助力“碳达峰”一种智慧砂石加工系统设计.pdf
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1、砂石工业必须坚定不移地遵循“两山”理念,以绿色创新、低碳发展来统领砂石行业的高质量发展。为助力“碳达峰、碳中和”,砂石行业在矿山开采、新工艺、新设备、环保设施等方面不断创新,然而,除了工艺和设备的创新,针对砂石系统运行中的碳排放问题,最有效的是改变粗放的管理模式,建设自动化、智能化的砂石加工系统。本文介绍了一种智慧砂石加工系统设计方案,希望该方案的设计思路能够帮助企业完成自己的智慧砂石加工系统设计,达到降低能耗、减少污染、提高成品质量的目的。【关键词】智慧砂石设计思路高效管理里助力“双碳”1概述中国砂石协会会长胡幼奕在第八届全国砂石骨料行业科技大会上介绍了砂石行业实现“碳达峰、碳中和”的若干措
2、施,主要包括:调整和优化产业结构,绿色布局;加大科技攻关力度,加强绿色低碳技术与装备的研发和应用;调整和优化产品结构;采用高效、低碳、低污染、低能耗的工艺技术和设备;使用风能、太阳能、势能等新型清洁能源;尾矿、废石、石粉、泥土、建筑固体废料、废旧设备、耐磨件等资源的循环使用;加快砂石绿色工厂、绿色矿山、绿色园区、绿色供应链等的建设;对矿山进行“边开采、边修复”,提升生态系统碳汇能力;对废弃矿山进行生态修复,植树造林,增加碳汇能力等。随着信息技术的进步,在5 G时代的今天,砂石行业已经进人依靠自动化、智能化的管理模式来实现绿色发展的阶段。目前,砂石行业的原料开采过程已经提出了“5 G十”矿山理念
3、,实现了从绿色到智能的美丽蝶变。本文介绍了一种智慧绿色砂石加工系统设计方案,旨在探讨砂石加工系统的智能化转型,以智能化运行促进绿色生产。2智慧砂石加工系统设计思路国内砂石加工系统现大多只达到了部分智能化,如视频监控等单一功能模块的智能化,或者有数据收集、分析和反馈却依靠人为控制的半智能化。智慧系统应该是集各种功能于一体,各功能模块可以互相联动,能实现数据采集、分析、反馈及智能控制,有智能控制逻辑的系统。系统设计包括以下三步:第一步是明确目标。要建设的智慧砂石加工系统应该是这样的:智慧化的绿色工厂,运行管理达到行业领先水平,系统全封闭、污水零排放、粉尘零扩散、噪声零影响,安全生产,提供满足工程进
4、度需要、满足规范要求的优质砂石骨料。第二步是分析目标,设计底层功能模块。针对上述目标,智慧系统拟在生产运行、质量管控、节能降耗、安全环保等方面实现智能信息化管控,其主要组成内容包括:除尘降噪在线监测及控制系统、废水处理回用在线监测及控制系统、生产全过程可视化在线监控及预警系统、智能电气控制及自动化系统;生产协同运行系统;智能化管理应用系统、砂石骨料质量在线检测技术、成品料供应智能化调度管理系统、砂石加工系统、智慧管控系统。第三步是底层功能模块的集成设计。上述模块中,除尘降噪在线监测及控制系统和废水处理回用在线监测及控制系统相对独立,其余模块集成后用于生产运行、质量管控、安全生产的智能控制。3智
5、慧砂石加工系统设计方案根据以上思路,本文提出了一种智慧砂石加工系统设计方案。该方案中智慧系统由除尘降噪在线监测及控14土石方与导截流工程制系统、废水处理回用在线监测及控制系统、砂石加工生产全过程可视化在线监控及预警系统,以及生产全过程的数据采集、分析、反馈及控制系统等四大系统组成,各系统设计如下。3.1除尘降噪在线监测及控制系统设计建设集数据采集、信号传输、后台数据处理、终端数据呈现等功能为一体的智慧环境在线监测及智能控制系统。该监测系统由粉尘实时监控单元、噪声实时监控单元和报警及控制系统、现场户外或室内LED显示系统(可选)、数据采集传输和处理系统、信息监控平台和客户终端等组成。粉尘浓度传感
6、器采用光散射原理直接测量总粉尘浓度,测定数据就地显示,同时输出与安全监测监控系统相适应的频率,供监测系统处理。系统根据尘源、噪声源的分布情况,布置粉尘浓度传感器和噪声监测器。监测结果通过数据采集及处理系统传输至智能控制系统,由智能控制系统智慧开启除尘系统、降噪系统的相关设备及报警设备,并在信息监控平台准确地反映出来。3.2废水处理回用在线监测及控制系统设计建设废水处理在线监测及智能控制系统,对废水处理系统的生产运行数据及水质情况进行实时采集监测,实现废水处理在线监测和智能化控制。该系统具备对废水处理系统的生产运行数据及水质情况进行实时全自动在线采集监测,实现废水处理全自动化过程控制,通过理论研
7、究和生产性试验,建立废水处理关键生产环节的水量、水质(含原水、中水、净水)与加药量、沉降时间等过程参数之间的数学关系并建立算法模型,通过对废水水质(含废水浊度、泥沙粒度分布)和水量的监测实现闭环控制加药量和沉降时间,保证出水水质达标,实现智能化调控。3.3砂石加工生产全过程可视化在线监控及预警系统本可视化在线监控系统主要内容包含:监控中心、监控前端、传输网络以及存储中心等。监控中心负责对前端高清监控点接入、显示、存储、配置等;监控前端负责各种音视频信号的采集,通过部署网络高清枪机、网络高清筒机、网络高清球机、网络高清半球机等设备,将采集到的信息实时传送至各个监控中心。预警系统主要内容包含:对越
8、界入侵、区域人侵行为自动检测、分别布防,联动报警;精准识别画面中人脸的数量、位置、大小,实现人脸智能跟踪;检测无音源输人、环境噪声过滤、突发尖叫事件提醒等。3.4生产全过程的数据采集、分析、反馈及控制系统该系统主要内容应包含:智能电气控制及自动化系统、生产协同运行系统、智能化管理应用系统、砂石骨料质量在线检测系统、成品料供应智能化调度管理系统、砂石加工及智慧管控系统等。3.4.1智能电气控制及自动化系统该系统采用“3十2”的多层结构,即3层设备十2层网络。层网络。(1)3层设备包括:执行层:现场设备(传感器、执行器、机电一体化设备)。控制层:控制设备(控制器等)。管理层:操作设备(操作员站、工
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