徐芬芬

摘 要：煤炭工業(yè)是我國經(jīng)濟增長的重要組成部分，隨著計算機、電氣技術(shù)的不斷革新，社會發(fā)展對煤炭質(zhì)量要求的提升，選煤廠集中控制系統(tǒng)即將迎來根本性的變化。本文將以雙盛選煤廠為例，從選煤工藝的設(shè)計入手，分析選煤廠集中控制系統(tǒng)的設(shè)計，該系統(tǒng)分為生產(chǎn)管理系統(tǒng)、生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)與現(xiàn)場控制系統(tǒng)三部分。

關(guān)鍵詞：選煤廠；集中控制系統(tǒng)；監(jiān)控；管理

煤炭作為我國生產(chǎn)、生活最重要的能源，在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，其主導(dǎo)地位不會動搖。選煤是一個集物理、化學(xué)、生物等原理為一體的降低原煤中雜質(zhì)成分的方法。在環(huán)境問題日益嚴(yán)重的今日，如何借助于集中式的控制系統(tǒng)提高煤炭企業(yè)經(jīng)濟效益有重要意義。本文將以雙盛選煤廠為例，分析集中控制系統(tǒng)的設(shè)計。

1 選煤工藝設(shè)計

雙盛選煤廠設(shè)計生產(chǎn)能力為年入洗原煤240萬，由于煤炭質(zhì)量參差不齊，很難穩(wěn)定。洗選指標(biāo)的好壞很大程度上取決于原煤性質(zhì)的穩(wěn)定性，因此需要針對原煤實現(xiàn)預(yù)先處理，降低原煤可選性的波動。雙盛選煤廠根據(jù)原煤所含水分與灰分等，計算原煤倉數(shù)量及尺寸，采用了250～30mm大塊煤采用動篩跳汰分選，30～6mm小塊煤采用有壓給料兩產(chǎn)品重介旋流器分選、煤泥壓濾和煤泥干燥的聯(lián)合工藝流程。

2 生產(chǎn)管理系統(tǒng)設(shè)計

選煤廠相關(guān)生產(chǎn)系統(tǒng)性極強，工作量大、管理環(huán)節(jié)眾多，因此及時得到生產(chǎn)數(shù)據(jù)的反饋十分重要。以往雙盛選煤廠生產(chǎn)管理中數(shù)據(jù)的處理與交流均以純?nèi)斯つＪ竭M行，為解決信息處理滯后、資料檢索困難等問題，需要構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)公司內(nèi)部系統(tǒng)互聯(lián)，便于進行雙盛選煤廠生產(chǎn)管理。

1）計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計。選煤廠計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計遵循可靠性原則、先進性原則、實用性原則、開放性原則與經(jīng)濟性原則。計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主要設(shè)備包括服務(wù)主機、客戶機、路由器、交換器、網(wǎng)橋與網(wǎng)關(guān)。

2）選煤廠與因特網(wǎng)的連接。只有將選煤廠與因特網(wǎng)連接，才可以進行產(chǎn)品信息的發(fā)布，通過網(wǎng)站接收訂單，及時地與客戶交流。為了實現(xiàn)選煤廠與因特網(wǎng)的連接，需要經(jīng)過以下幾個步驟：選煤廠域名、選煤廠WEB服務(wù)器、選煤廠數(shù)據(jù)庫。其中，數(shù)據(jù)庫中存儲了雙盛選煤廠信息資源與重要數(shù)據(jù)。

3）管理信息系統(tǒng)。管理信息系統(tǒng)專門用于雙盛選煤廠進行經(jīng)營數(shù)據(jù)的傳輸與根性，支持中、高層的決策活動。雙盛選煤廠生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)的總共由質(zhì)量、生產(chǎn)、人事、工藝、器材等模塊構(gòu)成。

3 生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

1）生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)組成。生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)將工控機作為人機交互界面，使用鍵盤、鼠標(biāo)進行系統(tǒng)的控制。雙盛選煤廠使用了十分成熟的生產(chǎn)過程監(jiān)控軟件平臺，進行生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集，在集控室內(nèi)產(chǎn)生不同參數(shù)變化曲線，并針對不同問題及時進行現(xiàn)場處理。雙盛選煤廠采用的監(jiān)控軟件包括組態(tài)軟件、控制軟件與編程軟件三部分，安裝于上位監(jiān)控計算機中。編程軟件為UNITY PRO；組態(tài)軟件為Vijeo Citect；控制軟件由自主開發(fā)的控制程序構(gòu)成，并下載至PLC中運行。雙盛選煤廠的監(jiān)控系統(tǒng)有以下功能模塊組成：數(shù)字量輸出、數(shù)字量輸入、模擬量輸出、模擬量輸入、模擬量點表與程序塊。

除此之外，雙盛選煤廠還配置了工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)，由現(xiàn)場攝像、監(jiān)控顯示與傳輸三部分構(gòu)成。采用了低照度攝像機，通過同軸電纜SYV-75-7與綜合控制樓進行連接，運用多媒體數(shù)字交互平臺將工藝流程呈現(xiàn)在顯示屏中。

2）生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)功能。雙盛選煤廠生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)以下功能：一、將設(shè)備正常運行時常顯示在操作間，并計算系統(tǒng)利用率，并提供圖形顯示方式，便于交班時打印閱讀；將設(shè)備工況數(shù)據(jù)以流程圖或者趨勢圖等方式顯示，其中流程圖主要顯示PID回路狀態(tài)，趨勢圖則呈現(xiàn)液位、壓力等，并為操作員提供參數(shù)的在線修改；提供警報工具，一旦發(fā)生異?，F(xiàn)象，立即出現(xiàn)警報提示。

3）生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)運行。當(dāng)安裝好驅(qū)動程序、制作完監(jiān)控畫面之后，運行View程序進行生產(chǎn)現(xiàn)場信息的監(jiān)控。動篩跳汰分選與聯(lián)合工藝在正式起車之前只可選一個，完成起車之后即可切換至監(jiān)控畫面。

4 現(xiàn)場控制系統(tǒng)設(shè)計

現(xiàn)場控制系統(tǒng)中最關(guān)鍵元件為PLC，雙盛選煤廠選用施耐德 Quantum系列 PLC，該PLC模塊化、網(wǎng)絡(luò)化程度高，適合進行分布式控制，和現(xiàn)場儀表、上位工控機等共同組成控制系統(tǒng)。雙盛選煤廠的主控PLC在變電所里，并將PLC分站設(shè)置在濃縮車間內(nèi)。

4.1 現(xiàn)場控制系統(tǒng)控制目標(biāo)

現(xiàn)場控制系統(tǒng)與選煤工藝緊密相關(guān)，雙盛選煤廠集控裝置根據(jù)二級裝備水平進行配置。集控室對工藝系統(tǒng)設(shè)備進行集中式的連鎖控制，調(diào)度指揮一切安全生產(chǎn)。該現(xiàn)場控制系統(tǒng)集控設(shè)備包括集中連鎖與就地解鎖二種控制模式，二者可以隨時切換，而不干擾設(shè)備正常運行。相應(yīng)工藝機械設(shè)備根據(jù)“逆煤流方向延遲開車，順煤流方向延時停車”方式控制。具備閉鎖啟車的設(shè)備同時支持遠(yuǎn)程操作與就地操作，前者設(shè)置于上機位。系統(tǒng)運行時，當(dāng)有設(shè)備出現(xiàn)故障時，設(shè)備及對應(yīng)鎖閉的設(shè)備立即停車，事故解除以后，系統(tǒng)將指示根據(jù)逆煤流方向啟車。

4.2 現(xiàn)場控制系統(tǒng)調(diào)試步驟

首先選定I/O設(shè)備，根據(jù)輸入與輸出設(shè)備計算點數(shù)；根據(jù)工藝流程設(shè)計梯形圖，并將程序?qū)隤LC中；用軟件對PLC功能進行測試；將PLC與現(xiàn)場設(shè)備連接，進行聯(lián)機測試。

4.3 硬件設(shè)計

在選定CPU時，必須考慮指令種類與數(shù)量，根據(jù)存儲區(qū)容量大小選擇合適的CPU。為了使現(xiàn)場控制系統(tǒng)響應(yīng)速度滿足使用要求，需要對PLC響應(yīng)速度進行測試。

5 總結(jié)

雙盛選煤廠設(shè)計的集中控制系統(tǒng)自從投入使用以來未發(fā)生故障，可靠性高。該集中控制系統(tǒng)提高了生產(chǎn)管理自動化水平，生產(chǎn)時動態(tài)圖形直接顯示在調(diào)度室中，便于管理人員實時監(jiān)視。雙盛選煤廠選煤工藝的關(guān)鍵是用聯(lián)合工藝對30～60mm小塊煤進行篩選，本集中控制系統(tǒng)可以預(yù)先設(shè)定密度值，并實時監(jiān)測灰分值，進而提高各洗選指標(biāo)，并對其他選煤廠自動化發(fā)展有一定借鑒價值。

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