PLC在王家?guī)X選煤廠地銷改造項目中的應(yīng)用

張恩明　趙金升　進(jìn)勝利　李慶臣　曹軍

摘要：選煤廠的生產(chǎn)是復(fù)雜的過程，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、傳遞的快捷、準(zhǔn)確，生產(chǎn)檢測數(shù)據(jù)的及時反饋，成為現(xiàn)代化選煤廠的發(fā)展趨勢。選煤廠地銷系統(tǒng)在全廠系統(tǒng)中占據(jù)重要的協(xié)調(diào)地位，在產(chǎn)供銷整條鏈上處于龍頭位置。文章對PLC在王家?guī)X選煤廠地銷改造項目中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：PLC控制；視頻監(jiān)控；集中控制；選煤廠；地銷改造項目 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TD948 文章編號：1009-2374（2016）30-0154-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.30.075

1 概述

地銷系統(tǒng)承擔(dān)著整個選煤廠產(chǎn)品銷售的運輸任務(wù)，環(huán)節(jié)較多、控制復(fù)雜，能否安全高效地運行，直接決定著礦井經(jīng)濟(jì)效益，提升系統(tǒng)的安全管理不容忽視。為了實現(xiàn)選煤廠地銷系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、加強安全管理，利用PLC控制技術(shù)結(jié)合視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和綜合監(jiān)控的協(xié)調(diào)指揮，并逐步實現(xiàn)現(xiàn)場無人值守。

2 王家?guī)X選煤廠地銷系統(tǒng)概況

王家?guī)X選煤廠運銷系統(tǒng)有5個產(chǎn)品倉，1#倉為中煤倉，2#、3#、4#、5#為精煤倉，8個地銷倉，1#～6#為精煤倉，7#、8#為中煤倉，每個產(chǎn)品倉分布6個給煤機(jī)及相應(yīng)的電液閘門，其主要分為精煤運銷和中煤運銷兩個煤流線。精煤煤流線：從產(chǎn)品倉下2#～5#號倉放煤開始，經(jīng)790皮帶、快裝站閘板分流、794皮帶、796皮帶、798刮板到達(dá)1#～6#地銷倉；中煤煤流線：從產(chǎn)品倉下1#倉放煤開始，經(jīng)797皮帶、799刮板到達(dá)7#、8#地銷倉?，F(xiàn)有運銷控制系統(tǒng)是由山東泰安公司和陜西奧拓公司兩家單位分別施工完成，其中：產(chǎn)品倉下所有給煤機(jī)、790皮帶、794皮帶的控制系統(tǒng)是由山東泰安公司施工；796皮帶、798刮板、797皮帶、799刮板的控制系統(tǒng)是由陜西奧拓公司施工。

3 地銷系統(tǒng)存在問題

第一，運銷系統(tǒng)生產(chǎn)帶煤量需由崗位司機(jī)現(xiàn)場調(diào)整，調(diào)整需通過不斷控制給煤機(jī)和電液閘板開度，反復(fù)操作，并配合點動空氣炮實現(xiàn)定量給煤，工作任務(wù)量大，且人工調(diào)整煤量很難滿足穩(wěn)定給煤生產(chǎn)。

第二，原有系統(tǒng)各關(guān)鍵位置必須分配足夠的崗位工配合快裝站集控室調(diào)度員方可完成對系統(tǒng)啟停操作及常見事務(wù)的處理，系統(tǒng)對現(xiàn)場崗位工依賴程度大。

第三，原系統(tǒng)快裝站集控室調(diào)度員不能直觀了解現(xiàn)場實際情況，必須與現(xiàn)場崗位工聯(lián)系核實后，才能做出準(zhǔn)確判斷，對判斷后的情況若需要做出調(diào)整的環(huán)節(jié)，必須聯(lián)系現(xiàn)場崗位工配合完成。

第四，原系統(tǒng)有部分設(shè)備不能通過集控室遠(yuǎn)程控制完成，只能由現(xiàn)場崗位工來操作，自動化程度低。

第五，系統(tǒng)原有集控系統(tǒng)由兩家施工單位施工完成，集控室的操作畫面被分散到兩個不同的上位機(jī)中，操作不便。

4 地銷系統(tǒng)改造方案

針對地銷系統(tǒng)的實際運行情況，結(jié)合減員提效、可靠先進(jìn)的原則，實現(xiàn)如下功能和目標(biāo)：

4.1 視頻監(jiān)控

對煤流系統(tǒng)關(guān)鍵控制點增加視頻攝像頭，并實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)；在快裝站南、北集控室各安裝1臺液晶屏及1臺視頻服務(wù)器，實現(xiàn)現(xiàn)場37關(guān)鍵控制點的圖像實時顯示，使集控操作員直觀掌握現(xiàn)場情況。37臺網(wǎng)絡(luò)攝像儀主要分布于產(chǎn)品倉下各給煤機(jī)給料口，790皮帶機(jī)頭、機(jī)尾及驅(qū)動間，797及7961皮帶機(jī)頭、機(jī)尾，798及799刮板機(jī)機(jī)頭，實現(xiàn)對選煤廠地銷系統(tǒng)現(xiàn)場全景全覆蓋。

4.2 集中控制

4.2.1 集中控制系統(tǒng)將礦方原有獨立的火車裝車控制系統(tǒng)和地銷膠帶系統(tǒng)整合到一個新系統(tǒng)中，新系統(tǒng)實現(xiàn)現(xiàn)場工藝流程設(shè)備狀態(tài)的組態(tài)顯示和操作控制，在保留原有系統(tǒng)設(shè)備單控的基礎(chǔ)上，按照現(xiàn)場運銷工作的流程，增加各設(shè)備和流程的閉鎖關(guān)系及沿線預(yù)警提示，保證安全。

4.2.2 集中控制系統(tǒng)在倉下配電室增加PLC控制主站，實現(xiàn)了對產(chǎn)品倉分布的200個空氣炮的遠(yuǎn)程集中控制。根據(jù)實際需求對現(xiàn)場200個空氣炮進(jìn)行分倉分組控制，同時可對集控系統(tǒng)中空氣炮充氣的時間進(jìn)行調(diào)節(jié)。

4.2.3 集中控制系統(tǒng)實現(xiàn)了產(chǎn)品倉下電液給煤閘門的遠(yuǎn)程控制功能，增加閘門開度刻度標(biāo)尺，實時顯示電液閘門的實際開度。

4.2.4 在產(chǎn)品倉上配電室原PLC控制站內(nèi)增加4～20ma分配器，把產(chǎn)品倉料位實時信號引入集中控制系統(tǒng)，實現(xiàn)組態(tài)實時顯示。

4.2.5 對790皮帶、7961皮帶、797皮帶、798刮板、799刮板煤流線上主要設(shè)備電流信號的采集，實現(xiàn)電流信號的集中顯示。

4.2.6 對新增的7961皮帶實現(xiàn)遠(yuǎn)程集中控制，并與798刮板機(jī)、790皮帶實現(xiàn)閉鎖，形成新的精煤煤流線。

4.3 軟件監(jiān)控

集控室的工控機(jī)能夠動態(tài)顯示整個系統(tǒng)所有膠帶機(jī)、給煤機(jī)、電液閘板、刮板機(jī)等設(shè)備的運行狀態(tài)。

信息圖顯示：實時顯示膠帶機(jī)、刮板機(jī)、給煤機(jī)開/停狀態(tài)和煤倉煤位高度，如膠帶機(jī)開停狀態(tài)、運行速度，拖動電機(jī)電流、開機(jī)時間、停機(jī)時間等參數(shù)。

故障及保護(hù)顯示：實時顯示皮帶、各設(shè)備電機(jī)和各種保護(hù)傳感器的工作狀態(tài)，同時顯示故障類型，通信是否異常。

歷史查詢：電機(jī)電流、電機(jī)溫度、帶速歷史趨勢圖查看、相關(guān)數(shù)據(jù)報表顯示和查詢。

保護(hù)功能：系統(tǒng)除能夠自動實現(xiàn)設(shè)備控制的多種要求外，還可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程集中控制、程序流程控制。實現(xiàn)自動控制時，計算機(jī)首先完成內(nèi)部自檢，沿線預(yù)警信號，執(zhí)行開/停機(jī)及各種保護(hù)和信號的處理，系統(tǒng)具備故障狀態(tài)下急停停車功能。

圖1 系統(tǒng)工況圖

5 地銷系統(tǒng)改造后的效果

系統(tǒng)運行以來，系統(tǒng)煤流量控制更加精確，運輸量穩(wěn)定，極大地提高了系統(tǒng)的產(chǎn)品輸送能力，提高了設(shè)備的開機(jī)時間，提升了設(shè)備的利用率。系統(tǒng)可以從集控室實時觀測到系統(tǒng)各設(shè)備的運行狀態(tài)，可以較好地調(diào)節(jié)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)功能的發(fā)揮，使系統(tǒng)運行效率達(dá)到最佳。在保證煤量精確控制的同時，進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率。全系統(tǒng)啟車時間由原來的10分鐘縮短到現(xiàn)在的8分鐘，使系統(tǒng)有效生產(chǎn)運輸能力提高了20%；通過精確控制帶煤量，避免了快裝站裝車時給煤不連續(xù)的情況，裝一列火車從原來的3個小時縮短到2.5個小時，提高了裝車效率17%；設(shè)備的集中管理提高了故障排查能力，提高了設(shè)備的開機(jī)時間，極大地提高了生產(chǎn)效率。集中控制系統(tǒng)的應(yīng)用降低了崗位工的勞動強度，提高了崗位工的利用率，煤流線上每班只需1個巡檢員進(jìn)行定期巡檢，現(xiàn)場不需要進(jìn)行任何操作，既節(jié)省了崗位工數(shù)量，同時也提高了系統(tǒng)的安全性。

6 結(jié)語

系統(tǒng)的改造使自動化程度提高，采用PLC控制、光纖網(wǎng)絡(luò)通信、IFX組態(tài)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫管理等先進(jìn)技術(shù)，實現(xiàn)了地銷系統(tǒng)、裝車系統(tǒng)中所有設(shè)備的集中控制，建成運行可靠的生產(chǎn)運輸控制系統(tǒng)，為選煤廠的產(chǎn)品運輸及裝車提供了有力保障。設(shè)備的集中管理、控制，提高了故障排查能力，提高了設(shè)備的開機(jī)時間，提高了生產(chǎn)效率，使系統(tǒng)的有效生產(chǎn)運輸能力提高了20%；降低了崗位工的勞動強度，變運行崗位工為巡檢工，減少了勞動用工，為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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