冶金钢铁企业计量化检验中心煤炭智能分析规划.docx

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1、XX钢铁计量化检验中心煤炭智能分析规划XX日期：2023年3月1总则1.1整体说明A本规划适用于XX钢铁计量化检验中心煤炭智能分析规划，对项目目标、技术规格要求、主要系统功能、性能指标等方面提出了技术要求；本规划提出了本项目最基本的技术要求；2项目基本情况2. 1项目名称XX钢铁计量化检验中心煤炭智能分析规划3. 2项目概况XX钢铁质检计化检验中心始建于2007年，负责XX钢铁分公司原燃料、过程产品、最终产品的物化检验管理及分公司计量管理。检验室现有工艺是人工缩分、破碎、研磨，作业强度高，粉尘大，耗时耗力。按2023年全年业务量计算，全年需制备和检测7627个工业分析样品，工作量巨大。新工艺为

2、全自动无人化制样检测系统，代替人工对外购煤、工艺煤的全水分测定和工业分析试样制备及检测，提高作业效率。现有工艺为人工制样、全水分检测、工业分析样品半自动检测，全过程都有人工参与，人为干扰因素大，全自动制样检测系统可实现全自动全水分测定和工业分析试样制备及检测，仅人工样品流转，减少了人为干扰，提高检测精度。4. 3项目目标实现93%的外购煤、工艺煤制样、检测工作无人化、自动化（按2023年检验量计算，全水分7641个，灰分6741个，挥发分7641个，全硫分7641个，G值773个，Y值753个，发热量609个，总计33391个检测项目，其中31173个检测项目可通过新工艺实现自动检测，自动化率

3、为：31173/33391=93%）。-4项目建设主要内容2.4.1本项目主要设计内容为新增自动采样车无人化改造、机器人智能化验系统、样品自动存查样柜。新增全自动煤炭分析系统及附属配套设施。主要包括场地内废旧设备保护性拆除、场地清理、新购设备安装。区域内仍保留部分手动制样设备，用于特殊试样的临时制备。3主要技术要求3.1 自动采样车无人化改造3.1.1 目标采用新型煤采样机可以实现以下几方面功能：(1)翻车机前采样煤车已经解冻，采样装置可以轻松实现自动全段面取样，车箱定位后，在需要取样的车箱自动生成取样点，随机生成，不受操作人员控制；(2)全过程工作只需远程操作室一键或智能全自动完成，操作室内

4、有画面、监控实时显示设备运行状态；(3)采样代表性高，24小时取样，自动制样、自动封包，杜绝人为封包因素干扰，确保取样真实性；(5)来煤采样后可以直接卸车，针对有异议等需要重复化验的项目可以直接使用保管样进行评判，缩短取送样时间2.5小时，缩短待化验结果时间6小时，缩短车皮占用时间，减少物流成本；(6)白天统一送样进行制样和化验，取消夜间制样、化验人员，优化人员结构，提高工作效率，真正实现自动化、智能化、信息化。3.1.2 工艺流程煤采样工艺流程如下图:图1桥式采样机工艺流程图3.1.3 机械系统要求3.1.3.1 大车及行走机构大车采样跨度IOmT4m之间（跨1条重车线，按场地实际情况建设）

5、，轨面标高为+8.5大车行走轨道型号为50kgm,最大轮压为60kN,大车行走具有制动器，防止大车受风力大影响，产生溜车。移动桥架横跨1条重车线，小车在移动桥式框架的轨道行走。另设置超声波传感器对火车车箱通过采样机时进行检测，确保火车车箱通行时，采样机不能启动，确保不会因为操作人员的误操作而导致采样小车和火车车箱发生碰撞。土建钢构设置连接车厢的走行平台，应急时可人工上车采样。3.1.3.2 小车及行走机构行走小车采用四轮双驱动方式，采用变频控制和脉冲开关实时测距技术，从而使行走小车启动、运行、停车平稳，无冲击，不啃轨。定位准确，制动可靠。行走考虑了最大风速时逆向运行的要求，在大车主横梁内侧两端

6、设有小车止挡缓冲器，小车框架四角在主横梁下方设有安全钩，采用接近开关、行程开关形成多重安全保护。采样小车底部距火车轨面高度为4.5m,采样头最高距地面4.9m,采样头最小距轨道面高度为1.2m,采样行程3.8m,适合装载高度低于4.车底板高度大于1bn的火车敞车车厢采样（一般为C70以下车型）；采样机下部在小车移到轨道一端时可通过火车头。3.1.3.3 取样装置取样装置由采样器、驱动电机、减速传动齿轮箱、钻杆组成。采样器为螺旋钻取式深度分层采样器，由圆周切割器（外筒）、螺旋提升器（内螺旋）、破碎头组成。圆周切割器（外筒）底端锯齿在旋转下钻时具有切割功能。圆周切割器（外筒）与破碎头在差速旋转作用

7、下，使采样器具有挤压破碎功能。圆周切割器（外筒）锥顶设有排料孔，当采样器下钻接触物料还未到达采样层的过程中，物料由螺旋叶片旋转带动向上运动，物料与螺旋提升器叶片和圆周切割器筒壁发生摩擦，将上次采样的微量粘附物清洗，然后从圆周切割器顶部排料孔排出，从而达到自清洗功能。由于该采样器具备切割破碎和自清洗功能，所以采样不受物料粒度、水分的影响。卸料时，螺旋提升器反向（相对于采样旋转方向）旋转，动力将物料从圆周切割器（外筒）底端排出，卸料干净。采样器刀刃可拆卸。采样器使用寿命不小于3000h,选用合适的切削角度，采用硬质合金刀头，同时钻头和钻杆是分离结构，刀头可以更换。取样机取完样时，采样器升起，升起高

8、度为采样器最低点距轨面4.5m,小车移到卸料工位时，火车道可以通行火车头。采样器技术先进、运行可靠，所采样品真实而具有代表性，不造成样品交叉污染，可钻取到车箱任意位置的样品，满足国家标准机械化随机采样要求。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。减速齿轮箱传递扭矩大，运转平稳可靠。减速传动箱中装有与齿轮齿条相啮合的小齿轮，工作时,电机旋转，经减速机减速，带动小齿轮旋转，由于减速箱与采样装置连在一起，因此，小齿轮的旋转带动减速传动箱连同采样装置在导向柱上滑动，产生升降运动。在发生电器故障或停电时，可松开制动电机的制动装置，制动电机的尾端轴上设有摇手轴，装入人工

9、摇手，手摇该摇手可带动电机旋转，使采样装置手动提升，从而达到不影响车厢正常通行。3.1.3.4 缩分器、缩分皮带机皮带刮扫缩分机由缩分皮带机和刮扫缩分器组成。缩分皮带机主要作用是输送进入缩分器的物料，缩分皮带机上的匀料器将物料均匀铺垫在输送带上输送进入缩分区域，缩分后的弃料经该皮带机输送返回车厢。采用宽度为40On1m的输送带，输送带表面光滑、平整，易于清扫，不易粘附。在皮带机从动辐处设置有张紧装置，方便调节皮带松紧程度，防止跑偏。在主动辐出料口下方输送带上设置清扫机构，可将输送带上粘附的物料刮落至出料斗中；整机全长有底刮板清扫机构，可将掉落和堆积在皮带机底板上的物料即时带走，避免积料。物料输

10、送部位全密封，防止漏、撒料和扬尘。采用旋转式刮扫缩分器，它安装于缩分皮带机上部，通过减速电机驱动刮扫头旋转，将皮带上多个横截段物料刮扫至出料溜管智能分矿包装编码一体机收集。刮扫式缩分器结构简单，故障率少，维修方便，工作可靠。缩分比通过调节刮扫头的采样动作间隔时间实现，缩分比稳定，缩分精度高。该刮扫缩分器旋转速度快，刮扫头采用不锈钢材质制作，由于其旋转产生离心力的作用而使物料不易粘附，有效地防止样品交叉污染和堵塞现象的发生。3.1.3.5 1.3.5智能分矿包装一体机智能分矿包装一体机具有自动分矿收集、自动压盖密封、自动卸样、自动编码等功能，整个过程快速、准确。该设备可与远程采样控制系统配套，满

11、足现场采制样无人值守和远程控制的需求。智能分矿包装一体机由进料机构、压盖机构、密封机构、旋转机构、出桶机构、自动编码机构、气压系统、电器控制系统等组成。设备运行时，样品桶自动对正留样工位接样，同矿样品装满样桶或全部收集完毕后，样桶自动旋转到压盖工位，压盖机构将密封盖压到桶体上，对样品进行密封包装。在密封盖盖体内附有一张无数据的RF1D卡，样品桶自动转动到编码工位,编码器把本次物料的信息数据与该RFID卡关联绑定，样品桶自动转动到出桶工位，推桶机构把绑定好信息数据的桶推出打包机。智能分矿包装一体机的旋转机构由专用变频电机、回转支承架等组成，此机构紧凑、占地小、运行平稳、分度准确；压盖机构为气缸推

12、动、运行平稳、可靠性高；封包桶可重复使用，盖子为一次性使用产品，满足对客户信息保密的要求；自动编码机构自动化程度高，运行稳定可靠，维修方便，可实现远程控制；具有料位检测功能；设备外壳全密封，样品不受外部环境的影响。3.1.3.6余料返排系统缩分后弃料通过提升机进入暂存斗，采样小车采样后卸料的同时将暂存斗内的上一车厢的弃料同时弃到安装在采样小车上的弃料斗，再移到采样的车厢上方弃到车厢上，随车厢带走,确保弃料不丢弃到两节车厢之间。最后一节车厢完成两次卸料，其中第二次卸料在整个制样完成后。3.1.4 电气系统3.1.4.1 电气控制及照明P1C控制系统的主机型号西门子S7-1200,通讯用工业以太网

13、，P1C的I/O点有10%余量。小车、采样器均使用变频器控制且速度可调。采样器电机采用变频器和编码器控制。变频器要单独电气柜，急停开关用软控制，采样器和集料斗采用软硬控制。操作控制电压采用24Vo整机采用上位机+P1C控制，系统能够实现在远程操作室操作，也能在本地操作室操作。检修时，检修人员可以采用手动检修操作模式，方便检修。控制柜有各种故障指示灯，工控机画面有各种故障指示。电机及减速机采用知名品牌，电气柜箱体厚实，密封要好。布设电缆采用镀锌槽盒，脚踩的地方采用钢管，软线联接采用穿线软管。接近开关要采用防水保护，以防进水防冻。电缆采用船用电缆，阻燃防油，拖缆采用防护措施，加钢索和保护套。电控系

14、统除采制样自动控制系统外，还含远程数据控制系统、车辆定位系统、红绿灯声光报警系统、预留5G通迅相关接口。控制系统与拨车机及夹轮器联锁，防止误操作，并且有远程急停功能。3.1.5 视频监控系统视频监控全部采用数字摄像头，摄像头数量不少于6个/套，采样区域实际布置可根据道线、设备、工艺需求合理调整配置。视频监控实时录像取样、制样、封包过程，做到全过程全流程监控，杜绝人为因素，同时可以远程监控设备运行状态。摄像内容存入硬盘保存，存储时间为90天。3.1.6 网络通讯系统远程操作室与各分站P1C系统实现可靠远程通讯，能够实现在远程操作室内（现场操作室无人值守）远程操作功能，同时将现场视频信号接入远程操

15、作室，实现远程视频监控。远程操作室的服务器预留数据通讯接口，具备与原料调度系统、铁运峰上系统、检化验系统、厂调度系统和产销系统可靠通讯，实现数据交换的功能，全程盲码传递数据信息，实现质计系统不知敏感信息。后台管理系统能够对操作人员实施权限管理，操作人员在登录时会自动分配相应的操作权限，拥有不同权限的人可进行不同的操作，权限设置保证了系统的安全性。3.2机器人智能化验现煤质化验管理面临样品复杂，数据处理繁琐，测试过程监管薄弱，仪器管理难度大，工作效率低等现状。为进一步加强燃料管理水平，创新管理模式，利用行业最新的机器人化验技术，实现实现化验全过程无人参与作业，补齐了燃料管理智能化的最后一块短板。

16、系统可测定发热量、全硫、内水分、灰分、挥发分、CHN元素含量等指标。主要组成部分包括智能机器人，自动化分析设备（量热、测硫、工业分析、元素分析），样瓶自动开盖及取样装置，自动称量装置，氧弹装样及清洗装置，电气控制系统，化验分析和数据管理软件系统等。机器人智能化验系统外形尺寸为6*3.5*2.7m（长宽高），机器人智能化验系统重量6t,占地面积为21m2O技术参数机器人智能化验系统技术参数名称技术参数测试指标发热量、全硫、内水分、灰分、挥发分、CHN元素发热量：满足GB/T213-2008煤的发热量测定方法使用标准工业分析：满足GB/T212-2008煤的工业分析方法全硫：满足GB/T214-2007煤中全硫的测定方法CHN元素：满足GBT30