刘明昊
神华天津煤炭码头有限责任公司 天津市 300280
摘要：文章主要是分析了工业控制网在港口煤炭装卸工作中的应用，同时讲解了煤炭在工业控制网上的升级，望能为有关人员提供到一定的参考和帮助。
关键词：港口；工业控制；煤炭
1、前言
在以往传统的煤炭码头装卸过程中，由于煤炭是露天堆放的，为此存在了二次扬尘污染的问题。而采用到港口储煤工艺能有效解决到其中这个问题，同时还能有效减少到投入的成本。港口储存煤炭的作业效率高，能够建设港口群使用到其中多煤种的需求，具有了储存等的多项功能。
2、我国煤炭行业发展现状
我国煤炭行业市场体量巨大，是国家支柱产业。据统计局相关报告指出，2017年全国煤炭产量34.45亿吨，同比增长3.3%；其中，动力煤供应量为28.47亿吨。初步预计2018年煤炭产量会小幅增长至35.44亿吨，其中，动力煤达到29亿吨以上。如果国家根据市场需求，继续加大供应、产能释放顺利的话，不排除产量超过36亿吨，甚至达到36.5亿吨的水平。其中，动力煤供应有望达到30亿吨的水平。2017年我国煤炭行业超额完成年初提出的1.5亿吨去产能目标任务，今后一个时期我国煤炭产能依然较大，其中落后产能仍占较大比重，化解过剩能仍面临许多难点问题。
当前，煤炭行业的各个环节与流程都面临严峻挑战。比如煤炭开采环节，目前还存在因规划不精准而导致的资源浪费和生态破坏，煤炭安全事故也是时有发生，亟需拥有一套更加完善的智能风险预警系统。在煤化工生产环节，需要升级生产与管理系统，以更好地实现工厂自动化、智能化和精细化管理。此外，在物流运输方面，如何通过现代信息技术提升运营效率和服务质量，也是煤炭行业面临的一道考验。
此外，近年来煤炭行业由于产能过剩，传统交易流通环节多、价格不透明、信息不对称，导致客户很难直接采购到优质、低价的煤炭。同时传统上下游港口普遍存在库存饱和度高、周转慢、堆场使用效率低下、排斥小发运户和小贸易商等问题。
随着供给侧改革、振兴实业经济的深入贯彻，煤炭行业当务之急是加快转型升级。智能制造作为我国工业转型升级的抓手，正在迎来政策密集扶持期，也有利于缩短与发达国家差距。因此，利用互联网来改造传统行业的机会已经来临。推动“互联网+”深入发展、促进数字经济加快成长，让企业广泛受益、群众普遍受惠，刻不容缓。
3、煤炭工业互联网推动煤炭行业转型升级
煤炭行业正处于全面深化改革、转型发展的关键期，煤炭转型发展需要开辟新空间。煤矿数据应用方面，随着煤炭行业信息化水平日益提高，我国煤炭行业的数据应用逐渐开启，如国家能源投资集团与360公司合作设立清洁能源大数据安全技术研究中心，徐州矿业集团与华为联合建设淮海大数据中心等。目前来看，煤炭行业大数据的开发应用更多的停留在企业自身层面，行业与企业、企业与上下游企业之间的数据共享和数据应用或是发挥煤炭数据价值，打开数据增量空间的主要方向。煤炭智能化生产方面，目前我国多数大型煤炭企业已经开始实施对于井下设备的自动化改造，智能化技术应用已从煤炭大型企业试点示范阶段向普及应用阶段延伸，智能化环节也已从最初的采掘生产延伸到选煤、煤化工、煤机制造等领域，可依托企业实施智能化的良好势头，加速人工智能、机器人等技术的应用，推动煤炭行业从劳动密集型向技术密集型的转变，打开煤炭行业的价值空间。此外，煤炭行业还面临着由“高碳”向“低碳”的能源革命挑战，随着能源结构向清洁低碳方向变化，煤炭的份额的逐渐回落将会导致煤炭企业效益的下滑，降低煤炭生产成本、提高生产效率将是推动行业转型发展、打开煤炭行业效益空间的必由之路。
工业互联网为煤炭行业提供有力的支撑和服务，全面提升煤炭行业信息化能力。工业互联网有助于打通煤炭生产企业与上游生产设备及原材料供应企业和下游消费企业的整体产业链，将生产制造、采矿、化工、电力等多个行业进行融合；也可根据获取的各类信息及时做出生产进度、人员安排以及物流调度等方面的调整。通过建设完善的网络环境、安全基础设施和产业体系，为勘察设计、煤炭生产、运销、装备制造、监管监察等多方面提供服务，推动煤炭行业数字化、网络化、智能化升级。
煤炭行业具备发展工业互联网的基础，龙头企业已先行先试。新一代信息技术与煤炭行业生产、建设、运销、经营的融合发展，有力的促进了煤炭行业整体信息化水平的提升，使煤炭行业初步具备发展工业互联网的基础。在网络系统建设层面，大多数煤矿已建有百兆、千兆甚至万兆的工业环网及通信系统，为数据采集打下了良好基础。在设备控制层面，大部分煤矿已采用了采掘控制系统、胶带运输控制系统、地面生产控制系统、煤矿电力控制系统等，实现了设备数据的采集及自动化控制。此外，部分龙头煤炭企业已先行先试，树立了标杆示范作用。如中煤集团自主开发运营的煤矿机械制造行业亿矿云平台被列入工信部2019年制造业“双创”平台试点示范项目名单；兖矿集团以“推进数字转型变革”为总体思路，加强与?IBM、SAP?合作，加快实施大数据工程总体规划及工业互联网平台研发。煤炭产业的自身特点决定了其与多数制造业的产业互联网发展将有所区别，不能简单地复制和应用制造业工业互联网经验，这就需要煤炭行业携手努力依据自身特点，研究探索出符合煤炭特色的工业互联网模式和平台。
对于煤炭电商平台而言，要连接产业链上下游各个环节点，以价格指数、交易数据为核心，利用互联网手段提供更高效的供销协作、更创新的供应链金融方案、更优化的物流服务，架设一座将上下游产业链企业连接起来的桥梁，推动传统煤炭产业转型升级，从而变革整个传统煤炭产业流通渠道，助力实体经济创新发展。以传统方式开采煤炭在为社会经济发展提供能源保障的同时，也对生态环境造成了巨大的破坏。业内人士认为，煤炭绿色开采的核心是安全高效开采，最大限度地提高资源回收率和利用率。
要积极开展科技攻关，加大科技成果推广力度。要以矿区环境遥感监测、采动损伤监测与控制，区域性开采沉陷与生态演变精准监测，矿区地貌、土壤、植被、水体，采煤扰动区生态修复建设等技术为重点，开展科技攻关，加快建设矿区土地整治与生态修复示范工程，总结经验，推广一批先进适用的矿区土地整治与修复技术；推进科技成果产业化，实现科研成果与市场紧密结合，推动矿区绿色发展，实现经济效益和社会效益双丰收。
未来煤机行业要坚持创新驱动发展战略、整体优化与重点突破相结合和绿色制造与绿色产品相结合的原则。加强自主开发和再创新，提高原始创新、集成创新和再创新能力，建立以企业为主体、产学研结合的技术创新体系。以市场需求为导向，把智能化、数字化、系统化作为技术发展方向，加快信息化与工业化深度融合。重点以“三机一架”为突破口，加强共性技术、关键技术的攻关，提高国际市场竞争能力。
继续研发智能化、自动化开采技术。
研发智能化采掘工作面成套装备、高速运输装备、矿井提升装备智能化技术及装备、煤矿用远距离控制智能钻车全方位、智能化乳化液泵站系统、智能型快速装车系统、煤矿智能供配电与节能技术与装备，推动3D打印新技术、新工艺制造水平和能力。开发大深度、智能型地质勘探技术及装备，无人机、直升机航测技术与装备。
4、以工业互联网为抓手推动煤炭行业各环节能力提升
煤炭生产是集采煤、掘进、机电、运输、通风、地测、安全、调度等多环节协同配合的复杂系统，需要综合集成覆盖煤炭生产的各个环节。此外，生产环节还要与经营环节、甚至是产业链中游的煤炭贸易商、运销企业，下游的电力、钢铁、建材等领域互相衔接和协同，涉及的业务功能多、层次复杂。应用工业互联网可提高资源配置效率、打通数据流转壁垒，构建全新的组织形式和生产模式，逐步提升行业生产和管理能力。
面向生产领域，应用煤炭工业互联网可帮助煤炭企业精准感知井下情况，助力煤矿智能开采。在井下开采方面，通过煤炭工业互联网平台，可感知井下人员、矿车、温度、湿度、一氧化碳、甲烷含量、矿井气压、风速等相关信息，并利用信息融合算法对每个传感器节点信息进行多层次、多方面、多级别的处里，有效避免了单一传感器信息处理不清现象，从而达到了信息互补和协同的感知效果，实现对井下情况的精准掌握。在煤矿装备方面，通过煤炭工业互联网平台可以有效提高机械设备的运行效率，降低机械设备的能耗，加快煤炭生产设备的智能化改造，推进井下智能化采煤机械与煤矿智能机器人的联动控制，从而降低井下工人工作强度、保障人身安全。
面向经营管理领域，应用煤炭工业互联网可帮助煤炭企业体质增效，精益化管理。在管理端，煤炭工业互联网可帮助企业整合从基层一线生产单位到中层管理部门直至高层领导的管理架构，并实现生产管理的实时化、同步化。帮助企业通过扁平化的管理模式提高管理效率，使企业能够面对日益激烈的市场竞争做出快速反应，让企业生产发展与市场步调保持一致。在经营端，煤炭工业互联网可帮助企业大幅压缩库存，使企业原材料从采购到使用实现多批次、少批量乃至零库存，进而大力提升资金周转率，使有限的流动资金发挥最大的价值创造。
面向安全领域，应用煤炭工业互联网可帮助煤炭企业风险提前判断、应急救援支撑、远程监察监管。在风险预测方面，依托煤炭工业互联网可形成多因素风险分析能力，赋能辖区、矿区煤矿，指导监管监察部门、煤炭生产企业进行重点防控。通过实时采集风险信息，基于安全科学理论和引发煤矿安全风险的主要因素，构建煤矿安全风险指标体系，实现智能监测预警，提高安全生产决策水平。在应急救援方面，煤炭工业互联网可融合应急资源信息，建立应急预案数字化模型，提升应急领域认识和控制能力，面对各种复杂的非程序化问题时，提取环境特征进行分析推理，提供应急决策支持。在远程监管方面，可通过煤炭工业互联打通从企业向上至国家煤矿安全监察局、省级煤矿安全监察局、分局以及各级煤矿监管部门的数据采集、传输、共享渠道，实现与基层煤矿安全管理系统联网、动态数据多级分析和风险评估，为精准监管监察提供有力支撑，为煤矿安全监管监察赋能。
5、加速煤炭工业互联网融合创新发展新布局
工业互联网向煤炭行业的纵深发展应在系统布局和指引下协同配合。2020年3月3日国家发展改革委发布《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，近日工业和信息化部也发布了《关于推动工业互联网加快发展的通知》，在指导文件的指引下，将有力推动工业互联网向煤炭行业的应用与布局，加强跨界机制与协同体系的构建，促进煤炭工业互联网全面发展。
科学布局推进，协调发展工业互联网产业。强化工业互联网向煤炭领域纵深发展的统筹指导，面向关键基础设施、产业支撑能力等核心要素，形成重点突破，全面带动的发展策略。根据不同区域煤炭行业发展水平、实际情况与总体需求，因地制宜的推动煤炭工业互联网建设，合理、科学、有序的促进煤炭领域工业互联网发展。
强化新型基础设施建设，打造核心能力。打造企业工业控制网、管理信息网和无线网，建设企业标识节点与二级节点，实现矿井安全生产、减人提效、节能降耗，形成煤炭行业经济发展新动能。依托国家工业互联网大数据中心，建设煤炭行业分中心，以数据为支撑，信息共享，建立新型的行业生态和灵活的上下游关系，以市场为导向，重塑产业链结构。
培育标杆示范企业，推动生态体系建设。依托工业互联网应用推进委员会，建设煤炭行业联合创新中心，落地一批应用技术，探索在煤炭领域的发展模式，充分发挥煤炭行业国有企业占比大的优势背景，打造一批行业典型应用案例和解决方案，加强示范引领，加快工业互联网技术在煤炭企业的应用推广。
6、结束语
上文详细说明工业控制网在港口煤炭装卸作业中应用的优势，不仅在生产管理方面符合了其的特点同时还能有效保障到港口方案的经济效益和员工的安全生产，且工程中的基础设施也对港口系统起到了有效的缓冲和保护效果。
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