UCTS1000无人煤质化验系统是北京迪奈创新科技有限公司在深耕智能燃料管控、煤质分析仪器及燃料智能化装备研发制造领域多年，融合当今先进智能机器人技术而推出的一款高端智能化产品，可实现煤质化验全过程的无人化操作。
系统集成了工业机器人、自动化分析仪器、全水样样瓶自动收发及暂存单元、分析样样瓶自动收发及暂存单元、全水样/分析样样瓶开盖机、自动分样及称量单元、氧弹装配及清洗单元、坩埚清理及循环使用单元、电气控制系统、化验分析及数据管理软件系统等，系统采用一对多的控制方式，主控电脑通过以太网实现的Modbus TCP通讯方式同各个设备交互（总成平台、量热仪、氧弹装配及清洗、库仑硫、CHN、工业分析（水分炉、恒温炉、挥发分炉、灰分炉）、工业机器人、全水分仪、自动称量系统（包括自动称量机构、样瓶开合装置、自动包样机、苯甲酸自动添加机构、坩埚清洗），总控软件和子软件间通过TCP方式实现通信。主控电脑的命令发到设备后，设备自动完成实验流程，总控软件和子软件之间的数据通过数据库方式交互，总控软件通过多任务调度的方式实现系统的高效运行系统可实现燃煤发热量、全硫、内水分、灰分、挥发分、碳氢氮元素含量、全水分等指标的测试。系统完全替代传统煤质化验室大量化验人员手工操作各种分析仪器的传统作业方式，并可与燃料管理智能化采制样系统对接， 实现采、制、化全过程无人为干预自动作业，补齐了燃料管理智能化系统的末端短板，实现燃料智能化的全流程闭环管控。
1. 系统设计思路
系统分高温区、称量区、量热区进行设计，充分考虑了高温设备对低温设备的影响。高温区和量热仪之间隔着称量区，且量热区单独设置空调，可确保量热区温度的稳定。每个区域配置一套6轴工业机器人，实现高效、可靠的无人煤质化验。系统不配置底座，降低楼房承载的要求。
量热区内部设置空调，可实现温度精准控制。量热区由最多4套量热仪、2套氧弹装配清洗机组成发热量分析单元，可充分保证发热量测试的高效、准确。量热区和称量区之间设置发热量样品暂存盘和苯甲酸自动添加机构，可消除发热量分析中的人为干预因素。
称量区配备样瓶暂存盘、煤瓶开盖机、自动称量装置及坩埚清洗装置，可高效、精准实现各指标样品的称量及坩埚自动清理，可拓展气送样瓶收发装置、全水样品称量装置。特别是碳氢氮样品的锡箔杯可自动供给（只需提供成卷的锡箔纸，无需采购昂贵的锡箔杯或者锡囊），无需人工摆放锡箔杯或锡囊，称量好的碳氢氮样品可自动包裹后无需机器人中转，即可供应给碳氢氮使用，提升了系统运作的可靠性。
高温区配备工业分析系统、测硫仪、碳氢氮元素分析仪。工业分析系统采用独特的组成形式，可实现工业分析样品的连续进样，既适应大批量样品的分析，也适应多批次小批量样品的分析。
工业机器人采用日本发那科6轴机器人，系统内仪器设备采用国内知名品牌。其他自动化元部件均采用施耐德、亚德客、SMC等国际知名厂家品牌。上述选型配置可充分保证系统的稳定、可靠，测试结果的精密度和正确度。
2. 系统特点
UCTS1000无人煤质化验系统具有以下特点：
● 工作效率高：系统采用三台六轴机器人同时运行，系统软件采用多任务调度工作模式，生产效率非常高，8个小时可完成30个样品的测试（每个样品重复测定2次、具体视样品情况而定，如特殊需求，可以扩展到16小时70个样品测试，每个样品重复测定2次）。
● 真无人化：化验员可远程进行样品测试规划，除设备维护和耗材更换外，化验员日常操作无需进入无人煤质化验系统房间，可真正实现煤质化验的完全无人化操作。
● 系统可远程查看运行状态：系统运行的状态及故障报警信息可通过一定的安全手段（比如单向网闸的方式）经由公网推送到管理人员及化验员的手机上进行远程监控。
● 碳氢氮样品容器自动供应，无需人工准备锡箔杯（锡囊），只需要提供成卷的锡箔纸。
● 碳氢氮样品自动包样。
● 苯甲酸样品自动添加、自动称量，无需人工称量苯甲酸样品。
● 工业分析测试连续进样：内水分、灰分、挥发分测试可实现连续进样，可提高工业分析测试整体效率。
● 全水分测试连续进样。
● 库仑测硫仪可实现样品自动添加三氧化钨、电解液失效自动判别、气路气密性自动检测
● 系统具有超差自动判别功能，能自动触发超差重做，确保测试结果精密度满足要求。
● 系统具有质控管理功能，能自动插入质控样，并自动判断质控结果是否超差，确保测试结果准确。
● 系统运行安全可靠：具有超温保护、运动逻辑保护、欠压过压保护、缺掉相保护、急停保护、防雷保护、溢水保护、散热保护
● 可对接气送系统自动来样，也可人工录入添加样瓶。系统内置样瓶暂存盘，既可暂存分析样瓶，也可暂存全水样瓶。系统内置样瓶暂存盘（分析样瓶40个，全水样瓶30个）在前端无气送系统的条件下，可人工添加样瓶到样瓶暂存盘。将待分析样品装瓶后，通过读卡器人工写码，写码后人工将样瓶存入样瓶暂存盘，系统内置读卡器，可自动获取样品信息并自动完成样品分析流程。
3. 系统功能、参数介绍
3.1. 系统主要功能
1. 可测试指标：发热量、全硫、CHN 元素含量、水分、灰分、挥发分、全水分（可选配）。
2. 系统适用标准：
发热量：GB/T213-2008 《煤的发热量测定方法》
工业分析：GB/T212-2008 《煤的工业分析方法》
GB/T 30372-2014《煤的工业分析方法 仪器法》
全硫：GB/T214-2007 《煤中全硫的测定方法》
CHN 元素：GB/T30733-2014 《煤中碳氢氮的测定 仪器法》
全水分：GB/T 211-2007《煤中全水分的测定方法》
3. 工业分析所有指标连续进样。
4. 全水分指标测试连续进样。
5. 发热量测试采用棉线点火方式。
6. 可配置6mm全水测试单元，实现全水分测试。
7. 坩埚自动清理。
8. 自动供应碳氢氮称量容器。
9. 自动添加并称量苯甲酸样品。
10. 具备超差重做功能及质控功能。
11. 完全无人化操作功能。
3.2. 系统关键技术指标
3.2.1. 系统主要技术指标
序号 | 技术指标 | 参数 |
1 | 测试指标 | 发热量、全硫、CHN元素含量、内水分、全水分、灰分、挥发分 |
2 | 测试效率 | 8小时可完成30对平行样的测试，具体效率视煤种而定 |
3 | 外形尺寸 | 8.12m×4.03m×2.65（长×宽×高，含散热管道） |
3.2.2. 对测试环境、条件的要求
序号 | 内容 | 要求 |
1 | 房间尺寸要求 | 推荐尺寸（大于）：10.5m×7m×3m（长×宽×高） |
2 | 房间水平度要求 | 小于2mm/1000mm |
3 | 地面承载要求 | 不低于3000N/㎡ |
4 | 混凝土厚度要求 | 不低于100mm |
5 | 房间周边要求 | 无震动源（天平稳定后10秒内，感量为0.1mg天平读数变化不超过0.2mg）。若有，需在设备四周或者震动源四周设置0.5m×1m（宽×深）的减震沟 |
6 | 室内温度要求 | 室内温度要求确保室温在（15～30）℃范围内（24h室内变化不超过4℃），单次发热量测试期间，室温变化不超过±1℃。 |
7 | 室内湿度要求 | 30% RH～75%RH |
8 | 给水要求 | 自来水（要求初级过滤泥沙），流量不低于5L/min，进水压力≤0.35Mpa，具有2分管接口 |
9 | 排水要求 | 采用地漏的方式实现，孔径不小于φ40 |
10 | 气体要求 | 氧气：纯度99.5%，流量≥80L/min、≥4MPa±0.2MPa（1路） |
氮气（褐煤内水分测试应配置）：纯度99.5%，流量25L/min、0.25±0.05MPa（1路） |
高纯氧气（选配CHN用）：纯度99.995%, 0.25±0.05MPa（1路） |
高纯氦气（选配CHN用）：纯度99.995%, 0.25±0.05MPa（1路） |
11 | 压缩空气要求 | 除油除水，流量不低于300L/min，压力不低于0.6MPa |
12 | 电源要求 | AC（342～418）V，（49～51）Hz，功率输出不低于65 kW。地线要求可靠接地，接地电阻小于4Ω |
13 | 网络要求 | 房间内设有能与上层系统对接的以太网接口 |
14 | 真空吸料机/压缩机房间尺寸要求 | 真空吸料机/压缩机房间：5m×2.5m×2.6m（长×宽×高）,且真空吸料机到坩埚清洗机管路距离不超过20米。弃料有专门的收集容器 |
3.2.3. 机器人单元技术参数
序号 | 技术指标 | 参数 |
1 | 数量 | 3套 |
2 | 品牌 | Fanuc（发那科） |
3 | 型号 | M-10iD/12 |
4 | 控制轴数 | 6轴 |
5 | 可达半径 | 1441mm |
6 | 手腕部最大负载 | 12Kg |
7 | 重复定位精度 | ±0.03mm |
3.2.4. 发热量测试单元技术性能参数
序号 | 技术指标 | 参数 |
1 | 品牌 | 迪奈创新 |
2 | 数量 | 可选配2～4台 |
3 | 是否自动充氧和放气 | 是 |
4 | 氧弹是否自动取放 | 是 |
5 | 样品点火方式 | 棉线点火（自动装棉线） |
6 | 是否具有水温自动恒定功能 | 是 |
7 | 单样测试时间 | 小于15分钟 |
8 | 测试精密度 | RSD≤0.15% |
9 | 温度分辨率 | 0.0001℃ |
10 | 测试结果精度要求 | 符合GB/T213-2008 |
3.2.5. 氧弹装配清洗单元技术性能参数
序号 | 技术指标 | 参数 |
1 | 品牌 | 迪奈创新 |
2 | 数量 | 2套，可以实现2套冗余配置 |
3 | 是否自动添加10mL纯净水 | 是 |
4 | 是否自动组装氧弹 | 是 |
5 | 是否自动拆卸和清洗氧弹 | 是 |
3.2.6. 硫含量测试单元技术性能参数
序号 | 技术指标 | 参数 |
1 | 品牌 | 迪奈创新 |
2 | 数量 | 2台 |
3 | 测试方法 | 库仑滴定法 |
4 | 是否自动添加三氧化钨 | 是 |
5 | 是否自动进样和出样 | 是 |
6 | 测试范围 | 0.1～15%（可拓展至30%） |
7 | 测试分辨率 | 0.001% |
8 | 单样测试时间 | 5分钟 |
9 | 测试结果精度要求 | 符合GB/T214-2007 |
3.2.7. 碳氢氮元素测试单元技术性能参数
序号 | 技术指标 | 参数 |
1 | 品牌 | 迪奈创新 |
2 | 数量 | 可选配0～2台，可以实现2台冗余配置 |
3 | 测试方法 | 红外吸收法测碳和氢、热导法测氮 |
4 | 是否自动进样 | 是 |
5 | 测试范围 | 碳(0.005%～100%) 氢(0.05%～25%) 氮(0.01%～100%) |
6 | 测试重复性 | 碳(Cad≤0.50%) 氢(Had≤0.15%) 氮(Nad≤0.08%) |
7 | 单样测试时间 | 6～8分钟 |
8 | 测试结果精度要求 | 符合GB/T 30733-2014 |
3.2.8. 工业分析测试单元技术性能参数
（1）灰分、内水分测试模块
序号 | 技术指标 | 参数 |
1 | 品牌 | 迪奈创新 |
2 | 数量 | 水灰炉：可选配3～4台 |
3 | 测试方法 | 水分：空气干燥法或通氮干燥法 灰分：缓慢灰化法或快速法（仪器法） |
4 | 是否自动进样和出样 | 是（支持连续进样或批量测试） |
5 | 样品称量方式 | 内置电子天平称量 |
6 | 同时最大测试坩埚数量 | 20个*4 |
7 | 是否支持灰分检查性灼烧 | 是 |
8 | 测试结果精度要求 | 符合GB/T 30732-2014 |
（2）挥发分测试模块
序号 | 技术指标 | 参数 |
1 | 品牌 | 迪奈创新 |
2 | 数量 | 挥发分灼烧炉：可选配1～2台 恒温炉：可选配1～2台 |
3 | 测试方法 | 煤的工业分析方法 |
4 | 是否自动进样和出样 | 是 |
5 | 样品称量方式 | 恒温炉内置电子天平称量 |
6 | 单次灼烧样品坩埚数量 | 20*2 |
7 | 同时最大测试坩埚数量 | 20个（可扩展至20个*2） |
8 | 测试结果精度要求 | 符合GB/T 212-2008 |
3.2.9. 全水分测试模块(可选配）性能参数
序号 | 技术指标 | 参数 |
1 | 品牌 | 迪奈创新 |
2 | 数量 | 全水测试仪：可选配0～2套，可以实现2套冗余配置。 |
3 | 测试方法 | 全水分：空气干燥法或通氮干燥法 |
4 | 是否自动进样和出样 | 是（支持连续进样） |
5 | 样品称量方式 | 内置电子天平称量 |
6 | 同时最大测试坩埚数量 | 20个*2 |
7 | 是否支持检查性干燥 | 是 |
8 | 测试结果精度要求 | 符合GB/T 30732-2014 |
3.2.10. 分析样自动称量技术性能参数
序号 | 技术指标 | 参数 |
1 | 品牌 | 迪奈创新 |
2 | 数量 | 自动称量单元：可选配1～3套。可以实现冗余配置 |
3 | 是否可切换（一台故障可切换至下一台） | 是 |
4 | 是否自动提供碳氢氮样品容器 | 是（可以自动裁剪制作锡囊） |
5 | 是否自动包裹样品锡囊 | 是 |
6 | 是否自动添加并称量苯甲酸 | 是 |
7 | 天平分辨率 | 0.0001g |
8 | 是否可自动清洗料仓 | 是 |
3.2.11. 全水样自动称量技术性能参数
序号 | 技术指标 | 参数 |
1 | 品牌 | 迪奈创新 |
2 | 数量 | 全水样称量单元：可选配0～1套 |
3 | 天平分辨率 | 0.0001g |
4 | 是否可自动清洗落料器 | 是 |
3.2.12. 坩埚清洗技术性能参数
序号 | 技术指标 | 参数 |
1 | 品牌 | 迪奈创新 |
2 | 系统内是否有煤灰残留 | 否（吸尘器吸走） |
3 | 清洗方式 | 毛刷+吸尘 |
4 | 同时可清洗坩埚数量 | 大于1个 |
