港口科技・信息化技术 流程空载实时监测Ｃ／Ｓ系统下的语音报警系统 ／ 张岩 （秦皇岛港务股份有限公司第九港务分公司，河北秦皇岛０６６０００） 摘要：为减少皮带机流程空载，为秦港煤五期中控４００多条流程设计和实现空载实 时自行监测系统，介绍了原先设备技术状况，技术革新的内容，工艺路线图和创新 点及技术关键。首次实现了在服务器上监测流程空载，在网络任意客户端的可选择 的实时空载语音提示，提高了及时发现和处理流程空载能力。 关键词：港口 皮带机空载监测语音提示 Ｔｈｅ Ｖｏｉｃｅ Ａｌａｒｍｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｕｎｄｅｒ Ｃ／Ｓ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｎｏ－Ｌｏａｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ Ｒｅａｌ・—－Ｔｉｍｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｚｈａｎｇ Ｙａｎ （Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ Ｐｏｒｔ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎｏ．９ Ｂｒａｎｃｈ，Ｈｅｂｅｉ Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ ０６６０００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｎｏ—ｌｏａｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｙｏｒ，ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｎｏ——ｌｏａｄ ａｎｄ ｒｅａｌ——ｔｉｍｅ ｆｏｒ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ４００ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｃｅｎｔｒａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ Ｐｏｒｔ（Ｃｏａｌ Ｐｈａｓｅ ５）ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｎｄ ｒｅａｌｉｚｅｄ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｆｏｒｍ．Ａｌｓｏ ｉｔ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ ｐｏｉｎｔｓ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｋｅｙ ｐｏｉｎｔｓ．Ｔｈｉｓ ｒｅｆｏｒｍ ｒｅａｌｉｚｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｔｉｍｅ ｎｏ——ｌｏａｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｕｎｉｔ ａｎｄ ｒｅａｌ——ｔｉｍｅ ｖｏｉｃｅ ｐｒｏｍｐｔｉｎｇ ａｔ ａｎｙ ｃｌｉｅｎｔ ｅｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋ，ｗｈｉｃｈ ｒａｉｓｅｓ ｔｈｅ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｄｉｓｃｏｖｅｒｉｎｇ ａｎｄ ｄｅａｌｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｍｐｔｙ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｎ ｔｉｍｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｏｒｔ ｃｏｎｖｅｙｏｒ ｎｏ－ｌｏａｄ ｍｏｎｉｔｏｒ ｖｏｉｃｅ ｐｒｏｍｐｔｉｎｇ １ 项目改进前的技术状况 秦皇岛港务股份有限公司第九港务分公司翻 堆取装流程总数４００多条，同时工作的流程数量 流程空载问题在繁忙的生产作业当中，由于 最多为７条，最多运转皮带近３Ｏ条，最少运转皮 多流程的作业，往往被人为的忽视，造成能源的 带８条。由于中控操作人员仅２人，同时监控７ 非生产型浪费，且耗能巨大。在以往的系统中， 条流程，经常发生皮带长时间空转，浪费能源。 偶尔仅能凭借中控操作员经验和现场核实后才能 主要导致空转的主要原因有，流程上游设备 发现流程空载，此时流程可能已经长时间的空载 故障、流程清料结束、长时间小煤量通过等。 运行。尽管如此，大多数的流程空载情况是无法 发现的。 ２项目技术改进内容 ・ｌ３・ 港口科技・信息化技术 流程空载实时状态监测系统是在ＰＬＣ内通过 在服务器项目工程中，创建相关的语音报警 提示触发变量标签和语音播放触发变量标签，均 系统集成，实时采集皮带秤数据，并对运行的流 程内的皮带进行筛分和实时监测比对，迅速监测 出流程空载运行的皮带。激活触发报警提示标签， 在Ｃ／Ｓ上位机系统的任意一台客户端实现语音和 图像的双重报警。 Ｃ／Ｓ 位机系统就是指采用基于以太网和 Ｓｅｒｖｅｒ／Ｃｌｉｅｎｔ技术，实现网络任意范围内的远程客 户端上位控制系统。 实现在分布式例络系统的语音报警的难点在 采用布尔型变量。 标签名定义为： ＸＸ Ｆｌｏｗ Ｅｍｐｔｙ Ａｌａｒｍ，类型：布尔型；ＸＸ 流程空载报警。 ＸＸＦｌｏｗＥｍｐｔｙＡｌａｒｍＷａｖｅＰｌａｙ，类型： —＿＿布尔型； ｘｘ流程空载语音报警。 创建监测报警发生事件，创建事件文件，典 型代码如下： ａｉｍｉｎ于：在服务器一Ｌ监测流程事件，系统任意客户端 的语音和图形报警提示。实现系统预期功能，将 ａｌａｒｍ（ＸＸ＿Ｆｌｏｗ—Ｅｍｐｔｙ—Ａｌａｒｍ） ＡＣＴＩｏＮ： ＆ ＸＸＦｌｏｗ ＥｍｐｔｙＡｌａｒｍＷａｖｅＰｌａｙ １ 分以下三方面实现： １）设计实现分布式系统下的多客户端语音报 警。 ＿——ＮＯＴ（ＸＸ＿Ｆｌｏｗ—Ｅｍｐｔｙ—Ａｌａｒｍ） ＡＣＴＩＯＮ： ＆ ａｒｍＷａｖｅＰｌａｙ ０ ＸＸＦｌｏｗ ＥｍｐｔｙＡｌ２）实时监测各运行流程状态，及时检测流程 — ＿——空载、单皮带空载事件。主要实现手段，通过实 时皮带秤数据监测。 ３）流程空载事件触发条件和上位机系统画 面。 程序检测到后触发报警标志位，同时语音报 警信息开始播放。播放一直持续到空载事件被相 应处理后停止。在上位机服务器组件中或开始宏 内确保上述事件被调用。这样就可以使检测事件 生效。 接下来对分布式系统下的流程空载语音提示 系统进行详细介绍。 在服务器画面组内设置报警显示窗口，在其 显示属性中设定弹出属性标签为ｘＸ Ｆｌｏｗ ２．１分布式系统下的多客户端语音报警实现 在服务器上使用事件和宏的应用，来调用语 音报警检测程序。然后在各客户端设置是否需要 语音报警功能，语音播放程序则通过ＶＢ开发环 境来实现。 Ｅｍｐｔｙ Ａｌａｒｍ Ｗａｖｅ ｐｌａｙ。给窗口命名为：Ｆｌｏｗ Ｅｍｐｔｙ ｗｉｎｄｏｗｓ。表示当空载事件发生后，弹出 该窗口。窗口显示需要操作人员确认空载提示， 并播放语音。具体画面如图１所示： 图１ 流程空载提示对话框 ・１４・ 港口科技・信息化技术 在对话框内，绑定ＶＢＡ代码，部分代码如下： Ｐｒｉｖａｔｅ Ｓｕｂ Ｎｕｍｅｒｉｃ Ｄｉｓｐｌａｙ ｌ＿ＢＭ空载报警提示条。当任意运行的流程中任意 一Ｃｈａｎｇｅ（） 条ＢＱ或ＢＭ皮带机空载报警时，对应报警条 闪烁。为了更有效地提示中控员，在画面提示的 同时，语音报警系统也提示操作员有空载运行的 ＩｆＮｕｍｅｒｉｃ Ｄｉｓｐｌａｙ１．Ｖａｌｕｅ＝ｌ Ｔｈｅｎ Ｆｏｒ Ｘ＝ｌ Ｔ０ ３ ＩｆＮｕｍｅｒｉｃＤｉｓｐｌａｙ１．Ｖａｌｕｅ １ Ｔｈｅｎ Ｅｘｅｃｕｔｅ Ｃｏｍｍａｎｄ”Ｐｌａｙｗａｖｅ Ｃ：＼ＦｌｏｗＥｍｐｔｙＳｏｕｎｄ．ＷＡＶ” ＿皮带或流程，这样可以及时发现空载流程或皮带。 ２．３明确流程空载检测条件并修改上位机系统 ２－３．１取装线空载提示： 当流程启动运行后，流程内取料机Ｒ秤、ＢＭ 称瞬时流量小于设定值延时后，“ＢＯ空载”报警 Ｅｌｓｅ ’Ｅｘｉｔ ｆｒｏｍ ｌｏｏｐ ＥｘｉｔＦｏｒ ＥｎｄＩｆ Ｎｅｘｔｘ 条或“ＢＭ空载”报警条为红色闪烁。与此同时 流程画面将弹出“流程空载提示对话框”，提示操 作员流程空载，中控员必须点击“确认”才可以 消除。 ＥｎｄＩｆ Ｅｎｄ Ｓｕｂ 在任意客户端的启动宏内，设置如下程序命令： ｛Ｄｉｓｐｌａｙ ＭＯＮＩＴＯＲ—ＣＬＩＥＮＴ一１／ＺＡ） 即可实现当事件监视发现空载事件发生后， 弹出该对话框并播放语音提示。 ２．２实时监测流程状态，及时检测多条流程空载、 单皮带空载。 取装线总览画面增加ＢＯ、ＢＭ空载报警提示 条。当任意运行的流程中任意１条ＢＱ或ＢＭ皮 带机空载报警时，对应报警条闪烁。当全部流程 内Ｒ或ＢＭ的空载报警条件不满足的情况下，停 止对应报警条闪烁。 ２＿３．２翻堆线空载提示： 在ＰＬＣ内编制流程状态实时监控程序模块， 程序模块具备准确实时的监测流程或单条皮带的 空载情况。必须判断和分辨出非生产运行、流程 增加ＢＦ空载报警提示条，当对应的ＢＦ皮ｊ特 机空载报警时，对应报警条闪烁。当流程启动运行 后，流程内ＢＦ秤瞬时流量设定值延时后，或非顺 是否运行；流程故障导致的空载；换仓换垛导致 的空载；以及流程故障后的空载计时等。以取装 线设备为例，其设计思路如下：当流程启动运行 后，单条流程内取料机皮带秤瞬时流量小于额定 值，提示ＢＱ空载；当ＢＭ称瞬时流量小于额定 停情况下ＢＦ停止后，下游皮带机运行超过５ｍｉｎ （防止发生为了逃避空载率考核，通过停止ＢＦ来 降低空载率）；“ＢＦ空载”报警条为红色闪烁。 翻堆线总览画面增加ＢＦ空载报警提示条，当 任意运行的流程中任意１条ＢＦ皮带机空载报警 时，对应报警条闪烁。下图２为单条皮带故障导 值，提示ＢＭ空载。与此同时流程画面将弹出“流 程空载提示对话框”。取装线总览画面增加ＢＱ、 致的装船流程空载提示画面， 图２装船流程空载提示画面 港口科技・信息化技术 ３工艺技术路线图 ４创新点及技术关键 ４．１创新点 实时系统自动监测提示流程空载。 Ｃ／Ｓ系统下的语音、图像报警系统实现。 ４．２技术关键 １）在众多流程组合情况下，多流程同时运行， 如何实现多流程的同时监控和报警。 ２）单条流程处于不同状态下的流程状态的实 时监测和判断，及时准确地判断出流程空载的发 生。 ３）流程运行时，皮带秤数据的实时采集和数 据通讯，以及流程内多台称数据的对比和空载运 行条件确定。 ４）解决在分布式系统下，数据的实时传递及 ・１６・ 相应实现在多个客户端实时报警提示，实现图形 和语音的双重提示功能。 ５）流程关键数据异常情况下的自动监测与报 警。 ５经济效益及社会效益分析 由于流程空载的不确定性，无法进行准确的 数据计算，但可以通过模拟一条流程空载情况下 电量消耗计算来检验节能效果： 为了便于运算，以取装线最小能耗的ＢＪ９皮 带为例，一条皮带在空载情况下消耗电能约 ５３Ｏｋｗ／ｈ。２００９年取装线月度空载时间累计最低 为３３５ｈ，当月作业量３５７万ｔ，空载率为２４％。 即单条皮带全年空载消耗电能为： ５３０×３３５Ｘ １２＝２ １３０ ６００（ｋＷ／ｌ１）。 取装线单条流程平均使用皮带数量为３．５（考 虑配煤流程）条，则累计单条流程空载耗电为： ２ ｌ３０ ６００Ｘ３．５＝７ ４５７ １００（ｋＷ）。 如果空载提示使用后，保守估算单条流程降 低空载率５％计算，则年节电约３７２ ８５５ ｋＷ。工 业电价为０．６７元／ｋＷ，则节约费用为： ３７２ ８５５ Ｘ ０．６７＝２４９ ８１３（元）。 煤五期码头能够同时作业流程为７条。由于 实际降低的空载时间不好统计，因为每月操作量 和作业环境有关，因此上述计算十分保守。 ２００９年１月份全公司空载率为３３％，５月份 空载率为２５．１％。由于１到５月操作量相同，因此 空载率下降了７．９％。可见系统投用后，大大降低 了流程空载。那么空载率降低所带来的经济效益远 大于上述计算数值，而且适用于在散物料码头大范 围推广，其带来的节能效果十分明显，必定带来可 观的经济效益，因此实施该项目意义巨大。
