机与火车车厢的安全距离。
智能清扫机在正常行驶状态时，清扫器及臂架均折叠在车身范围内，待驾驶到被清扫货厢旁边后，臂架展开、升高，将清扫器从货厢顶部吊入车厢内。清扫器的自适应定位机构使得清扫刷自动与车底及车厢两边侧壁贴合，启动清扫马达，驾驶智能清扫机沿车厢方向移动开始清扫作业。粘附在车底及侧壁的煤被清扫刷扫向清扫器中间的吸煤口附近，在强劲的负压吸取力作用下进入负压输送管道，进入收集仓内沉降。当清扫到车厢的一个端部后，两边的立刷向中间移动将车厢端面车壁清扫干净。车厢完成一个方向清扫后，清扫器旋转180度，反方向移动进行再次清扫，确保清扫效果，并将另一端的车壁清扫干净。当一节货厢清扫完成后，臂架将清扫器吊起放入下一节车厢内，以同样的方式进行往复式清扫。当该列所有车厢都清扫完后，清扫器及臂架再次折叠入车身范围内，驶入煤场将收集的余煤卸入煤场内，则完成一列火车的清扫作业。
火车货厢智能清扫机作业流程图
2.3输煤机器人采制化管理
2.3.1 自动采样管理
采样系统采用组态软件设计的上位机，监控软件采用专用采样机监控软件。采样系统工作画面能够显示采样工作流程，根据采样工作流程动态实时监测运行状态，显示当前采样及设备相关状态信息。采样系统工作画面包括由主工作、采样信息维护、采样计划编辑、故障诊断、操作帮助、采样记录查询及报表打印、报警历史记录等功能。采样记录查询及报表打印主要包括记录采样时间、采样值次、采样方式、采样对象、采样远程程科操作者等信息，进行采样记录查询打印操作。
样装置由固定采样平台、大小车行走机构、采样头、升降机构和动力单元组成。固定采样平台采用起重机结构形式设计，为箱形梁桥架，由钢结构支撑固定。
大车行走机构采用双驱动，驱动电机采用变频控制，大车启动、运行、停止同步、平稳，无冲击、不啃轨、制动可靠，大车行走能使采样头在车厢内纵向各点准确定位。大车满足最大风速时逆向运行的要求。大车端梁两端安装缓冲器。
小车行走机构驱动电机采用变频控制，小车启动、运行、停车平稳，无冲击、不啃轨、制动可靠，小车行走能使采样头在车厢内横向各点准确定位。小车满足最大风速时逆向运行的要求，小车框架上设有防止在采样时不脱轨的安全装置。采样小车适合车厢底板距地面高度＞1.25m 各类汽车采样。
采样头为自研煤泥采样头，采用内外套筒设计，外筒可旋转切入样品内，样品进入采样桶内，筒内放置液压装置，卸样时，推动内筒压力阀，推动样品退出采样桶。采用多种动力组合，使煤样能够完全推出，杜绝煤泥样品粘连，无法收集样品的情况。升降机构为齿轮齿条式升降机构，由驱动电机、减速传动箱、齿轮齿条双导向柱组成。采样系统具备自动/半自动/手动三种控制方式，在出现故障时能手动提升采样头的机构，不影响运输作业的正常进行。采样机采样方式为自动布点采样，覆盖全车厢、全深度。
2.3.2 机器人制样管理
机器人全自动机器人制样系统完成自动除铁、输送、称重、破碎、缩分、干燥、制粉、清扫、自动封装写码、弃样回收，自动制备合格的煤样，满足接收入场和入炉煤化验的要求。
全自动机器人制样系统布置在线全水自动测试系统，与机器人全自动机器人制样系统实现无缝对接，系统提前缩分出6mm全水分测试样品并进行在线分析，最大程度上减少全水分样品的流转环节和时间上造成的水分损失。
全自动制样系统采用以工业机器人为核心，由上位机和可编程控制器统一控制，配合各种专业制样设备模块完成对来料的称重、破碎、缩分、干燥、粉碎、空气平衡、清扫、包装、编码识别、样品收集、除尘、信息收集等样品制备及管理工作的全过程，实现制样工作的自动化、信息化、无人化管理。
主要功能
（1）通过收集到的煤样送至机器人制样系统制样口进行制样。具有环保除尘功能，实现全自动无人干预制样。
（2）可通过上位机和可编程控制器（PLC）统一控制，根据来料重量自动调整缩分比，实现定质量缩分，最终可制备出（1/2份可选）6mm全水分煤样（≥1.25kg）、（1～4份可选）3mm存查煤样（≥700g）、（1～4份可选）0.2mm分析煤样（≥60g）并具有自动封装及标识，样品留样重量变化不得小于相应粒度最小留样量的要求，样品粒度满足要求；系统煤样损失量小于5%，期望值应小于2%。
（3）制备出的煤样能够称重并标识。煤样采用瓶装方式，样瓶采用射频芯片对煤样进行标识，保证煤样在流转环节能够被正确读取。整个过程实现全程自动化，全封闭，无人干预。
（4）全自动制样系统制样能力不低于36样/12小时。
（5）具有在线煤样进料口和离线煤样进料口。在线煤样进料口能够一次处理进样20—120kg煤样，离线煤样进料口能够一次处理20—120kg煤样。离线煤样进料口能够处理标称最大粒度为100mm的煤样。在制备有码离线样品前，能够通过手持式无线扫描器扫描来样信息，能够人工输入煤得信息，实现离线制样的要求。
（6）全自动制样系统具备自动/手动操作模式，可与燃料智能化管理系统关联，设备运行状态及工作参数实时上传，具备故障报警和信息提示功能。制样过程自动控制运行，在系统出现故障时，可更换为手动模式，以判断故障原因并及时处理故障，为适应电厂管理信息系统，该全自动制样系统具备与燃料智能化集中管控系统的对接，具有良好的人机对话界面，满足燃料管理系统及管控中心接口要求。
（7）煤样制备各环节有防尘设计，具备自动清扫功能，除尘效果良好，煤样通过环节的部件材质，如溜管、缩分设备等均采用不锈钢制造，圆角光滑，不发生粘煤、堵煤及残留物的现象。并预留封闭良好的检修观察门。
（8） 全自动制样机主要部件运行参数具有足够的可调性，可适应不同粒度的制样要求，在全水分烟煤、无烟煤、贫瘦煤全水分≤18%、褐煤为≤45%情况下，整个制样过程不堵煤。
（9）全自动制样机的各功能组成部件、制样程序、制样精密度和偏倚符合GB/T 19494.2 和 GB 474标准的要求。各部件之间的输送连接要求全密封设计，关键部位为不锈钢材质。
（10）全自动制样机噪声符合GB12348的要求。空载运载时噪声不大于80dB(A)；制样工作时，在距各传动机构边缘1m、下方1.5m处测得的噪声值不大于90dB(A)。
（11）可免费开放系统接口，实现远程控制。在燃料智能化管理系统建设完成后，仍保留快速恢复投运上位机控制运行方式。
（12）制样机具备离线制样功能，根据入料重量，自动调节缩分比例。人工入料口和机采入料口相互闭锁，互不影响；人工入料口配备编码扫描装置，保留在线制样功能。
（13）全自动制样系统具有联合运行功能，且各组合单元可单独运行，并能与监控系统通讯，能够实现设备就地与远方急停操作。机器人制样系统各模块必须能够独立运行。若系统部分设备出现故障或损坏，必须能够方便的调整机器人运行程序，保证其它完好设备仍然可以完成其它的制样工作。
（14）机器人工作区域需设置有安全防护装置，当人进入机器人隔离护栏内机器人能自动暂停工作。
（15）全自动制样机电气设备绝缘性符合GB/T15479，主回路对地绝缘电阻在一般环境下≥1MΩ；机构运行控制电路中，具有防止工作人员误操作的保护措施，传动件均安装防护罩，可能存在不安全因素的部件和部位具有明显的安全警示，所有电机具有转向标识。
（16）全自动制样系统预留有与气动传输系统连接的接口，实现全自动制样系统制备出来的煤样，直接通过传输管道进入存查样柜或人工化验室避免人为因素干扰。
（17）制样系统的各功能组成设备、制样程序、制样精密度和偏倚符合 GB/T 19494.2 和 GB 474的要求。各设备之间的输送连接要求全密封设计，关键部位为不锈钢材质。
2.3.3 机器人化验管理
系统集成了工业机器人、自动化分析仪器、分析样样瓶自动收发及暂存单元、分析样样瓶开盖机、自动分样及称量单元、氧弹装配及清洗单元、坩埚清理及循环使用单元、电气控制系统、化验分析及数据管理软件系统等，系统采用一对多的控制方式，主控电脑通过以太网实现的Modbus TCP通讯方式同各个设备交互（总成平台、量热仪、氧弹装配及清洗、库仑硫、CHN、工业分析（水分炉、恒温炉、挥发分炉、灰分炉）、工业机器人、自动称量系统（包括自动称量机构、样瓶开合装置、自动包样机、苯甲酸自动添加机构、坩埚清洗），总控软件和子软件间通过TCP方式实现通信。主控电脑的命令发到设备后，设备自动完成实验流程，总控软件和子软件之间的数据通过数据库方式交互，总控软件通过多任务调度的方式实现系统的高效运行系统可实现燃煤发热量、全硫、内水分、灰分、挥发分、碳氢氮元素含量等指标的测试。系统完全替代传统煤质化验室大量化验人员手工操作各种分析仪器的传统作业方式，并可与燃料管理智能化采制样系统对接， 实现采、制、化全过程无人为干预自动作业，补齐了燃料管理智能化系统的末端短板，实现燃料智能化的全流程闭环管控。
系统特点
UCTS1000无人煤质化验系统具有以下特点：
1）工作效率高：系统采用三台六轴机器人同时运行，系统软件采用多任务调度工作模式，8个小时最多可完成30个样品的测试（每个样品重复测定2次、具体视样品情况而定）。
2）真无人化：化验员可远程进行样品测试规划，除设备维护和耗材更换外，化验员日常操作无需进入无人煤质化验系统房间，可真正实现煤质化验的完全无人化操作（显著区别同行其他同类设备）。
3）系统可远程查看运行状态：系统运行的状态及故障报警信息可通过一定的安全手段（比如单向网闸的方式）经由公网推送到管理人员及化验员的手机上进行远程监控。
4）碳氢氮样品容器自动供应，无需人工准备锡箔杯，只需要提供成卷的锡箔纸。
碳氢氮样品自动包样。
5）苯甲酸样品自动添加、自动称量，无需人工称量苯甲酸样品。
6）工业分析测试连续进样：内水分、灰分、挥发分测试可实现连续进样，可提高工业分析测试实时性。
7）库仑测硫仪可实现样品自动添加三氧化钨、电解液失效自动判别、气路气密性自动检测
8）系统具有超差自动判别功能，能自动触发超差重做，确保测试结果精密度满足要求。
9）系统运行安全可靠：具有超温保护、运动逻辑保护、欠压过压保护、缺掉相保护、急停保护、防雷保护、溢水保护、散热保护。
2.4输煤料场无人值守系统
2.4.1斗轮机无人值守
堆取料机无人值守自动化控制系统是以设备为信息载体，综合运用射频识别技术、自动化技术、计算机技术、网络技术等多种技术，实现对料场堆放、设备、人员、业务、流程、数据集中化的管控方式，覆盖料场从盘料、堆取的过程管理体系，实现料场入厂、计量、采制环节自动化，对料流、信息流及料质数据进行有效管控，为料场管理的数据准确性、及时性、完整性提供有力保障，提高管理效益，有效防范风险，实现料场智慧化管理、降低能耗，同时还可提高系统运行过程中的安全性和设备可靠性。降低人工开支，减少大量的设备检修费用。
通过建立料场堆取料机无人值守自动化控制系统，可以将现有企业料场管理工作的全部管理流程和功能的数字化煤场一体化平台进行整体的数据连接，使其建立闭环控制系统，做到事前计划，事中控制，事后总结，达到提高管理效益的目的，提高电厂料场管理水平、节约成本的目的，从而实现良好的社会效益和经济效益。从管理角度上杜绝管理漏洞，减少人为因素的影响，保证数量和质量的准确性，提高工作效率，实现减人增效的目的，以控制料场的量、质、价，优化计划、消耗管理，降低电厂料场成本为目标。充分利用电力企业现有的计量、采样设备、化验设备、转运设备等资源实现料场管理的全程监控、保证了料场管理过程高效、准确和公正的完成。
主要设计实现思路：
（1）垛型数据的获取方式：激光扫描仪进行垛型表面数据的扫描，超声波料位计进行料位高度的探测，将扫描数据进行仿真处理，从而获得垛型边界数据。
（2）堆、取料计划：由中央服务器内的垛堆数学模型按照当前堆煤参数自动计算得到包括煤种、起始点、终止点、垛高、垛层、堆料方式等参数，并可以在设计中通过定时扫描所得数据自动修正各个参数，并接受人工指令。主控服务器将计算所得参数计划分解为各项指令下发中控PLC系统。
（3）堆、取料执行：由集控远程PLC系统接受自动化堆料的各项指令，然后下发至堆取料机本地PLC系统，从而驱使堆取料机的动作机构回转、俯仰等动作。
（4）现场视频影像监控：将堆取料机关键点位的视频监控图像发送至集控操作室，由操控人员进行现场图像监视，实时掌握各单机机械部位、料堆图像、落料点图像等点位信息，实现安全作业监护。
为实现上述要求，参照国内外同行业中类似系统研究及应用项目经验，依据电厂料场堆取料机实际情况，系统主要按照7个子功能（系统）进行技术开发和实施：
功能结构图
（1）设计并实施远程通讯网络。利用工业通讯模块、工业网络设备，采用光缆/无线方式连接，建立集控系统与地面堆、取料机之间工业以太网及工业控制网的链路，实现系统间信息数据交换，共享。
（2）利用高精度绝对值编码器精确定位。通过精确定位系统计算单机的俯仰，旋回值，并作为激光扫描成像，计算，控制的依据。系统解析计算得到的单机位置数据通过现场总线或EthernetTCP/IP网关接入PLC。
（3）利用激光扫描设施获取料堆表面三维数据。通过安装在马道上轨道巡护的激光扫描设施获取料堆表面数据，进行空间数学变换得到料堆三维数据，实现料堆的三维成像。利用料堆三维图像数据，计算出堆料落料点，料堆高度、宽度、长度、取料作业每层切入点、旋臂旋回角度、开层长度等数据，为实现自动堆、取料功能提供数据依据。
（4）开发开发自动化堆、取料控制模型。通过吸收和利用国内其他堆取料智能化控制系统研究成果，针对电厂堆料、取料生产工艺特点，分别设计了自动化堆料与自动化取料工艺。依据自动化作业工艺要求，结合料垛三维图像信息，自动化PLC控制系统、上位机操作监控系统、工业电视视频监控系统，研究开发一套自动化堆、取料控制模型。实现单机自动执行动作机构回转、俯仰等动作，自动完成定位、换层，换垛等堆料、取料作业。
（5）实现单机防碰预警及控制。通过采用PLC软件计算，激光防碰撞检测两种软硬结合的方式对单机进行实时防碰撞监控，对单机采用一级报警提示，二级报警停车的两重防护，确保大机的安全作业。
（6）利用智能化操作软件。按照自动化堆料、取料生产作业要求，吸收传统的上位机人机操作系统软件实时性高优点，研究开发一套新的上位机操作软件。使用一个平台软件，完成远程自动化堆、取料上位机监控，以及单机状态实时监控。能够实现在远程手动、半自动、全自动三种作业模式下对堆、取料机的全景式管理，能够实现在各种操作模式下，对堆、取料机所有状态信号、故障信号、报警信号的实时采集、显示、分类、存储、查询、打印等功能。
（7）设计生产作业远程视频监视系统。依据单机机上操作员生产作业视频监控要求，在机上关键视角和部位安装数字网络摄像头，并通过工业电视网络，视频信号接入集控IP网络视频监控系统。实现实时监视料场工况以及大车位置和设备状态信息，确保堆、取料机自动化作业的安全性、可靠性。
2.4.2推煤机无人值守
通过引入现代信息技术和通信技术，可实现推煤机远程操控和监控，减少人工介入，提高作业效率和安全性。改造后的推煤机可以由操作员远程控制，通过传感器和通信设备实时获取推煤机的状态信息，并实现精确的定位和操控，最终实现远程自控控制。改造后推煤机可以实现就地驾驶室操作、远程手动操作和远程自动控制三种操作模式，将推煤机司机从煤场恶劣的环境中解放出来，改善作业环境，大大减轻运行人员劳动强度，提升本质安全管控水平。
为了满足煤场推煤机精准控制，智能、高效和安全运行的需求，项目计划以车端计算为基础、5G专网为纽带、云平台智能管理为中心、非视距控制舱为远程操控终端，构建一套智能、高效、安全的整体解决方案。可实现推煤机非视距智能联控系统的应用，支持车端姿态全方位感知反馈，舱端高效精准远程操控等功能。
本次推煤机远程控制技术设计方案总体分为推煤机机控制系统（简称为车端）、云平台管理系统（简称为云平台服务）、非视距控制舱（简称为舱端）和基础服务（5G专网）。本设计充分考虑了推煤机的车辆硬件条件及控制方式，以及更重要的在非视距远程控制状态下的安全性。
整个实施方案硬件组成分为车端、舱端及云平台硬件，基础服务（5G专网）由厂区提供基础硬件搭建并保证通信质量。
1.车端由激光雷达、雷达控制器、雷达探头、视频编码器、摄像头及支架、毫米波雷达、UWB标签、环感域控制器、电源模块、网关、以太网CANFD、角编码器、倾角仪、拉线传感器、遥控接收器、换挡机器人、先导阀块、运动控制器及继电器构成。
2.舱端由非视距操控舱构成。
3.云平台硬件由数据服务器、光纤收发器及工业交换机构成。
4.基础服务由5G基站及5G-CPE构成。
5.整个实施方案硬件网络图构成如下：
硬件网络图
2.4.3料场轨道式安全监测
煤场安全监测模块由轨道激光巡护盘点机器人集成前端数据信息采集系统，监控分析平台及操作员站构成，用于实现煤场实时监控要求。轨道激光巡护盘点机器人集成外热成像仪、实现对整个煤场进行巡回实时温度监测，生成高质量的煤场温度图像；轨道激光巡护盘点机器人集成气体监测有毒有害气体采集设备，收集相关数据报表，具备报警功能；轨道激光巡护盘点机器人集成粉尘浓度监测收集数据，供环境监测或其他测控系统使用。在堆取料设备作业时粉尘浓度达到设定值，可联动煤场抑尘装置自动对作业点启动抑尘装置。
煤场安全监测模块由轨道激光巡护盘点机器人集成前端数据信息采集系统、红外温度监测系统、可燃有毒气体监测系统、烟雾粉尘浓度监测装置、煤场安全监测平台几部分组成，对煤场内各种参数实时监测，煤场安全信息管理软件通过数据接口与各子系统进行命令交互、数据交换，实时显示各阶段具体数据，当某一参数超出规定范围时发出报警。
轨道激光巡护盘点机器人集成煤场安全监测系统具备监测封闭煤场内的各种数据，预防自燃、爆燃、有毒气体等：监测封闭煤场燃煤表面温度、有毒气体及氧浓度等各种数据，预防自燃、爆燃，当煤场内有不安全隐患时对煤场内人员及输煤集控室内操作人员进行提醒，保护煤场及运行人员的安全。
智慧煤场数字化管控平台后台，由巡护盘点机器人安全监测系统软件和后台服务主机组成，后台服务主机位于输煤程控室，便于运行人员远程查看现场情况。
智慧煤场数字化管控平台后台服务主机，通过巡护盘点机器人数据接口与红外热成像测温系统、可燃、有毒气体监测系统、粉尘浓度监测系统进行命令交互、数据交换，并实现监测数据的报表统计、分析及辅助决策，智慧煤场数字化管控平台系统软件具备逼真画面显示、报警记录、事故追忆查询、打印报表以及数据曲线等功能实时监测状态可视、异常报警、系统用户管理、历史记录查询等主要功能。智慧煤场数字化管控平台放置在输煤集控室，当被测量煤炭温度超过报警阈值时或者气体浓度超出正常值时，能够输出报警提示，提醒运行人员。
智慧煤场数字化管控平台监测中的各监测数据通过接口送至厂侧3.0燃料系统中。
2.5输煤廊道机器人巡检系统
2.5.1输煤廊道巡检机器人
智能轨道巡检机器人的主要部件包括：主体、驱动电机、控制单元、定位模块、超声探头、360°全方位云台、可见光高清摄像机、红外热像仪、扫灰毛刷、对讲模块、粉尘、温湿度传感器等。
轨道整体随着皮带的走势具有一定坡度，其起始位置在带式输送机头部，此处安装清洁坞，在机器人巡检完成后自动回到清洁坞内进行清洗。机器人本体搭载可见光相机和红外相机，气体、粉尘监测传感器，温湿度监测传感器等设备，依靠后台强大的人工智能、大数据等技术，实现对皮带的跑偏、洒煤、粉尘等问题的监测报警，托辊异常的监测预警，能够发现皮带上是否有异物、周围环境中是否着火。除了挂轨式巡检机器人外，同时在带式输送机皮带减速机、电机、滚筒等设备位置，以及容易发生撒煤、撕裂、跑偏的位置等关键区域安装摄像头以及相关检测器做实时不间断的重点监控，与机器人定时巡检形成互补。
基于AI技术输煤系统安全性智能识别系统由移动监测子系统、固定监测子系统构成。针对输煤廊道的实际应用环境和业务功能需求，移动监测子系统主要包括轨道式巡检机器人，固定式监测子系统主要包括皮带跑偏撕裂一体化检测设备、电机振动分析设备、皮带输煤流量测量设备、皮带纠偏装置、落煤管堵，人员安全检测装置等。
基于AI技术输煤系统安全性智能识别系统集成多模态传感器，利用轨道通信网络、机器人自主定位导航、 多模态环境感认知、高性能鲁棒运动控制、三维建模、计算机视觉、深度学习、高通量数据计算等先进技术，实现对廊道的全方位、全天候、多模态、
多物理量的全面感知和自动化检测，对各种出现或潜在的异常情况进行及时报警或预警，实现无人化巡检，保障企业的安全生产和高效运营，助力企业提升数字化、智能化管理水平。
该系统通过在输送带沿线架设轨道并部署搭载有多种功能检测单元的机器人，实现对输送带本体及周边环境的关键状态进行全天候的实时采集、分析。机器人将主要搭载以下传感器：激光雷达、超声波雷达/毫米波雷达、可见光相机、红外相机、音频传感器、惯性传感器/里程计等，通过多传感器融合技术将多种异质传感器进行数据同步触发采集和实时分析，实现对现场环境的精准感知和实时监测，形成输煤廊道的数字孪生体，进而实现对输煤廊道的全面数字化管理。
该系统适用于各种复杂现场环境，可根据现场实际情况进行立体化轨道的部署设计和建设，从而保证监测系统对廊道内实现无盲区的高精度巡检。根据现场情况，轨道可按照单条轨道、U型、回字型等多种灵活方式设计部署，同时结合机器人强大的爬坡能力、垂直升降能力、灵活的小半径转弯能力，使得该系统既适用于火电厂输煤廊道。
2.5.2皮带机在线状态监测
整个系统的建设范围主要包括各种固定点位装置，能够分别对皮带输煤流量、皮带撕裂、皮带跑偏、环境气体感知、粉尘浓度感知、烟雾浓度感知、人员安全行为等项目检测和分析，并具备及时、精准、自动推送报警等功能。皮带撕裂、撕边、跑偏检测。
定点装置监测范围包括在固定点位安装各种视觉检测设备与激光雷达煤流量探测仪设备，分别进行煤流量异常感知、皮带撕裂感知、皮带跑偏感知、进入规定区域的人员是否佩戴安全帽、区域入侵监测、行人与皮带的距离值是否在一个安全的范围等功能检测。
输煤栈桥内皮带机各传动件、转动件的轴承温度要实现实时监测，并生成趋势分析，辅助设备故障预判，对于超过阈值设置的温度信号能及时告警。皮带跑偏检测要求对皮带跑偏进行量化识别，对皮带跑偏趋势进行提前预判，辅助人工决策。托辊故障定位监测要求采用技术手段对皮带机托辊故障进行范围定位，对于故障现象，系统能及时主动告警。要求对设备振动情况进行分析识别，实时对比正常情况下的振动频率，及时发现设备异常振动的情况。移动视频监控主要为弥补定点工业电视监控的盲区，要求能全面监视栈桥内的动态，实现远程可视化。在巡检过程进行全栈桥视频监控，实现远程可视化监控和巡检。
现场设备应能检测现场烟雾浓度，根据输煤栈桥烟雾要求限值，传感器检测烟雾浓度达到限值后会主动告警，能将现场监控视频红外测温数据发送后台，辅助后台工作人员决策。
各种固定点位装置通过无线、有线通讯方式接入巡检管理平台。系统系统总体应具备实时采集、存储巡检点上数据的功能，提供智能巡检监控界面，自动生成设备缺陷报表，提供服务自诊断功能，提供趋势查询功能，具有完善的权限管理功能，具备管理数据采集接口等功能，并预留与输煤程控系统通讯、数据交互以及设备联动等相关功能。
本项目通过在输煤皮带沿线布置特定位置部署各种高清AI摄像头、拾音器、红外热成像摄像头、非接触式皮带智能硬件保护终端等智能设备，采用基于机器视觉识别、声纹识别、温度遥测以及边缘计算等前沿技术手段，替代人工巡检，实现对电厂皮带全流程、全时段（24小时）覆盖的智能巡检系统，系统应具有分级优先、分类派送、智能联动报警机制，系统主要包括以下软件平台及智能监测终端：
1.皮带机撕裂智能监测终端
2.皮带机跑偏智能监测终端
3.除铁器大块异物监测终端
4.皮带机沿线设备视频数据、温度数据、运行监测数据、噪声特征数据采集及识别终端（包含皮带机撒煤、落煤管漏煤及堵煤监测，各转动设备异常噪音声纹识别，滚筒轴承测温、电机及减速机测振监测等）
5.人员入侵及未佩戴安全帽监测终端
6.有毒有害气体及粉尘浓度监测终端
7.输煤皮带设备全寿命周期管理
8.输煤廊道智能巡检一体化管控系统平台
2.6输煤智能一体化管控平台
输煤线智能控制一体化软件平台包含燃料全过程跟踪计量系统模块、机器人接卸管理系统模块、机器人采制化系统模块、输煤料场无人值守系统模块、皮带机智能巡检系统模块、及输煤线其他区域和设备的自动化升级子模块的软件接口。系统平台需充分考虑整条输煤线上其他区域、设备可能涉及到的自动化升级改造内容，需留有全面的接口，方便后期软件平台的拓展开发。
根据电厂现场输煤线现场相关地理设备布局，通过网络和控制技术建立集成的信息数据采集平台和设备管控平台，在一体化平台内对设备状态监控，对汽车、火车入厂、汽车无人值守、煤炭采制样化设备、煤炭仓储相关设备、输煤廊道相关设备。视频门禁融合设备、以及其它相关设备运行状态的管控。
1.1电厂内各环节主要设备具备就地控制功能。
1.2集成显示设备运行状态和参数，具备故障报警提示等功能。
1.3管控相关设备的工作状态，指挥厂内输煤线设备接卸作业。
1.4管控汽车入厂煤计量、采样、制样、卸煤、仓储、出厂、火车在途等环节设备的运行工况。
1.5实现汽车、火车、采制化、储煤场、输煤廊道内设备运行状态的监控。
关键性能指标数据分析与展示显示
实时采集输煤线内管控平台各设备及流程相关数据，自动分析汽车入厂、火车出站、火车在途、汽车计量、采样、制样、化验、煤场、输煤廊道、视频门禁等数据，对整体输煤线进行三维可视化建模，包括皮带输送线、料场、原煤仓区域。通过三维的形式可视化展示现场实时工作状态。
2.6.1输煤线数字孪生模块
对整体输煤线进行三维可视化建模，包括皮带输送线、料场、原煤仓区域。通过三维的形式可视化展示现场实时工作状态。
1.在三维可视化界面上，可以清楚展示当前各个工序的工作状态，并将整个输煤流程以三维可视化的形式呈现。
2.通过各个区域的子模块，可进行指定区域的详细三维模型展示，对重点设备进行三维可视化建模。
3.对工艺进行三维可视化流程建模，包含流程图、主要设备（如电机、减速机等）三维爆炸图。
4.采集输煤线运行数据，重点数据实时展示，其他数据可通过点击指定设备展示。
2.6.2智慧燃料信息管理模块
燃料信息系统包括系统管理、计划管理、供应商管理、合同管理、调运管理、入厂验收管理、接卸管理、入炉煤管理、结算管理、厂内费用管理、燃料成本核算、统计报表和查询、数据展示与分析等模块。该部分是整个流程管控的起点，也是燃料基础数据的主要来源，该部分的量、质数据是后续厂内配煤掺烧的重要数据依据。
自动生成各种图表对数据进行直观展示与分析，对数量、质量、价格、合同等进行分析，日、月、年及月内累计、年内累计分析，与目标对比、同比、环比分析，差额与幅度计算、汇总、统计、审批、分析校核。通过信息化实现燃料业务的全流程管理，实现业务信息实时共享和全维度分析。
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1 |
智慧燃料信息管理
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计划 管理 |
1）计划分为年度、月度（周计划根据管理需求可选）。年度计划包括燃料（煤、油）需求计划、订货计划、存储计划、标煤单价计划等。月度计划包括采购计划、标煤单价测算、存储计划、市场煤采购限价计划。周计划包括采购计划、标煤单价计划等。 2）系统能根据发电量、供热量、煤耗、厂用电率等参数计算标煤量。 3）各计划具备查询、增加、修改、保存、删除、传递审批和流程跟踪等功能。 4）系统能够按照矿别、时间、计划量等信息按任务进度、时间进度进行组合查询计划兑现情况，并以数据和图形展示查询结果。 5）根据管理需要，计划设置为经上级审核批准后方可生效执行。 6）系统支持计划口径数据的同比、环比功能，形成分析图表。 |
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2 |
供应商管理 |
建立供应商信息库，支持自定义评价条件，可根据供应能力、煤种、供应量、供应占比、兑现率、进厂质量、价格、信誉等指标进行计算打分，生成评价报告，确定供应商等级。在集团公司系统内实现供应商信息及评价的收集、发布、共享。 |
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3 |
采购 管理 |
（1）实现采购燃料采购计划的编制、调整、审批、关闭全过程管理； （2）根据需求计划、决定燃料的采购，汇总对应的采购需求，及资金预算，并根据采购计划与对应的供货商联系采购； （3）生成燃料调研路线图； （4）对不需要做收料单的采购计划进行关闭。 （5）生成采购曲线，形成采购建议与反馈。 |
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4 |
合同管理 |
合同管理模块包括合同起草、审批、上报、下达、执行监督、统计分析等管理功能。 合同具备手工填写生成，或是通过模板生成，或是从已有合同导入并修改生成等多种便捷生成方式。 |
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5 |
调运管理 |
该模块及时掌握煤矿装车申请、发运、市场和运力变化情况，超前预判下一步来煤情况，与企业生产经营对煤炭需求情况对照，及时决策，超前控制，实施有效干预，达到保证供应、优化来煤结构、控制库存等目的。 |
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6 |
调运计划 |
燃料调运人员对收到的燃料调运计划相关信息进行管理，包括矿点、运输方式、数量、煤质、发运时间、到站时间等信息，信息进入系统后将根据时间，来煤数量发往燃料供应及燃料运行人员，提前做好接受与卸煤准备。提供调运信息的增加、修改、维护、查询、通知操作。 |
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7 |
接卸时间管理 |
调拨入厂控制接卸过程、时间，减少延时费。 |
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8 |
调运变更 |
调拨入厂控制接卸过程、时间，减少延时费。
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入厂验收管理 |
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接卸管理 |
1）根据来煤信息、煤仓仓位信息确定接卸方案，记录上仓煤量、卸至煤场数量和存储位置，并将相关信息传送给系统。 2）对于火车来煤，自动读取来煤轨道衡检斤的车号、节数等信息，可录入卸车调度信息，包括：车次、卸车位置、卸车方式（人工、翻车机、地沟等）、对位时间、开始卸车时间、卸车结束时间、排空时间、记录人等信息，形成《接卸车统计表》（车号登记表）。能根据接卸车统计表按预设条件计算并生成延时费统计表。 3）汽车来煤由智能化管理系统指挥接卸，由现场管理人员填写或通过自动识别系统读取有关信息，确定矿别、数量、卸车位置、时间等，并将接卸信息传给本系统，与数字化煤场模块相关联。 4）系统能够对厂外煤场（货场）等处所存、所卸煤炭信息进行记录，显示每个节点的来煤矿别、数量、时间、存煤数量、出煤数量，定期(每日)形成外存煤炭报表，自动发送给相关人员。 |
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煤场及耗用管理 |
通过与合同、入厂入炉煤计量、化验等信息相关联，调用相关信息数据。可显示存煤的矿别、数量、堆放（取料）时间、主要质量指标、价格指标（天然煤价、标煤单价）等信息，汇总显示一个或是全部煤场的量、质、价等信息。 |
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入炉管理 |
1) 对入炉煤数量、质量、价格和配煤掺烧进行管理，统计核算入炉煤的经济指标，实现入炉煤、库存煤的数字化管理。 2) 系统自动采集入炉煤皮带称和分炉计量数据，能实时记录入炉煤数量。当日入炉煤数据经有权限人员在规定时间内可对皮带称偏差进行修订并确认，之后便不可再修改。相关数据包括：皮带称读数、当班上煤数（读数差值）、修订数及累计、修订确认数等，以便于统计分析入炉煤数量。系统对每日修订量、月末调整量有清晰记录可追溯，并可汇总计算总量。 3) 系统具备采集入炉煤化验数据的功能，支持从化验设备管理网络自动取数,对当天入炉煤质量进行加权计算(分炉、汇总)，并有本月、本年累计数据。 4) 能够显示发电量、供热负荷、入炉煤数量及质量等数据图表，并以此计算出机组煤耗数值，以对比、评价入炉煤掺配情况。 5) 根据库存煤和入炉煤数字化信息，系统统计显示入炉煤的价格情况，包括矿别、数量、天然煤价及折标煤单价等信息。 6) 能够根据煤炭的指标和经济性设定经济煤种，统计掺烧量与经济性核算。 7) 系统设置有皮带称校验记录。 8) 系统设置入厂入炉煤热值差管理报表，自动从入厂入炉验收数据中提取热值数据，并有月累、年累和任意时段累计功能。 |
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统计报表与查询 |
齐全的统计报表体系，定制的报表和台账能按设定时间自动生成并保存。系统具备自定义报表功能，自定义报表可保存为模版，下次可直接调用查询。 报表中数据能实现自动提取，有分类统计和累计汇总功能，报表中计算公式可以不用改动程序进行调整。 具备查询功能，能实现分厂、分矿、汇总、按任意时间段、字段的灵活查询，并具有模糊查询功能。 报表能够实现excel格式导出、导入。 |
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数据展示与分析 |
以各种燃料数据为基础，以各种适应的图形对数据进行展示与分析，帮助企业做出管理决策。 数据的图形展示可按需求变化进行自定义。 以下数据与图表曲线要求部分或全部有分厂、分矿与汇总，时间分日、月、年值及月内累计、年累计，有与目标比、同比、环比等分析，有差额与幅度计算分析。 |
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文件管理 |
实现相关通知、文件、会议纪要及燃料管理简报等资料的管理。 可按文件名称或文档时间等字段进行精确、模糊查询。 具备采制化等专业人员档案管理功能。 |
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综合展示 |
每日自动形成电厂燃料数据，生成浏览页面。集中以表格、饼图、曲线方式展现电厂进、耗、存、量、质、价等燃料主要数据信息，燃料数据表、饼图、曲线等可直接穿透查看相关明细数据。
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2.6.3智慧燃料管控模块
该系统通过新技术运用，实现对燃料入厂检斤、检质的全自动、全流程的管控，对采样、制样、过衡（秤）、存样、传输、化验整个过程的自动化与过程监管，同时对入厂来煤的体积进行实时监控，并实现对来煤的三维图形化记录与展示。
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智慧入厂验收监控系统
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入厂计量称重 |
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2 |
自动采样制样 |
配置全自动采样机（皮带、火车、汽车）、送样小车（或轨道）、机器人制样设备（人工制样）、归批合样装置 |
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3 |
样品传输与存查样 |
配置样品自动存查样柜、气动传输系统 |
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4 |
机器人化验与监测 |
配置机器人化验系统、人工化验设备、条码枪等 |
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5 |
门禁视频监控 |
关键房间配置门禁系统和视频终端、关键位置配置视频终端、视频存储 |
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6 |
入厂 计量单位统一 |
配置入厂激光检测系统、配置入炉激光皮带流量检测系统 |
2.6.4智慧料场无人管控模块
堆取料机全自动控制系统功能由该子模块统一管理，并提供可视化管理界面，操作人员统一在平台软件上进行所有的监控及控制操作。堆取料机全自动控制系统采用分布式方案，包含基础信息管理系统、智能化煤场管理系统、煤场堆取料管理系统、报警预测系统等子系统。工作站系统安装在输控制室，主要提供给操作人员使用，通过三维可视化技术，动态真实展现斗轮堆取料机现场作业的工况。软件将数字化煤场与自动化控制融为一体，达到直观的效果。
（1）煤场建立统一坐标系，储煤场内的所有设备（如堆取料机、抑尘设备、煤场辅助设备等）的位置信息采用相同的坐标系基准，煤场三维展示基于统一的坐标系生成。煤场三维动态展示要求可通过与堆取料机PLC系统接口获取堆取料机的实时定位信息（包括堆料臂回转角度、取料臂回转角度和取料臂俯仰角度数据），并匹配煤场的统一坐标系和堆取料机的三维模型进行展示。
（2）煤场三维动态展示具备煤场设置，煤场分区设置、存煤煤种设置、堆存原则设置功能。可对煤场细分为多个分区，并对各分区的堆料原则进行设置；煤场三维动态展示要求模型中包含分区、分层对应的来煤时间、来煤品质、来煤方式、存煤重量等，并通过不同颜色进行不同煤种、不同区域三维显示。当添加分层、分堆线后，系统快速计算出各堆、各层的重量数据，形成煤场多维度属性综合显示的煤场三维模型。
（3）煤场三维动态展示利用煤场全自动盘煤装置获取的数据建立煤场三维模型，定期更新模型。煤场三维动态展示要求除了手工编辑外，系统三维数据还能够与燃料信息管理系统进行交互，将实时煤场数据展现在煤场综合属性中，同时煤场智能管控平台能够根据燃料信息管理记录的燃料业务流数据与三维模型进行整合、关联，生成综合属性的三维煤场模型。
（4）煤场三维动态展示支持用户根据煤场当前储煤分布情况添加分层、分堆线，并支持不同颜色及相关属性（煤种、矿点、存放时间、煤质）人为编辑。煤场三维动态展示要求通过批次标签同步实现各数据关联，实现煤种、矿点、位置、品质、堆放时间、重量的多属性数据动态呈现。
（5）煤场三维动态展示三维模型可旋转、放大、缩小、平移，还可以查看其断面数据，断面图中可以看出不同煤层的分布情况。可通过三维和二位图形结合的方式，直观展示煤场实时存煤情况（包括煤种煤量、热值、硫分、挥发分、标煤单价、堆存时间、温度等）及构成功能，可按煤种、存煤时间、发热量、硫分、挥发分、灰熔点、水分等进行查询和展示。
煤场分区管理：能根据电厂煤场管理的实际需要，将煤场划分为若干区域，以此为基础实现按煤质、地域、矿点等多种类别或综合形式以三维动态方式展现煤场的不同区域堆、取、存的量、质数据和储存时间、煤场温度等信息。
煤场盘点管理：主要包括盘点的录入、查询和分摊等内容。通过在煤棚顶部安装固定式盘煤仪，具有精确定位堆取料机堆取料作业位置信息，供智能燃煤管控平台数据采集应用。实现远程实时扫描管控煤场信息，并通过与智能燃煤监控系统集成，自动生成煤场的三维立体图像，实时在线显示煤场图形，煤场图形可后期编辑，数据授权查看。
煤场三维动态展示：与煤场入厂煤、库存煤的数量、质量（发热量、硫分、挥发分等）、价格及日期时间进行联动，实时动态显示煤堆来煤日期、煤种、供应商以及量质价信息。根据实情将煤场规划分区，作为燃煤管理精确定位的基础，根据煤种、煤质的不同实现分区堆煤、分层掺配。提供煤场存煤预警功能，包括存煤超期、存煤可用天数预警以及各煤种存量预警，保证煤场管理工作有序进行。
煤场批次管理：不同批次进入煤场在三维图形上通过不同颜色标注，对存放位置、各批次煤质、批次重量等进行匹配管理。系统自动为每个批次结合入厂数据匹配煤质数据和存放时间数据，最终形成每一个存放在煤场的批次煤都赋值一个属性标签，包括重量、煤质、存放时间、煤种等信息，而且可以根据需要，将煤堆各个批次进行剥离单独观察和管理（三维呈现）。当取料作业时，可以实时提供配煤参数系统目前取得存煤对应的时候历史来煤的具体批次，提供对应批次的煤质数据、存放时 间数据等，同时对于取煤作业以后，系统精确计算单次取煤周期取得煤来自历史哪几个批次， 各批次占比各多少（量），为配煤掺烧的经济掺烧以及入炉煤质提供准确的数据。
批次管理需要在三维图形上以图形方式进行展示，系统可以展示批次管理的总体图和分批次图形剥离的展示效果（严格区别于简单的分层展示）。
堆取料机作业管控：当堆取料机采用分流作业方式时，燃煤进厂重量减去入炉煤皮带秤计量数值即为燃煤入场重量，燃煤入场重量结合煤场扫描三维，通过智能燃煤监控系统自动生成煤场存煤结构信息，为锅炉配煤掺烧提供参考信息。
煤场进耗存：系统需对煤场的收、耗、存情况进行详细记录及分析统计，通过三维图直观展现煤场库存量现状及燃煤信息（包括燃煤储存指标、煤质构成、燃煤在煤场中的分布等情况），维护煤场煤区内燃煤变化情况，通过对燃煤盘点、调拨、合并、拆分、日志操作，最终实现对煤场存煤的全方位监管控制。
配煤掺烧
系统依据用煤实际将煤场划分为若干区域，实现分区、分煤种堆放，能实时对煤场进行动态盘煤，并形成立体三维煤场图形。
掺配掺烧。系统提出以历史大数据分析为主要手段，通过建立不同工况下动态目标煤质标杆库为目的，建立燃烧特性为主的评价体系，不断优化目标煤质动态库，在满足燃烧特性良好的前提下，通过结合煤场现有存煤和合同价格，同时结合电厂其他约束条件，如烧旧存新等，推荐标煤单价最低的方式作为掺配方案。
掺配掺烧中采用历史大数据分析，找出历史燃烧特性表现不错的记录，分析煤质构成同时记录运行方式，运行方式包括磨煤机组合、皮带运行方式等，作为对输煤运行的推荐方案。系统可以根据推荐方案对应的历史运行方式，可以实现输煤系统的一键启停。
煤场配煤管理：配煤掺烧是系统根据煤场存煤结构，结合数字化煤场数据库中来煤化验指标，综合考虑热值、挥发份和硫份指标，从满足生成需求的角度出发，提出最佳堆取煤方案，实现煤场智能配煤方案。
系统要求能建立科学、闭环的燃煤耗用信息管理体系，实现炉前混配及入炉掺烧的管理，根据电力计划结合负荷变化情况，提出燃烧的基本参数指导意见。通过设置燃烧目标参数，能建立掺配烧数学模型，提供安全、经济、环保等多种掺配烧方案以供选择。
掺烧管理系统以配煤掺烧模型为基础，以锅炉设计参数、来煤信息、发电计划、负荷分布、煤场库存、历史掺配评价、设备运行工况等因素为基础可生成最经济、最环保、综合最优的掺配方案，指导跟踪燃煤的配煤掺烧工作。
掺烧管理系统应可以实现生成智能掺配方案、指导现场掺配、斗轮机调度管理、掺烧方案燃烧分析等功能。
（1）负荷计划
支持每天采集网调/省调下发计划电量，或通过文件方式导入到系统。对电厂机组每日的发电计划进行登记，导入数据后生成日负荷曲线，指导配煤掺烧。
（2）掺配模型
专家模型：根据专家经验、燃烧试验、实际掺烧的历史积累经验，形成符合电厂自身锅炉燃烧安全、经济、环保要求的掺配比例模型，记录在专家经验库中，以时间积累不断持续优化，形成完备的专家经验模型库。
智能模型库：以煤场存煤情况、计划来煤作为煤源，运用“线性规划”、“神经网络算法”“寻优算法”等计算模型，根据不同负荷段下设置的掺配指标边界条件，以标单最低为目标，求成本最优解，生成针对煤种或煤质分类的最优掺配比例，记录到智能模型库中。
模型具备自我学习功能，根据历史掺配结果对模型不断进行完善。
（3）配煤方案
系统能根据电厂的负荷计划以及煤质指标要求，通过掺配模型计算出经济、环保的掺配方案，供用户进行选择，用户也可以在自动计算所得到的掺配方案基础上进行修改，形成配煤和上仓方案，包含：发电量、耗煤量、煤种掺配比例等。
系统将煤场配煤和上仓方案发送至下发至输煤DCS控制系统和斗轮机无人值守控制系统执行煤场取煤配煤操作，执行原煤仓分仓上煤操作。
（4）掺烧执行分析
系统能依据配煤方案对各运行工况条件下的掺烧效果进行分析，依据燃煤质、价得到燃煤成本，对照当时的发电量，形成不同配煤方案下的“单位成本-发电”对比关系并能以图表形式直观显示，使运行人员发现不同掺烧方案的经济性优劣。能够按照不同的运行工况进行分类选择。
根据锅炉燃烧特性、当前负荷、其它设备运行条件及调度要求，按照烧旧存新、燃烧效率最优、确保设备安全、稳定运行的原则，并且在保证设备安全运行的条件下，追求成本的最小化原则，编制各种细分条件下配煤方案，值长根据机组运行的具体条件和要求选择配煤方案并下发执行。
将配煤掺烧同优化运行和节能降耗结合起来，进行全面的节能分析和操作指导。传统的节能分析基准是能量转换过程中能量平衡，追求热效率最大化；而在市场经济条件下，必须以“能量价值分析”为基础，即：综合考虑煤质、煤价、存期、发电煤耗等多方面因素，追求综合燃煤成本的最低化；在此理论基础上，建立配煤掺烧方案，编制各种细分条件下配煤方案，实现企业效益的最大化。
（5）配煤掺烧全成本分析模块
系统需通过对相关数据整理、挖掘，发现、总结潜在规律，为燃料管理者提供更有价值的决策依据，满足各级管理层的需求。使得成本分析不仅仅局限于粗粒度的成本分析，问题定位；实现与配煤掺烧有关的全成本分析，追溯燃料的实际成本到具体的煤种、对应的掺配方案、入厂煤对应的燃料供应商，为降低燃料成本提供科学依据。包含采购成本寻优分析、库存成本分析、度电成本分析、度电利润分析等。
2.6.5智慧输煤巡检模块
系统由移动监测子系统、固定监测子系统构成。针对输煤廊道的实际应用环境和业务功能需求，移动监测子系统主要包括轨道式巡检机器人，固定式监测子系统主要包括皮带跑偏撕裂一体化检测设备、电机振动分析设备、皮带输煤流量测量设备、皮带纠偏装置、落煤管堵，人员安全检测装置等。
① 系统具备提供巡检时采集、存储可见光和红外视频的功能，并支持视频的播放、停止、抓图、录像、全屏显示等功能。
② 系统实时记录、下传并在本地监控后台上显示挂轨巡检机器人的工作状态、巡检路线等信息。
③ 系统提供巡检点上采集、存储的红外热图功能，并能够从红外热图中提取温度信息。
④ 系统提供手动控制和自动控制两种对机器人的控制方式，并能在两种控制模式间任意切换。手动控制功能可实现对机器人车体、云台、可见光摄像机和红外热像仪的控制操作。自动控制时，系统能够在全自主的模式下，根据预先设定的任务或者由用户临时指定的任务，通过机器人各功能单元的配合实现对设备的检测功能。
⑤ 系统提供显示、存储巡检机器人相关信息的功能，具体包括：机器人驱动模块信息、电源模块信息、自检信息等。
⑥ 系统提供事项显示功能，事项应根据报警级别、事项来源等分类显示，同时系统提供历史事项查询功能。
⑦ 系统能将巡检任务中采集到的可见光图像、红外图像、设备位置状态、各指定检测气体含量等信息存储在本地监控后台的巡检数据库中，能够按照巡检时间、巡检任务、设备类型、设备名称、最高温度等过滤条件查询巡检数据。
⑧ 系统后台按照人工巡视路径展示巡检设备及巡检结果，每台设备巡检结果的多张照片要统一归集于每台设备目录下。
⑨ 落煤筒监控页面，画面上可显示落煤筒的实时监控数据；同时页面上还可显示落煤筒的基本参数设置。同时流量异常的告警数据，可查看落煤筒异常数据的图像。
⑩温振检测页面，画面上可显示温振设备的实时监控情况；同时页面上还可显示温振检测数据的实时时域分析图表数据，可查看异常数据的数据波动情况。
⑪皮带撕裂监测页面，页面上可以显示皮带撕裂监测的实时画面，同时还具备撕裂监测的告警信息、撕裂图像、撕裂数据信息，同时支持历史信息查询等功能。
⑫托辊状态监测页面，可在系统三维建模页面中实时查看托辊监测状态和报警位置，系统可以通过不同维度的数据展现整体运输系统的运转状况，包括基站、点位、距离、光路、音频等。通过多维度数据收集分析，可以实时地详细地反映出整体托辊系统当前的运转状况。
（1）智慧巡检模块提供自动生成设备缺陷报表、巡检任务报表功能，所有报表具有查询、打印、导出功能，报表可按照设备名称展示所有相关巡检信息。报表能以表格、条形图、柱状图等多种形式，通过同比、环比等多种途径进行分析，利于从不同角度来判断各个设备的运行状况，并预测设备性能。
（2）智慧巡检模块应提供趋势查询功能，对存储在数据库中的历史数据，采用趋势曲线的方式进行分析，趋势分析的作用主要是观察相关设备或系统在一定时间段内，某一或多个数据的变化情况。趋势分析可方便的设定需要分析的时间段，并能方便的进行放大、缩小等操作。应支持多条曲线的同画面显示，不同曲线应用不同的颜色加以区分，以方便对有关联的数据进行对比分析。
（3）智慧巡检模块具备完备的权限管理功能，主要的权限包括登录权限、访问权限、远程操作权限、修改权限、删除权限等。通过设立权限组进行权限管理，不同人员的账号归属不同的权限组，当使用不同账号登录后即获得与此用户组相对的权限。管理人员具备全部的权限，同时可对不同账号进行权限管理。
（4）智慧巡检模块应根据故障的级别建立分级优先、分类派送、智能联动报警机制。各种预警信息应提供死区、报警禁止选项，防止在一定时间内重复报警。操作员可以通过报警筛选画面对报警进行查询，查询支持按级别查询、也可以按关键字进行搜索，也可以查询指定时间内的报警。报警信息应按照报警事件发生的时间先后顺序进行报警推送，不同的报警级别会发出不同的报警声音进行提醒，也会用不同的颜色区分报警等级。以便操作员对发生报警的紧急性能够第一时间分辨和处理。
（5）智慧巡检模块应提供记录和存贮系统发生的所有事件信息，并按事件发生的时序存放，包括设备故障信息和操作员的操作记录。系统应可以查询全部日志信息，也可以按特定条件分类检索，查询结果可以显示、打印。
（6）智慧巡检模块具备管理数据采集接口，以及转换各种硬件接口、软件协议的能力，并具备多数据组合报警等功能。同时能有效地把系统与其他系统的数据进行隔离，并采用模块化的通信协议驱动，可按照用户要求组合配置，并提供相应的通信协议，也可为特殊通信协议提供定制协议驱动。
（7）智慧巡检模块系统满足大数据量采集的实时响应需求，支持双热群集备份技术及SQL数据库和负载均衡的技术，具有故障自动诊断功能，能够对接收的数据进行错误条件检查并进行相应处理，确保平台连续、稳定、安全的工作。
