煤礦洗煤廠(chǎng)自動(dòng)控制系統

煤礦洗煤廠(chǎng)自動(dòng)控制系統|

●系統概述

    煤炭洗選是利用煤和矸石的物理、化學(xué)性質(zhì)的差異，通過(guò)物理和表面化學(xué)方法將原煤中的可燃物和非可燃物（灰分）進(jìn)行分離，使洗遷產(chǎn)品中的灰分、硫分、水份盡可能降低，以滿(mǎn)足煤炭燃燒對大氣地面環(huán)境的污染控制要求，并加工成質(zhì)量均與、用途不同的煤炭產(chǎn)品的一種加工技術(shù)。高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、安全、節能、省力、減少崗位人員，最終達到降低成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率以獲取最大利潤是今后煤炭企業(yè)在競爭中生存的基礎，煤礦要發(fā)展、要生存，必須走安全、高產(chǎn)、高效、實(shí)現選煤自動(dòng)化之路，通過(guò)自動(dòng)化建設實(shí)現減員增效、降低成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，而選煤自動(dòng)化控制系統是煤礦自動(dòng)化的一個(gè)重要組成部分。隨著(zhù)計算機控制技術(shù)及以微處理器為核心的可編程序控制器的普通應用，結合選煤系統的特點(diǎn)，在確保先進(jìn)性與可靠性的基礎上，采用PLC控制器龐大的軟硬件資源，對運輸皮帶、給煤機、破碎機及振動(dòng)篩等原煤系統配備傳感器、保護裝置、擴音、視頻等設備組成選煤自動(dòng)控制系統。該自動(dòng)控制系統可有效地保證生產(chǎn)設備的正常運行，減少安全隱患，降低工人勞動(dòng)強度，加快啟、停車(chē)進(jìn)程，縮短設備的空運轉時(shí)間，從而降低電能消耗及設備磨損，為選煤廠(chǎng)安全、高效生產(chǎn)奠定堅實(shí)的基礎。
●選煤工藝
1.選煤廠(chǎng)的設計生產(chǎn)規模一般為1000萬(wàn)~20000萬(wàn)噸，與礦井原煤生產(chǎn)能力相適應；
2.煤炭洗選可分為跳汰選煤、重介質(zhì)選煤和浮選煤三種主要方式；

●主要工藝組成部分：
（1）原煤準備：包括原煤的接受、儲存、破碎和篩分。
（2）原煤的分選：主要分選工藝包括跳汰——浮選聯(lián)合流程；重介——浮現聯(lián)合流程；跳汰——重介——浮選聯(lián)合流程；塊煤重介——末煤重介旋流器分選流程；此外還有單跳汰和單重介流程。
（3）粉煤脫水：包括塊煤和末煤的脫水，浮選精煤托說(shuō)，煤泥脫水。
（4）煤粉干燥：利用熱能對煤進(jìn)行干燥，一般在比較嚴寒的地區采用。
（5）煤泥水處理。
（6）粉煤裝車(chē)。
    按工藝要求劃分為與之相對應的：原煤儲存、動(dòng)篩車(chē)間、主洗車(chē)間、濃縮壓濾車(chē)間、裝車(chē)系統等部分。


●系統組成
    煤礦洗煤廠(chǎng)自動(dòng)控制系統是由五部分組成：地面監控設備、傳輸信道、洗選監控設備、及可選擴音通訊、視頻監控設備。系統組成框圖如下：


1.地面監控設備：
    上位監控管理系統由計算機監控管理站、集控調度控制臺、工業(yè)控制計算機、大屏幕工業(yè)控制顯示器等組成。監控計算機安裝Windows操作系統和洗煤廠(chǎng)自動(dòng)控制系統組態(tài)軟件，系統完成原煤準備、洗選、煤泥水處理設備的監控和對裝車(chē)站設備的監測裝車(chē)站可設備計算機完成對裝車(chē)系統設備監控.組態(tài)軟件：選用主流組態(tài)軟件（西門(mén)子Wincc),工作于Window2000/XP平臺，完成所需的圖形監控、動(dòng)態(tài)圖形顯示、歷史數據采集、狀態(tài)趨勢圖、自診斷、報警等諸多功能。
    通過(guò)OPCFTP等接口，將監控主機的數據在局域網(wǎng)上傳輸到其它部門(mén)，以共享監測數據。
2.傳輸信道：
    地面調度中心站監控主機洗煤廠(chǎng)現場(chǎng)的數據傳輸信道基于千兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)平臺，利用單模普通光纜，通訊計算機與環(huán)網(wǎng)平臺間傳輸介質(zhì)采用光纜或阻燃信號電纜（帶雙絞功能）進(jìn)行傳輸。PLC監控柜之間的通訊采用礦用阻燃信號電纜或Profibus專(zhuān)用電纜傳輸，支持Profibus-DP總線(xiàn)協(xié)議；接入PLC監控柜的模擬量及開(kāi)關(guān)量信號采用傳感器信號電纜或礦用阻燃信號電纜；控制設備起停等信號采用KVV或MKVV系列控制電纜；

3.洗選監控設備
（1）PLC控制柜
    整個(gè)控制系統設計與原煤準備、主廠(chǎng)房水洗、煤水處理等分系統，在每個(gè)分系統的PLC分站點(diǎn)設置PLC控制柜；柜內安裝電源裝置、PLC分站I/O模塊及隔離繼電器。設有后備交流電源凈化裝置，當系統電網(wǎng)掉電后，柜內設備保持正常工作，以保證系統工作可靠性和控制的連續性；接線(xiàn)端子均使用德國菲尼克斯端子。柜體尺寸為800×2000×600、前后單開(kāi)門(mén)。
    為避免來(lái)自現場(chǎng)的干擾電壓竄入PLC系統損壞PLC的開(kāi)關(guān)量模塊，PLC的所有開(kāi)關(guān)量I/O與現場(chǎng)信號采用進(jìn)行中間繼電器隔離，隔離繼電器有吸合指示、強制閉合功能，觸點(diǎn)容量不低于A(yíng)C220V 10A。模擬量信號也采用隔離器進(jìn)行隔離。

（2）就地控制箱（按鈕箱）
    現場(chǎng)控制箱的主要作用是提供靈活的控制功能，控制箱上有工作方式轉換開(kāi)關(guān)，當轉換開(kāi)關(guān)在“集控”位置時(shí)，該設備由集控系統控制，現場(chǎng)可以停車(chē)，但不可以開(kāi)車(chē)；當轉換開(kāi)關(guān)在“停止”位置時(shí)，就地和集控均無(wú)法實(shí)現對該設備的控制。此外，通過(guò)轉換工作方式，系統還能自動(dòng)產(chǎn)生禁起信號，使系統的安全性得到了保證。就地控制箱的保護等級不低于IP54。

（3）傳感器
    現場(chǎng)傳感器的配置待獲得選煤廠(chǎng)工藝設計資料后進(jìn)行，配置的傳感器主要用于檢測供電狀況、關(guān)鍵設備電流、過(guò)程參數（諸如壓力、溫度、倉位、液壓、密度、負壓、流量、灰份、開(kāi)度、轉速等）生產(chǎn)計量（如入洗量、外運量、產(chǎn)品分類(lèi)計量、用電量等）、皮帶保護（如堵煤、打滑、縱撕、拉繩、跑偏、煙霧等）。




●系統特點(diǎn)

     產(chǎn)品均為工業(yè)級設計，并通過(guò)濕熱、振動(dòng)、沖擊、碰撞試驗，安全性和可靠性具有權威機構認證。工業(yè)化組態(tài)軟件，可由用戶(hù)隨時(shí)在線(xiàn)設計、編輯、修改系統界面；有遠程服務(wù)軟件，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )遠程服務(wù)，及時(shí)為用戶(hù)升級、修改、編輯系統軟件；幫助用戶(hù)充分發(fā)揮監控系統的管理作用，創(chuàng )造經(jīng)濟、安全效益。
    系統中具有集控、就地、檢修三種工作方式，可根據現場(chǎng)需求進(jìn)行選擇系統自動(dòng)控制功能齊全，是實(shí)現整個(gè)選煤廠(chǎng)生產(chǎn)設備的聯(lián)鎖啟�？刂疲�電氣設備啟、停車(chē)預告，按流程自動(dòng)聯(lián)鎖啟、停車(chē)控制，故障停車(chē)、緊急停車(chē)，斷電啟車(chē)，流程選擇，故障診斷等），狀態(tài)監視（包括：皮帶監測保護、煤倉煤位檢測、液位檢測、灰分檢測、流量檢測、壓力檢測、電源狀態(tài)、電機電流及溫度監測保護等），信號監控，動(dòng)態(tài)流程顯示，數據顯示、記錄、處理等功能。系統可以方便地選擇作業(yè)流程，根據工藝要求，選擇相應范圍內的設備投入生產(chǎn)。系統具有先進(jìn)的綜合診斷功能，能快速準確識別模塊配置錯誤、線(xiàn)路斷線(xiàn)等故障�？蓽p少看護人員，并可充實(shí)設備維護檢修隊伍，提高維護質(zhì)量，減少事故發(fā)生，變發(fā)生事故后的被動(dòng)檢修為主動(dòng)地定期檢修，提高設備的使用率，實(shí)現減人增效。有效地保護選煤機電設備，延長(cháng)使用壽命，減少事故停機時(shí)間，提高排水能力。
有效地提高突發(fā)事故的應急處理能力，防止故障的擴大。

●系統功能
  1.啟動(dòng)預告功能：系統起動(dòng)前，設備起車(chē)預告，通過(guò)鈴、語(yǔ)音等設備向現場(chǎng)發(fā)起動(dòng)預告信號，以提醒現場(chǎng)工作人員注意安全。
    2.起動(dòng)/暫停功能：在集中控制方式下，按工藝流程逆煤流方向實(shí)現自動(dòng)演示起動(dòng)皮帶，延時(shí)時(shí)間可以方便設定。在起車(chē)過(guò)程中，若有一臺設備故障或禁起，系統立即暫停起車(chē)過(guò)程，閉鎖上游皮帶來(lái)煤設備，延時(shí)一定時(shí)間，在延時(shí)時(shí)間內，已起動(dòng)的設備不停，若故障能短時(shí)排除，可以繼續起車(chē)，否則，瞬時(shí)停止已起動(dòng)的設備，當故障消除后，系統將能自動(dòng)改成逆煤方向起車(chē)，以避免發(fā)生堆煤生產(chǎn)事故。
    3.事故處理、暫停/解除功能：在設備運行過(guò)程中，當某臺設備發(fā)生故障時(shí)，故障設備至煤源測各設備立即停車(chē)，故障點(diǎn)沿煤流方向以后的設備在煤流運空后延時(shí)停車(chē)。若故障能盡快處理，現場(chǎng)人員可解除故障，這時(shí)停車(chē)過(guò)程自動(dòng)停止，未停完的設備不再繼續停車(chē)。系統向各設備重新發(fā)起動(dòng)預告信號，預告結束后，自動(dòng)起車(chē)至煤源，使系統恢復正常運行，以減少設備的頻繁起停，降低設備的損壞率。
    4.分布式控制系統功能
    分布式控制系統有三種控制操作方式，即集中控制操作方式、現場(chǎng)手動(dòng)操作方式和檢修方式。集中操作方式包括集中-手動(dòng)和集中-自動(dòng)兩種方式，是本系統的主要操作方式，現場(chǎng)單機手動(dòng)操作方式主要用于設備調試和系統發(fā)生嚴重故障情況，檢修工作方式則確保維護人員的人身安全。
    （1）集中操作方式
    集中操作方式又可分為集中-手動(dòng)和集中-自動(dòng)。
    集中-手動(dòng)方式：即通過(guò)計算機觸摸屏或鼠標器，結合工控機大屏幕彩顯，實(shí)現對單條設備的監控和干預。在此種方式下，設備之間的聯(lián)鎖關(guān)系可以方便地設定或取消。該方式主要用于設備的試運行和檢修，也可以作為正常生產(chǎn)時(shí)的操作方式。
   （2）現場(chǎng)單機手動(dòng)操作方式是通過(guò)現場(chǎng)控制箱上的按鈕，實(shí)現單臺設備的手動(dòng)控制，該操作方式主要供單機調試和系統發(fā)生嚴重故障時(shí)使用。在此工作方式下，設備的操作獨立于系統，確保在控制系統發(fā)生嚴重故障情況下，不影響正常生產(chǎn)。
    （3）檢修方式
    設置檢修工作方式是為了確保維護人員的人身安全
    5.停止功能
    （1）正常停車(chē)功能：在作業(yè)完成后，停止該作業(yè)流程。停止順序為順煤流方向分組延時(shí)停止各設備，停車(chē)時(shí)間可以方便設定。停車(chē)流程可選擇
    （2）故障停車(chē)功能：當現場(chǎng)的故障檢測裝置動(dòng)作以后，故障設備以及上游皮帶立即停止運行，其下游設備經(jīng)延時(shí)，待煤流排清后一次停止運行。
    （3）緊急停車(chē)功能：出現緊急情況，按下工控機上的緊急停止按鈕，所有設備立即停止運行。
    6.保護及故障報警功能
    （1）當設備發(fā)生起車(chē)故障時(shí)，系統發(fā)出聲光報警。起車(chē)過(guò)程暫停，顯示器上發(fā)出相應的文字報警信號，語(yǔ)音系統也發(fā)出相應的語(yǔ)音報警信號。
    （2）當系統發(fā)生故障停車(chē)或傳感器檢測點(diǎn)報警（例：堵塞、跑偏、倉滿(mǎn)、倉空等）時(shí)，系統發(fā)出聲光報警。系統自動(dòng)根據報警的設備和部位作出相應的停機處理，避免故障的發(fā)生和擴大。顯示屏上同時(shí)發(fā)出相應的文字報警信號，語(yǔ)音終端也發(fā)出相應的報警信號。
    （3）系統能自動(dòng)顯示、記錄或打印故障性質(zhì)、故障地點(diǎn)及發(fā)生故障的時(shí)間。
    7.語(yǔ)音廣播功能
    系統具有全自動(dòng)的語(yǔ)音預告和報警功能，集控室可以實(shí)現對現場(chǎng)的語(yǔ)音廣播和現場(chǎng)單點(diǎn)語(yǔ)音通信功能。
    8.工業(yè)電視系統功能
    （1）圖像監視功能、
    系統具有圖像監視功能，通過(guò)工控機可實(shí)現對重要生產(chǎn)崗位的工況進(jìn)行實(shí)時(shí)監視，并可通過(guò)工控機控制攝像機動(dòng)作，選擇監控畫(huà)面當重要崗位發(fā)生故障時(shí)，工控機上的視頻監視畫(huà)面自動(dòng)切換到故障畫(huà)面，并可自動(dòng)實(shí)現錄像。
    （2）圖像觀(guān)察功能
    可以自動(dòng)或手動(dòng)方式對攝像機進(jìn)行左右360°、上下90°旋轉，實(shí)現對監控地點(diǎn)的全方位控制�？梢酝ㄟ^(guò)遙控鏡頭實(shí)現取景大小、遠近、前后的變化
    （3）圖像切換觀(guān)察功能
    可以對多路圖像任意切換至多個(gè)不同輸出：切換方式可分為自動(dòng)或手動(dòng)方式，在自動(dòng)方式下，切換的時(shí)間間隔可任意設定。
    9.系統生成及實(shí)時(shí)修改功能：能對系統所測控設備的名稱(chēng)、安裝地點(diǎn)、測點(diǎn)性質(zhì)、圖形畫(huà)面、數據報表等參數進(jìn)行定義及實(shí)時(shí)修改。
    10.顯示功能：以表格、曲線(xiàn)、直放圖、模擬圖、聲光報警形式顯示系統的實(shí)時(shí)數據、歷史數據、運行狀態(tài)、報警狀態(tài).
    11.打印功能：系統自動(dòng)生成實(shí)時(shí)數據、歷史數據、各種報表：按操作指令打印各種報表、圖形、曲線(xiàn)
    12.歷史數據儲存功能：以最大值、平均值和最小值形成歷史曲線(xiàn)，所有數據可儲存一年。
    13.自診斷功能：系統具備接入遠程終端盒圖形工作站的能力，可以直接接入礦局域網(wǎng)，具備向上一級網(wǎng)絡(luò )傳送數據的能力。
    14.軟件接口：系統具有標準OPC軟件接口，可以與其它礦用系統實(shí)現無(wú)縫鏈接，從而實(shí)現全礦井的管控一體化。

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產(chǎn)品標簽：煤礦洗煤廠(chǎng)自動(dòng)控制系統|

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