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      集中控制系統(tǒng)在小莊選煤廠的應(yīng)用

      2016-07-06 22:50:24王亞鵬
      科技尚品 2016年6期
      關(guān)鍵詞:選煤廠網(wǎng)絡(luò)瓦斯

      王亞鵬

      摘 要:介紹選煤廠集中控制系統(tǒng)的組成、技術(shù)功能與特點,結(jié)合陜西彬長集團小莊礦選煤廠的應(yīng)用實踐,闡述選煤廠集中控制系統(tǒng)的應(yīng)用效果。

      關(guān)鍵詞:選煤廠;集中控制系統(tǒng);網(wǎng)絡(luò);瓦斯;總線型輸入模塊

      1 概述

      小莊礦選煤廠隸屬陜西彬長礦業(yè)集團有限公司,位于小莊礦井工業(yè)廣場;小莊礦井位于陜西省咸陽市彬縣東北向約18 km,距咸陽市約148 km,年入選原煤600萬噸,是國家規(guī)劃的重點建設(shè)項目。選煤廠的工藝流程為:80~13 mm塊煤采用重介淺槽分選機分選,13~1.50 mm末煤脫泥后采用有壓兩產(chǎn)品重介旋流器分選,1.50~0.15 mm粗煤泥采用螺旋分選機分選,0.15~0 mm細煤泥采用壓濾機壓濾回收。小莊選煤廠是國內(nèi)洗選工藝較為齊全的典型選煤廠之一。

      2 控制系統(tǒng)組成

      小莊選煤廠集中控制系統(tǒng)包括三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),即控制層、操作層和信息管理層??刂茖佑煽刂浦髡竞臀鍌€遠程分站組成,每個遠程分站通過PLC可編程控制器對生產(chǎn)設(shè)備及工藝參數(shù)進行檢測、控制及管理;控制層信息通過以太網(wǎng)傳至調(diào)度室操作層電腦以指導(dǎo)生產(chǎn);信息管理層將全廠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行收集歸類分析,包括流程監(jiān)測、煤質(zhì)管理、設(shè)備管理等模塊,實現(xiàn)全廠無紙化網(wǎng)絡(luò)辦公。

      小莊選煤廠集中控制系統(tǒng)控制層由現(xiàn)場PLC控制器、遠程I/O分站、現(xiàn)場操作箱組成。PLC控制器采用AB系列PLC,ControlLogix5550的控制主站和分站,其中主站使用AB ContolLogix系列PLC雙機冗余配置,CPU為1756-L73,保證了整個系統(tǒng)性價比高,運行穩(wěn)定可靠??刂葡到y(tǒng)的主站和分站以及分站和分站之間通過現(xiàn)場總線ControlNet相連,采用光纖作為通信介質(zhì),確保了通信穩(wěn)定安全及可靠。

      操作層主要由工業(yè)以太網(wǎng)交換機、集控平臺開發(fā)維護工作站、組態(tài)監(jiān)控操作工作站、打印機、視頻服務(wù)器、視頻控制器、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、DLP大屏幕顯示系統(tǒng)、調(diào)度電話系統(tǒng)等構(gòu)成。集控平臺開發(fā)維護工作站用來完成組態(tài)工作并具有完全的操作員站功能;組態(tài)監(jiān)控操作工作站主要用于操作,通過運行組態(tài)軟件構(gòu)成系統(tǒng)監(jiān)控軟件平臺,實現(xiàn)全廠的系統(tǒng)監(jiān)控及生產(chǎn)的統(tǒng)一集中管理。

      信息管理層,主要由工業(yè)交換機、全廠管理信息/WEB數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、防火墻、路由器、選煤廠各信息終端、多功能網(wǎng)絡(luò)激光一體機等組成;在信息管理層共設(shè)約15臺PC信息終端,各PC信息終端可以根據(jù)權(quán)限限制在統(tǒng)一的界面下查看全廠的不同信息,并將本部門的信息向信息管理層公布,實現(xiàn)全廠的辦公自動化。

      3 集中控制系統(tǒng)功能特點

      3.1 集中控制系統(tǒng)功能

      (1)通過對采集的水位、料位數(shù)據(jù)進行處理,形成棒狀圖和歷史趨勢圖。指導(dǎo)工藝系統(tǒng)設(shè)備的開停、及時調(diào)整生產(chǎn)流程。設(shè)置雷達式料位計檢測煤倉料位;設(shè)置超聲波料位計和壓力傳感器用于檢測水池和桶的水位,并和變頻器實現(xiàn)互鎖,保證變頻隨料位的變化,自動調(diào)節(jié)變頻參數(shù)。

      (2)通過對各種煤量、電量、水量、壓力等主要工藝參數(shù)的檢測處理,形成歷史曲線并配以報警系統(tǒng),指導(dǎo)生產(chǎn),可以降低消耗,提高生產(chǎn)效率。

      (3)小莊選煤廠集中控制系統(tǒng)將瓦斯檢測系統(tǒng)作為集控系統(tǒng)的子系統(tǒng)設(shè)計,取得了很好的應(yīng)用效果。

      小莊礦井屬于高瓦斯礦井,因此在選煤廠的原煤倉上及原煤倉下、篩分破碎車間、產(chǎn)品倉上及產(chǎn)品倉下等部位均設(shè)置了瓦斯傳感器。瓦斯傳感器的信號進入瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)PLC,當檢測部位的瓦斯?jié)舛冗_到規(guī)定值時通過進行報警提示、啟動相應(yīng)風機或者將相關(guān)區(qū)域內(nèi)電氣設(shè)備全部斷電等措施進行應(yīng)對。依據(jù)國家相關(guān)規(guī)范要求,小莊選煤廠瓦斯系統(tǒng)工作分以下幾種情況。

      (1)總體要求:當工作區(qū)域(含原煤倉及產(chǎn)品倉上)瓦斯?jié)舛仍?.25%~2.5%時軸流風機工作;當瓦斯?jié)舛冗_0.5%時報警并立即切斷全部非本質(zhì)安全型電源(含照明電源);當瓦斯?jié)舛炔桓哂?.25%或不低于2.5%時風機停止工作。

      (2)當原煤倉及產(chǎn)品倉下瓦斯?jié)舛仍?.25%~2.5%時,區(qū)域內(nèi)抽風機工作;當瓦斯?jié)舛冗_0.5%時報警并立即切斷區(qū)域內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電源(含照明電源);當瓦斯?jié)舛炔桓哂?.25%或不低于2.5%時區(qū)域內(nèi)抽風機停止工作。

      (3)當工藝系統(tǒng)處于連續(xù)生產(chǎn)狀態(tài)時,正常情況下原煤倉及產(chǎn)品倉倉體內(nèi)瓦斯靠自然排放,風機不須工作。當倉體內(nèi)瓦斯?jié)舛炔坏陀?.0%時進行報警并啟動該區(qū)域抽風機排放;當倉體內(nèi)瓦斯?jié)舛炔坏陀?.5%時,附近20 m范圍內(nèi)的生產(chǎn)系統(tǒng)電氣設(shè)備立即停止運轉(zhuǎn);當瓦斯?jié)舛炔桓哂?.5%或不低于2.5%時抽風機停止工作。

      (4)當工藝系統(tǒng)處于停產(chǎn)檢修狀態(tài)時,正常情況下只啟動倉上送風機并配合料位計開啟相應(yīng)區(qū)域管路蝶閥往倉體內(nèi)送風擾動瓦斯自然排放,當倉體內(nèi)瓦斯?jié)舛炔坏陀?.0%時進行報警并啟動該區(qū)域抽風機排放;當瓦斯?jié)舛炔桓哂?.5%時抽風機停止工作,當不低于2.5%時抽風機及送風機均停止工作。

      3.2 總線型輸入模塊的應(yīng)用

      小莊選煤廠膠帶輸送機較多,每臺膠帶輸送機均配置有拉繩、跑偏、打滑、堵溜槽等多種保護裝置。若按照傳統(tǒng)的控制方式,一個信號需要一芯控制電纜及一個I/O點,每臺膠帶輸送機都需要大量的控制電纜及I/O模塊,施工和調(diào)試工作量很大。為了解決該問題,小莊礦選煤廠集中控制系統(tǒng)為膠帶輸送機的保護裝置設(shè)計了Dupline總線型輸入模塊,將膠帶輸送機的各種保護信號通過Dupline輸入模塊接入Dupline 總線系統(tǒng),并通過網(wǎng)關(guān)傳輸?shù)絇LC系統(tǒng)中。Dupline 是一種現(xiàn)場安裝總線,該總線系統(tǒng)能通過普通雙芯線纜傳輸數(shù)字和模擬信號達數(shù)公里距離。Dupline總線輸入模塊體積小,可直接安裝在保護裝置內(nèi)部,節(jié)省安裝空間,同時僅僅需要一根兩芯的屏蔽電纜就可以完成各種保護功能,不僅節(jié)省了大量電纜、I/O模塊和施工成本,同時其調(diào)試及維護工作更加簡單。

      4 應(yīng)用效果

      小莊選煤廠集中控制系統(tǒng)自投入使用以來,系統(tǒng)自動化投入率100%。實踐運行證明,整個系統(tǒng)運行良好,可靠性高,程序簡潔,維護方便,保證了系統(tǒng)可靠運行,為選煤廠取得可觀的經(jīng)濟效益。

      參考文獻

      [1]張鐵毅,馮陽.集中控制系統(tǒng)在選煤廠的應(yīng)用[J].露天采礦技術(shù),2011,(2):54-55.

      [2]孫玉珊.集中控制系統(tǒng)在選煤廠的應(yīng)用[J].中國科技博覽,2012,(18):30.

      (作者單位:陜西彬長礦業(yè)集團小莊礦井選煤廠)

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