前言

國傢“十四五”規劃,中國要實現“3060”目標,需要優化產業結構和能源結構。煤炭是我國重要的基礎能源,為國民經濟和社會發展提供瞭可靠的能源保障。在智能化發展大潮之下,煤炭行業亟待借勢轉型。

圖撲軟件應用自主研發的 HT for Web 產品,搭建瞭選煤廠區建築及生產設備、管線等設施的三維場景,將生產數據采集、安全監測監控與生產時空有機結合,構建瞭集智能巡檢、設備安全監測、預警功能、企業管理於一體的三維可視化管理系統。全方位推動選煤廠精細化管理工作,實現減人增效的目的。

效果展示

通過 Hightopo 構建 Web 智慧選煤系統。整體場景采用航拍建模方式獲取,利用飛機或無人機搭載多臺傳感器,對選煤廠進行拍攝采集,快速高效獲取真實反映廠區情況的數據信息。通過糾正、平差、多視影像匹配等一系列的內業處理操作,最終獲得三維模型。航拍建模的成果數據具有地理坐標系信息,可以準確地和 GIS 匹配。

HT 和 GIS 的集成方案中可提供根據經緯度和海拔數據構建漫遊線路,讓用戶以第一人稱的視角按照指定線路對廠區進行巡檢漫遊,在制定線路的時候可以參考重點區域或智能化水平較高的區域進行制定,給用戶呈現選煤廠重點發展區域以及智能化發展成效。

在線監測核心設備運行情況,對選煤廠智能管控實現全覆蓋,避免監控不到位、工作人員疏忽等問題所造成的各類事故的出現,確保瞭選煤廠機電設備的正常、平穩、持續、高效的工作。

系統分析

本次三維選煤廠可視化項目,從日常管控、企業歷程、應急管控為主體進行展示。系統聚焦產品運輸、洗選加工關鍵流程管控,化繁為簡,從根本上堵塞管理漏洞,通過精準監督推動企業高質量發展。

日常管控

大氣監測

在生產過程中,選煤帶來的環境污染非常嚴重,這一問題已經引起社會各界的重視。圖撲軟件運用豐富的可視化圖表和動畫效果,實時統計各廠區、監測點的監測設備數據,數據涵蓋當日室外溫度、濕度、壓力、二氧化硫和顆粒物等多個關鍵指標。為制定對控制污染源無組織排放、減少大氣污染等綜合管理方案,提供可靠的數據信息。

水環境監測

結合圖撲軟件 Web 2D 組態功能,再通過數據采集,實現水環境監測可視化。數據包括 ph 值、化學需氧量、生物化學需氧量以及細菌總數等水體資源保護及污染控制的重要指標。技術員可及時掌握洗水變化規律,做出適當調整。

固體廢棄物占比監測

煤炭固體廢棄物是指煤炭在生產、加工和消費過程中不再需要或者暫時沒有利用價值而被遺棄的固態或半固態物質。利用圖撲軟件可視化圖表,將固體廢棄物以及占比進行等關鍵數據進行可視化呈現。防止固體廢棄物污染環境,保障人體健康,維護礦區環境景觀。

主廠房數據管控

主廠房是選煤廠生產系統的核心建築物,選煤工藝的大部分的流程都要在此完成。圖撲軟件將 BIM 技術應用到主廠房建設中,BIM 技術將模型進行細化及深化之後,配合圖撲軟件 HT 引擎,進行貼近現實的三維渲染動畫。2D 面板聯動三維場景,動態更新設備指標,時刻對選煤工藝進行安全監管。

圖撲軟件 HT 的輕量化方式是在傳統的 GIS 和 BIM 技術上做出瞭全新的改變:HT 具有輕量化、低成本的優點,企業無需再購置笨重昂貴的 GIS 和 BIM 軟件;而且起點低、效果好,傳統 Web 開發人員可輕松上手,借力 HT 強大的 3D 渲染效果即可做出高仿真場景。

點擊“樓層隱藏”切換透視效果,呈現廠房內三維設備在廠房分佈情況,點擊“樓層展開”切換查看不同樓層內場景的設備運行情況。

3D 主廠房

主廠房設備監控系統通過 HT 3D 效果,1:1 制作 3D 可視化仿真互動模型,並將重介洗煤工藝流程整合融入,將原煤進行洗選加工和綜合處理的全過程信息監控。

系統可實時顯示重介旋流器、精煤皮帶、振動篩、原煤皮帶等重要設備的動態數據,當點選不同樓層設備時,自動彈出設備多重信息,創建多參數實時在線監測。

數據信息包括運行設備的振動頻率、溫度、故障信號、趨勢信號等數據,管理人員可通過此功能,進行調用查看設備運行狀態、故障屬性及導致故障發生的相關聯信息歷史數據。

2D 主廠房

選煤廠主廠房負責把主井提升上來的精煤進行分選加工成原煤、塊煤和矸石等產品。圖撲軟件以二維組態圖方式搭建的選煤生產線,界面中可對用戶所關註的產能信息、設備運行關鍵指標進行監測展示。覆蓋精煤、中煤、矸石、煤泥的產品形成全過程。

場景內可對脫介篩、磁選機、泄介篩、離心機等設備佈局進行可視化展示,不同的產物生產線路采用不同顏色的線條標識,為作業人員提供圖形註釋。

同傳統界面相比,圖撲滿足工業物聯網現代化的、高性能的、跨平臺(桌面 Mouse /移動 Touch /虛擬現實 VR)的圖形展示效果及交互體驗。同時還支持結合 VR/AR 進行展示,讓用戶能夠沉浸在虛擬環境中進行體驗,尤其對工廠、車間、生產線等大型場景更具有優勢。

密控系統

通過圖撲軟件實現可交互的 Web 密控三維系統,針對重介系統的密度控制和數據監控而開發,可使測量密度值跟蹤、趨近直至等於設定值。密控系統分為精煤密控、中煤密控和矸石密控三大板塊,實現煤泥含量及旋流器入口壓力的穩定控制。

濃縮車間數據管控

濃縮車間適用於選礦廠的精礦和尾礦脫水處理。圖撲軟件基於 HTML5 標準的組件庫,構建車間三維場景。

設備可視化

濃縮設備具有以下特點:

  • 添加絮凝劑增大沉降固體顆粒的粒徑,從而加快沉降速度
  • 裝設傾斜板縮短礦粒沉降距離,增加沉降面積
  • 發揮泥漿沉積濃相層的絮凝、過濾、壓縮和提高處理量的作用
  • 配備有完整的自控設施

其中絮凝加藥機設置高亮顯示,點擊即可隱藏其他設備顯示。

蓄水動畫演示

通過圖撲軟件將 2D 和 3D 無縫融合,搭配數據面板以及動畫驅動制作瞭蓄水工藝可視化。場景支持常規的旋轉、平移和視角縮放。蓄水工藝包括蓄水、加藥攪拌(添加絮凝劑)、放水、泵體放水等操作的演示,營造具有真實沉浸感的體驗。

壓濾車間數據管控

壓濾車間負責壓濾處理煤泥、回收分離介質水,壓濾機負責處理濃縮機底流。傳統的壓濾生產主要依靠人工操作,需人工查看並判斷壓榨程度,工作效率低下,產品水分無法得到保證,存在液壓系統破損或壓濾噴料傷人的安全隱患。

圖撲軟件搭建的壓濾車間可視化管理系統,通過 HT 引擎將壓濾車間的壓濾機以及樓層分佈進行 1:1 還原,可隨時查看設備基本信息、運行信息、故障信息等。點擊左側面板壓濾機以及樓層展開,即可查看車間樓層分佈情況以及壓濾機工作狀態。

實時監測系統內壓濾機狀態信息,包括松開、壓緊、進料等各進程狀態,打破壓濾機與壓濾機之間、壓濾機與智能壓濾檢測系統相關輔助設備之間的信息孤島。實現智能壓濾檢測系統內所有設備及相關信息的統一集中監管,降低崗位巡檢工的勞動強度,方便生產監管。

每臺壓濾機增設故障信息以及運行信息,通過實時監測壓濾機電流電壓,結合本臺壓濾機運行狀態、基本信息,可自動判斷壓濾機是否達到進料結束時機,保障壓縮車間正常運行。

汽車裝車站可視化

傳統的汽車裝車采用人工操作裝車。人工調度車輛位置和放料閘板開關存在人車精準配合難度大,容易出現溜槽磕碰、撒煤、超偏載等問題,裝車工作效率低下。

圖撲軟件基於 Web 端的 UI/2D/3D、GIS、BIM 及 VR/AR 等可視化工具及應用,可以在瀏覽器上流暢展示,實現對車輛狀態、料位狀態、裝載設備狀態等關鍵信息的采集,並對設備進行控制,對司機進行提示,有效解決所需崗位人員多,職工勞動強度大等問題。

其中使用模型貼圖的 UV 偏移動畫模擬瞭煤礦運輸過程。場景中還有與圖紙按鈕的功能交互,如溜槽展示、煤儲動畫以及棧橋動畫的啟停動畫及演示,以及運輸設備的單獨查看。

能源管控

圖撲軟件自主研發的 HT 選煤廠能源管控系統,展示瞭廠區所有建築用能、重要設備或工藝的能源消耗。點選內場景建築圖標,可以清晰明瞭地看出對應建築當日及一周內用水、用電、用氣的累計值以及變化趨勢,能源管理一鍵觸達。

用電管控

接入削峰、填谷實時數據形成峰谷時段用電柱狀圖表,選煤廠據此可實施"避峰就谷"生產用電管理模式,在完成生產任務的前提下,通過合理組織安排生產時間,降低電費平均價格,從而實現降低生產用電成本。

噸煤介耗

介質消耗是重介質選煤廠的主要輔助材料消耗之一,也是評價重介質選煤的一項主要技術經濟指標。圖撲軟件通過對接數據接口,將本月噸煤介耗以及環比數值進行可視化表達,在後臺,管理員可以對工廠用能進行全面檢查,並及時反饋相關問題。

生產管控

選煤廠的生產是連續性很高的過程,連續的生產過程是由多個執行不同任務的工藝環節和多種工藝設備及相應的輔助設備來完成。

圖撲軟件通過對接生產線上所有設備數據,構建選煤廠生產管控系統。2D 面板展示實時產量、庫存量以及生產數據等關鍵數據指標,利於明確各車間的生產任務及生產進度,實現車間生產現場管理透明化;協助車間生產管理人員及時處理突發狀況,確保生產穩定進行。

傳送帶集中控制

煤礦輸送帶的運輸方式與其他井下運輸相比在運輸速度、運輸效率等方面具有十分明顯的優勢,可以實現短期內對大量煤炭物資的運輸。圖撲軟件針對煤礦運輸環節容易出現的各種問題,對傳送帶運輸在線監測,降低煤礦運輸成本的同時,保障運輸人員的安全性,提升運輸的整體速度。

支持模擬無人機視角漫遊,當經過廠區建築時,可自動彈出對應設備信息及瞬時帶煤量變化趨勢、在線統計設備故障數量,值班人員根據實時顯示的數據進行復查留存,實現對煤炭產量的實時準確監管,有效解決職工不履職、工作疏忽容易造成事故隱患的現象,防止皮帶斷帶等事故的發生。

參觀模式

企業歷程及榮譽

圖撲軟件依托自主研發的 HT 產品,對企業的品牌文化進行整體設計,展示企業的發展歷程、成就以及業務等。通過數據可視化、分佈式數據展示,既能客觀真實地展示出企業經營狀態、未來發展前景,也能更好地賦能企業發展,助推企業的進一步升級。

企業管理

人力資源管理是現代企業管理中的一個重要環節,隨著企業信息化的不斷推進發展,企業人力資源管理對大數據的應用也成為必要趨勢。圖撲軟件搭建的企業管理平臺,支持通過自定義的數據指標,展示如員工數量、職位結構、公司股東等情況,清晰的展示企業組織內部人才資源的基本概況,讓管理人員對企業的人才組織現狀有全方位動態的掌握。

經營績效

圖撲軟件建立的以經營績效為中心的可視化面板,實時展示企業的支出、收入金額、上繳稅金,實現企業運營的穿透管理,滿足領導“看得見、看得清、看得遠”的需求,為企業資產經營管理、生產運營管理、產業結構調整等決策提供支持。

應急管控

安全四色圖

圖撲軟件對選煤廠所有風險進行辨識分級,不同危害級別區域選用不同的顏色顯示,建立安全四色圖。方便建立安全風險分級管控工作體系,明確負責安全風險分級管控工作的管理部門。

不同風險和危害級別制定具體的防控措施進行管理。在圖撲軟件 2D 面板展示應急預案,應急物資、剩餘應急物資信息。規范廠區應急救援工作,提高應對風險和防范事故的能力,保證職工安全的健康,最大限度的減少財產損失。

疏散路線

場景內通過流動線條標示輸送路線,指向疏散出口方向。支持模擬多條疏散路線並預測時間,測出最佳逃生路線。

安全監測

選煤廠內車間設備分佈不規律、跨樓層,涉及的監測點多達兩百多個,因此需要根據監測點位置分佈特點合理設置監測子站的位置,以及每個監測子站的監測范圍。通過圖撲軟件 HT 打造的三維可視化系統支持根據現場攝像頭實際點位,接入所對應的攝像頭視頻畫面,實現場景還原。

一旦管轄區域內的監控攝像頭拍攝到異常現象,系統會把攝像頭信號調到顯示大屏上,同時報警裝置響起,提醒相關人員查看、解決問題。

預警統計

設備在線監測與預警是現階段選煤廠“智能化”普遍建設內容,現場使用效果較為理想。但普遍存在淺嘗輒止,數據監測類型單一,沒有對在線預警數據進行深度挖掘、分析等問題。圖撲軟件對接多類傳感器,多數據的監測與健康評估,實現故障定性、定量、定位診斷,包括燃氣、電氣、節能等運行參數。

融合紅外成像和 AI 攝像頭,系統可自主設置電子圍欄內容、生效范圍,實時監測設備關鍵部位溫度,通過電子圍欄看板,職工可實時查看現場中的設備情況以及設備統計。

重點監測

針對選煤廠重點區域,圖撲軟件依靠三維可視化技術劃定重點監控對象,聯動 HT 視頻融合技術,將監控畫面以 2D 方式融合到場景的三維模型中,為操作人員提供直觀的視頻圖像和簡單的視圖控制,保證選煤生產的高效、有序進行。

采煤工藝全流程可視化

圖撲軟件還搭建瞭 2D 采煤工藝全流程監控可視化解決方案,對采煤工藝流程相關的設備和操作進行展示。實現設備全量全要素的模擬仿真反演。

相較於 InTouch/IFIX/WinCC 這些傳統組態軟件,圖撲基於 Web 的平臺更適合 C/S 向 B/S 轉型的大趨勢,多元素豐富的可視化組件和支持快捷的數據綁定方式,可用於快速創建和部署。實現零代碼、低代碼生成頁面,可以快速搭建可視化頁面生產平臺,大大降低頁面生產成本。為各類工業場景提供 2D、2.5D、3D 多種清晰美觀的可視化服務模式。

其中,圖撲軟件搭建的智慧電力可視化解決方案,可幫助決策者從微觀到宏觀地掌握全省電網運行態勢,形成數據和服務閉環。虛擬電廠既可以作為“正電廠”向系統供電調峰,又可作為“負電廠”加大負荷消納配合系統填谷。

實現價值

打造健康舒適廠區

系統對接環境監測系統,實時采集廠區內各監測指標,以及選煤廠房內各有害氣體,並選用圖撲軟件豐富的圖表、平面圖等形式形象展示,通過設置環境數據預警值和告警值實現平臺環境監測的自動告警。

優化選煤廠用能

HT 能耗監測系統的監測范疇涵蓋廠區的電、水、氣,通過智能設備對能源消耗進行全面感知,對各類能耗進行采集統計,並經過能耗分析挖掘對廠區生產生活的整體用能優化。

完善選煤廠安全建設

通過搭載智慧化物聯網設備,對廠區資產信息進行統計分析,實現廠區資產的數字化管理。同時也能進行物資定位與盤點,實現管理人員對物資的全生命周期管理。

保障廠區生產生活安全

圖撲軟件對每日巡更計劃的實施情況進行有效監測,並可聯動 3D 場景查看巡更計劃在廠區中路線、視頻點位等信息。同時圖表化展示巡更過程中的異常上報趨勢,分析出巡更異常的高發時間段與區域。

總結

目前,隨著人工智能、5G 等新一代信息技術的迅猛發展,正處於從工業經濟向數字經濟轉型過渡的大變革時代。圖撲軟件以“黑色煤炭、綠色發展、高碳能源、低碳利用”的管理理念,以精細化的管理模式,建立的智能化洗煤廠平臺,最大限度以用戶需要提供優質信息,發掘業務協同價值,多維度多層次展現,幫助用戶迅速做出決策,提高選煤廠業務效率及質量。未來,圖撲軟件將緊跟 5G 時代的腳步,為選煤廠管理及技術創新、減人提效、降低成本、轉型發展註入新動能。

更多行業應用實例可以參考圖撲軟件官網案例鏈接:圖撲軟件 – 構建先進 2D 和 3D 可視化所需要的一切