智慧质控机器人化验系统设计及在煤质检测中的应用_刘晓川.pdf
《智慧质控机器人化验系统设计及在煤质检测中的应用_刘晓川.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《智慧质控机器人化验系统设计及在煤质检测中的应用_刘晓川.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 38 卷第 1 期煤质技术Vol.38No.12023 年 1 月COAL QUALITY TECHNOLOGYJan 2023移动阅读刘晓川,陈梦星 智慧质控机器人化验系统设计及在煤质检测中的应用 J 煤质技术,2023,38(1):6571LIU Xiaochuan,CHEN Mengxing Design of intelligent quality control robot laboratory system and application in coalquality test J Coal Quality Technology,2023,38(1):6571智慧质控机器人化验
2、系统设计及在煤质检测中的应用刘晓川1,陈梦星2(1.长沙开元仪器有限公司,湖南 长沙410123;2.华电莱州发电有限公司,山东 莱州261400)摘要:机器人化验系统可减轻化验员的劳动强度并削弱煤质检测过程中人为因素的影响,但在机器人化验的系统标定、系统日常质控环节仍未彻底无人化,从而导致不可控的人为干预风险,因而需充分运用质控的手段以确保煤质检测结果准确无误。结合机器人化验系统工作流程分析其当前化验的局限性,提出机器人化验完全无人化、智慧质控的设计理念,详细介绍无人值守机器人化验系统的苯甲酸自动添加、锡纸自动添加包裹、质控样暂存、远程报警、远程样品规划等模块,并从质控规划、超差重做功能等方
3、面探究机器人化验系统的智慧质控。结果表明:可通过配置自动添加苯甲酸装置、自动锡纸添加包裹装置并结合远程样品规划和远程报警的手段,使得机器人化验系统脱离化验员而独立运行,能真正意义上实现机器人化验系统的无人值守;在机器人化验完全无人化的基础上融入智慧质控的设计理念,确保机器人化验系统的测试结果真实可信。关键词:机器人化验系统;智慧质控;煤质检测;远程样品规划;超差重做;自动标定;自动漂移中图分类号:TQ531文献标志码:A文章编号:10077677(2023)0106507收稿日期:20221008责任编辑:何毅聪DOI:10.3969/j.issn.10077677.2023.01.009基金
4、项目:国家重点研发计划专项资助项目(2018YFF01014000)作者简介:刘晓川(1983),男,湖南邵东人,硕士研究生,主要研究方向为仪器仪表。Email:24107981 Design of intelligent quality control robot laboratory system andapplication in coal quality testLIU Xiaochuan1,CHEN Mengxing2(1 Changsha Kaiyuan Instruments Corporation Ltd,Changsha410123,China;2 Huadian Laizh
5、ou Power Generation Corporation Ltd,Laizhou261400,China)Abstract:The coal quality robot testing system can reduce the labor intensity of the testers and weaken the impact ofhuman factors in the testing process However,the system calibration and daily quality control of the system in therobot testing
6、 are still not completely unmanned,resulting in uncontrollable human intervention risks Therefore,it isnecessary to fully use the quality control means to ensure the accuracy of the coal quality testing results Combinedwith the workflow of the robot testing system,the limitations of its current test
7、ing were analyzed,and the design con-cept of unattended and intelligent quality control for robot testing was proposed The automatic addition of benzoicacid,automatic addition of tin foil,temporary storage of quality control samples,remote alarm,remote sampleplanning and other modules of the unatten
8、ded robot testing system were introduced in detail,and the intelligent quali-ty control of the coal robot was explored from the aspects such as quality control planning,out of tolerance reworkfunction,etc The results show that the robot test system can be operated independently from the tester by co
9、nfiguringan automatic benzoic acid adding device,an automatic tin foil adding and wrapping device,and combining themeans of remote sample planning and remote alarm Therefore,it makes the robot test system run independently from煤质技术2023 年第 38 卷the tester,the unattended operation of the robot test sys
10、tem can be truly realized The design concept of intelligentquality control is integrated on the basis of completely unmanned robot testing,which can ensure that the test resultsof robot testing are authenticKey words:coal quality robot test system;intelligent quality control;coal quality test;remote
11、 sample planning;rework out of tolerance;automatic calibration;automatic drift0引言在燃料智能化建设的背景下,燃煤电厂对燃料管控的要求越来越高。燃料管控包括燃料入厂、库存管理、采样、制样、化验、配煤掺烧、在线检测等环节。目前大部分部署了燃料管控系统法的燃煤电厂,已实现燃料入厂、采样、制样、样品传输、样品存储的有效管控。化验管控是燃料管控的最后一公里,能否实现对化验的有效管控,决定着燃料管控系统的前途。传统化验室的仪器设备种类繁多,维持化验室的正常运转需要投入大量的人力、财力。随着国家电力改革步伐的加快及“去产能”战略
12、的推出,燃煤电厂对成本的考核越来越严苛,如何降低燃料管控的成本也是各火电企业的关切点。为减少乃至杜绝化验环节的人为干预及降低化验的人力成本,在现有燃料采制化技术的基础上,通过集成工业机器人、改造升级的燃料化验设备及配套的自动化装置,实现从样瓶到数据的无人干预。无论从燃料有效管控还是从降低人力成本的角度来衡量,通过引入机器人化验等手段对燃料管控系统进行升级,实现燃料全流程管控,均具有重要的意义。皮中原1 通过分析我国煤炭检测标准与技术现状,提出煤炭检测技术的未来发展方向为研究和建立准确快速自动化高的试验方法。史波2 提出通过建立煤炭采制化的三级编码机制,可尽可能减少人员对采制化工作的干扰。刘振中
13、3 介绍了1 种基于工业机器人应用、自动化技术及电子称重技术的自动化煤质分析系统,提出了机器人化验系统的基本组成元素。罗建明4 探讨了机器人化验系统的研究现状、设计思路、分析流程、各模块技术要求及可行性,提出需加快相关标准、规程规范或检测方法的制定以便对机器人化验系统进行量值传递与溯源。罗建明5 还对煤样自动称量装置进行了研究,提出了 1 种可通过电磁振动给料实现煤样自动称量的装置。杨勇6 对机器人化验系统布局的合理分区、自动称量技术、自动点火技术、自动清洗技术进行了重点剖析,认为机器人化验系统的推出有助于实现煤质化验设备的集成化、信息化、无人化。李冬军7 通过对熔断式点火方式和激光点火方式进
14、行对比分析,指出熔断式点火方式和激光点火方式的发热量检测结果无显著性差异,可以相互替代使用。朱琦妮8 将激光点火技术应用于氧弹热量计的深化研究,认为氧弹外置激光源的激光点火方法是燃料发热量测定中金属丝熔断法点火或非熔断法点火的可替代方法。刘博9 通过对既有机器人化验系统的使用,着重阐明了样品传递、信息数据分析、自行计重等多个模块的技术水平,对无人智能化系统的推广性进行深入了解,并对相关准则、章程规范及检验办法的拟定提出相关建议。王和平10 提出通过运用统计分析方法,直观的、科学的进行分析和判定,可以发现测试结果的异常、发现检测中存在的问题,及时分析原因,制定整改措施,改进检测工作中存在的潜在风
15、险,对实验室内部质量控制工作的有效开展起到非常重要的作用。张景香11 提出需要定期使用标准物质对设备进行监控或质量控制,并及时对设备进行标定、校准,必要时还需使用绘制质控图的方式来监控设备的状态。马辉平12 提出碳氢氮元素分析仪在测定样品前首先要采用标煤或标准性物质进行标定,并进行标定曲线校正和漂移校正要求,并指出碳氢氮元素分析仪每 4 h 或在用标样检查仪器发现准确度不合格时执行 1 次漂移校正。王艳丽13 提出碳氢氮元素分析仪的标定是确定仪器或测量系统的输入输出关系的过程,并指出漂移校正效果不理想时应对仪器进行重新标定。徐巧婉14 提出如遇到测定发热量与标定热容量的终点温度相差 5 K 以
16、上应重新标定热容量,且重新标定的热容量值与前 1 次的热容量值相差不应大于 0.25%,否则应检查仪器设备后再重新进行标定。李宝辉15 提出为使化验室设备满足 CNAS 认可,应定期用标准物质对化验室各种测定仪器进行校正或检验,进行精密度和准确度控制。戴体伟16、吴铭17 提出对于有标准物质的测定法,需要使用有效的检测法来进行验证。康红霄18、王和平19 提出煤炭试验可以对一段时间内积累的数据统计分析,可通过质控图的方法来掌握检测结果的精密度和准确度,分析和判断某项检测活动是否处于受控状态。对于仪器设备,66第 1 期刘晓川等:智慧质控机器人化验系统设计及在煤质检测中的应用实验室应制定 1 套
17、完善的仪器设备检定规划、规范标准,并严格遵守落实2023。实验室应定期或者不定期对仪器设备开展核查,确保仪器设备始终处于受控状态。目前学者们提出的一系列关于化验自动化设计理念已陆续得到了工程实现,各设备供应商相继研发出了机器人化验系统。随着各设备供应商的机器人化验系统在各大电力集团的部署,作为燃料管控最后 1 km 的化验环节也基本实现了样瓶收发、样品称量、样品输送、样品化验、坩埚清理、数据汇总及上传等化验环节的自动化操作。机器人化验系统减轻了化验员的劳动强度,削弱了化验过程中人为因素的影响,降低了燃料管控环节的廉政风险,基本做到了化验过程的无人化操作,但还需要化验员称取标定样品(如苯甲酸样品
18、)、准备样品容器(如锡箔容器),化验员还需要一定程度地参与机器人化验系统的标定操作,故在机器人化验的系统标定、系统校正、系统日常质控环节未做到彻底无人化,从而导致不可控的人为干预风险。针对上述问题,笔者提出机器人化验完全无人化、智慧质控的设计理念,以消除人为因素对化验的影响,同时确保煤质化验结果准确可信。1当前机器人化验的局限性机器人化验系统一般由自动化煤质分析仪器(包括量热仪、工业分析设备、测硫仪、碳氢氮元素分析仪)、样瓶收发机构、样瓶开合机构、自动称量机构、氧弹装配清洗机构、坩埚清洗机构及人工放样单元组成。机器人化验系统接收气送系统自动来样或人工来样,将样品摇匀后,自动取样、称量,称好样品
19、送到自动化煤质分析仪器,完成发热量、水分、灰分、挥发分、全硫、碳、氢、氮指标分析,并实现坩埚清洗、样瓶回传及测试数据汇总。机器人化验系统详细工作流程如图 1 所示,机器人化验系统已经实现了从样瓶到化验数据的化验过程无人干预。多数设备供应商提供的机器人化验系统需要人工添加苯甲酸、人工放置锡纸、人工称取标样和质控样,一般都没有超差重做功能,在系统自动标定、系统自动校正、系统日常质控方面未做到无人化,图 1机器人化验系统工作流程Fig.1Workflow of robot test system76煤质技术2023 年第 38 卷系统准备工作和标定工作均需化验员参与方可完成,易导致人为干预风险。2机
20、器人化验的完全无人化为消除人为因素对机器人化验系统的干预,机器人化验系统须实现完全无人化,而实现机器人化验完全无人化需具备如图 2 所示的软、硬件条件。(1)苯甲酸自动添加模块。为消除人为干预对量热仪热容量标定的影响,系统应自动供应苯甲酸样品。当上次标定热容量的时间超过了 3 个月或测定发热量时的内筒温度和上次热容量标定的内筒温度相差超过 5 K,系统自动触发热容量标定,自动添加苯甲酸至自动称量系统称量,进而自动完成量热仪热容量的标定。图 2完全无人化的机器人化验系统示意Fig.2Schematic block diagram of completely unmanned robot labo
21、ratory system(2)锡纸自动添加包裹模块。为消除人为干预对碳氢氮元素标定和测试的影响,一次性装载足量锡纸供系统取用。在碳氢氮样品称量前,自动供应锡纸容器于自动称量模块,碳氢氮样品完成称量后,自动完成样品包裹并暂存供碳氢氮元素分析仪取用。(3)质控样暂存模块。为消除人为干预对系统标定、漂移校正、日常质控的影响,一次性装载足量的标准物质(标煤、苯甲酸、EDTA 纯物质等)供系统取用。系统根据每日的远程质控规划,调取暂存的标准物质进行质控样称量,并按计划供给相应的自动化设备。(4)远程报警模块。要实现机器人化验的完全无人化,需要确保设备连续运行,为确保系统能连续正常运行,需要具有如下自诊
22、断功能:系统自检功能,即在系统正式开始试验前,系统自动进行一些必要的检查,包括传感器状态、整机气密性、氧弹气密性、水电气供应、温湿度情况、炉膛加热情况、运动机构状况、耗材使用情况、零配件剩余预期剩余寿命等,以提升设备运行的可靠性。化验过程中,子设备出现的异常应能及时上报到机器人化验系统总控软件,并及时远程告知化验员。化验过程中,通过比如像量热仪内外桶温度、峰形、出峰时间等来判断测试结果是否可能存在异常,并能检测物料状态的异常情况。机器人化验系统报警信息通过远程传输到管控室,化验员可根据报警信息远程处理大部分报警,如果远程处理不了,才需要设备管理员到机器人化验系统进行人为干预。(5)远程样品规划
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 智慧 机器人 化验 系统 设计 煤质 检测 中的 应用 刘晓川
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。