一、項目概述
1.1 項目背景
當前水處理過程中，絮凝劑（PAC/PAM 二合一粉料）的倉儲、搬運、制備、投加等環(huán)節(jié)需人工全程參與，存在灑料、揚塵問題，導致作業(yè)人員皮膚接觸過敏、呼吸障礙等職業(yè)健康風險，同時勞動強度大、管理效率低。為解決上述痛點，需建設數字化智能加藥系統，實現全流程自動化與智能化管理。
1.2 項目目標
? 安全升級：人員無需接觸藥劑，徹底規(guī)避職業(yè)健康危害，降低安全隱患。
? 效率提升：實現藥劑倉儲、搬運、制備、投加全流程自動化，減輕勞動強度，降低用工與管理成本。
? 智能管控：通過數字孿生、云服務、AI 算法，實現遠程可視化管理、故障預警與自適應調節(jié)，提升礦井水處理管理水平。
二、核心技術要求與性能指標
2.1 核心研究目標
2.2 關鍵性能指標
? 水處理量：滿足需求；
? 藥劑倉儲量：PAC/PAM 全自動倉儲量≥25 噸；
? 安裝限制：設備總安裝空間不超過現址規(guī)定范圍；
? 系統兼容：與現有加藥設備管路自由切換，新舊系統可備份聯動。
三、系統總體架構與子模塊設計
本系統由5 大核心子模塊與1 套集成監(jiān)控體系構成，各模塊協同運行，實現全流程自動化與智能化，具體設計如下：
3.1 投料機器人子模塊
3.1.1 核心功能
接收藥液制備子模塊的投料請求，自動完成供料臺料袋抓取、搬運、破袋投料、廢袋回收全流程，2 套藥液制備子模塊共用 1 套該模塊。
3.1.2 關鍵組成與參數
3.2 藥液制備加注子模塊
3.2.1 核心功能
實現絮凝劑藥液自動制備、智能加注，支持故障自診斷與管路重構，保障加藥不間斷。
3.2.2 關鍵組成與參數
3.3 智能料倉子模塊
3.3.1 核心功能
完成 PAC/PAM 料袋自動入庫、存儲、出庫供料、托盤循環(huán)回收，實現 “先入先出” 管理，避免藥劑板結失效。
3.3.2 關鍵組成與參數
3.4 系統集成及監(jiān)控模塊
3.4.1 核心功能
實現各子模塊協同調度、安全監(jiān)控、遠程管控，構建 “現場 + 中控 + 遠程” 三級監(jiān)控體系。
3.4.2 關鍵組成與參數
3.5 智能化運行與健康管理模塊
3.5.1 核心功能
通過傳感器采集數據，結合 AI 算法實現設備故障預警、維保管理、數字孿生可視化。
3.5.2 關鍵組成與參數
四、安全設計方案
4.1 物理防護
? 圍欄防護：非人員區(qū)域設機械圍欄（穩(wěn)定可靠，關鍵開關與設備連鎖）+ 電子圍欄（失效檢測顯示，完好 / 故障直觀可見）；
? 傳動防護：帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動等部位設防護罩，機械臂設剎車裝置（斷電防被動運行）；
? 電氣防護：電氣設備外殼防護等級≥IP55，泵站開關 / 電控箱帶機械閉鎖與上鎖功能，地面設溢水自動斷電裝置。
4.2 智能監(jiān)控防護
? 視覺檢測：投料機器人作業(yè)空間、料倉移動平臺全覆蓋智能視覺，異常侵入（人員 / 異物）時暫停設備并報警；
? 連鎖控制：上位機與電子圍欄、危險設備電子連鎖，安全不達標時系統無法啟動；
? 模塊互鎖：各子模塊軟件互鎖，任一模塊異常時，協同模塊禁止啟動并報警。
4.3 報警機制
采用聲、光、語音多形式報警，覆蓋設備故障、安全侵入、庫存不足等場景，確保異常及時響應。
五、經濟效益與創(chuàng)新點
5.1 經濟效益
? 降本：全自動化減少人工成本，“先入先出” 避免藥劑板結浪費，智能加藥減少藥耗，降低管理與維護成本；
? 增效：故障不停機提升水處理效率，遠程管理減少現場值守，維保指導縮短故障處理時間；
? 提質：避免人工操作誤差，出水濁度穩(wěn)定達標，無二次污染。
5.2 創(chuàng)新點
? 智能料倉 “先入先出” 管理，解決藥劑板結失效問題；
? 投料機器人 + 3D 視覺全自動化，徹底替代人工投料；
? 加藥管路智能重構技術，保障 “故障不停機”；
? 多參數融合的智能加藥調節(jié)，實現藥耗最優(yōu)；
? 數字孿生 + 遠程 Web 服務，實現全生命周期可視化管理。
六、知識產權與服務保障
6.1 知識產權歸屬
本項目形成的專利、技術秘密等知識產權歸神東煤炭集團與研發(fā)廠家共同所有，研究人員發(fā)表論文需經集團許可。
6.2 服務保障
? 故障響應：設備故障后 24 小時內到場處理；
? 配件保障：備件手冊明確配件信息，支持快速采購；
? 培訓保障：免費現場培訓，確保礦方人員獨立操作。
