开滦集团钱家营矿选煤厂集控系统开滦集团钱家营矿选煤厂集控系统 开滦(集团)有限责任公司钱家营矿业分公司是国家“七五”重点建设项目之一，1978 年开工建设，1988 年 12 月建成投产，设计年生产原煤 400 万吨，并有一座与之相配套的选煤厂，是我国自行设计与施工建设的一座特大型现代化矿井，现有员工 6395 人，固定资产 10.89 亿元 公司位于河北省唐山市丰南区境内，自备铁路和京山线相连，与秦皇岛港、京唐港、塘沽港三个港口的公路距离均在一百公里左右，有三条高速公路和若干国道省道相通，地理位置优越，路运、水运十分便利 钱矿公司井田总面积 81 平方公里，有 6 个可采煤层，其中 5、7、9、12 煤层为主采煤层，可采煤量 6.38 亿吨煤种具有低灰、低硫、高发热量等特点，是理想的动力用煤和炼焦配煤矿井采用竖井、阶段石门、集中大巷开拓方式，综合机械化采煤，采掘机械化程度 100% 投产以来，钱矿公司以建设高产高效矿井为主线，大力实施科技兴矿战略，投资 6 亿多元先后完成了主井自动化改造、电液控自移支架等新型设备，实施了岩巷中深中孔光爆、煤巷全锚网支护、皮带集控等 21 项新工艺、新技术，基本形成了生产系统现代化、关键部位自动化、安全监测网络化的格局，使矿井产量、劳动效率和经济效益同步大幅度提升。
1998 年建成了行业级“双高”矿井，2000 年建成行业特级“双高”矿井随着企业发展，钱矿公司先后荣获现代化矿井、特级质量标准化矿井、省级标兵企业、煤炭企业现场管理先进单位、省级重合同守信用单位、省级园林式单位和全国文明煤矿、全国“双十佳”煤矿等称号，获得国家、省市级以上科技成果多项，全国 QC 一等奖 2 项 多年来，公司以高质量、多品种为手段，大力开发煤炭市场，形成了精煤和动力煤两大系列 8 个品种的多元化产品结构，并通过了 ISO9001 质量体系认证，增强了市场竞争力，产品畅销东北、华北、江浙、上海、广州等地，并实现了精煤出口 选煤厂集控系统组成选煤厂集控系统组成 选煤厂集控系统工程分为计算机信息管理系统、全厂设备集中控制系统、单机自动化/闭环控制系统、检测/计量设备 4 部分 全厂总体网络设计为 3 层网络结构，如下图所示 上层为公司网络，作为信息层，选煤厂计算机信息管理系统定位为钱家营矿业分公司管理信息系统的一个组成部分中间层是控制层，由全厂生产集中控制系统和工艺参数闭环控制系统组成 作为全厂生产集中控制系统和工艺参数闭环控制系统人机界面的监控计算机，采用了工业等级的计算机并通过百兆以太网上联全厂信息管理系统。
最底层通过 10 兆以太网下连 PLC，与密度自动控制、浮选自动加药、原煤、主洗、浮选、上仓、装车、及其它辅助生产系统的 PLC 站构成车间设备层网络；该层采用了当今国际上应用最为广泛的 PROFIBUS 总线技术 全厂监控系统全厂监控系统 全厂监控系统全部由德国 SIEMENS 公司的 S7 系列 PLC 主机组成 钱家营矿选煤厂集控系统总的规模大（全部建成后 PLC 总的 I/O 点数约 7000～8000 点），且属于系统项目，要保证生产的正常进行，需分步实施系统为降低系统风险，确保在不影响正常生产的情况下实施分步系统，该项目采用分散型控制系统结构构建了钱家营矿选煤监控系统 PLC 监控系统的网络结构见下图： 全厂集控（含闭环）系统设置下列 PLC 站： • 原煤系统 PLC 站：主机设在 1RS，在 2RS、74V 及仓上配电室设 I/O 站 • Ⅰ系统 PLC 站：设在 3RS3 • Ⅱ系统 PLC 站：设在 3RS2 • 浮选系统 PLC 站：设在 3RS1 • 主、再洗重介密度控制系统 PLC 站 • 浮选调节系统 PLC 站 • 压滤（含浓缩、事故沉淀池、清水泵房、油库）系统 PLC 站：设在 5RS • 精、中煤仓（含矸石仓、装车站）PLC 站 上述 PLC 站、上位监控系统的 2 台计算机监控管理站、数据采集站都通过环型光纤以太网通信，构成控制层网络。
该层网络共配置 9 台交换机，为提高系统的性能及可靠性，控制层网络采用环型光纤以太网现场层则采用 PROFIBUS 总线该总线系统由传输技术 （RS485、RS485-IS、光纤、MBP、MBP-IS、MBP-LP 等）、通讯技术协议、通用行规和专用行规组成由于 PROFIBUS 拥有统一的通信协议, 并在此基础上发展了不同的通用应用行规和专用应用行规,使得 PROFIBUS 可以广泛地应用煤矿业各个工艺段的现场设备层 ? Ⅰ系统 PLC 站 Ⅰ系统 PLC 站设在 3RS3 配电室，负责对 3RS3 所辖的参控设备的监控及相关信号的监测PLC主机选用 S7-300 系列的 CPU 315-2DP本 PLC 站共配置 5 面 PLC 控制柜 ? Ⅱ系统 PLC 站 Ⅱ系统 PLC 站设在 3RS2 配电室，负责对 3RS2 所辖的参控设备的监控及相关信号的监测PLC主机选用 S7-400 系列的 CPU 414-2本 PLC 站共配置 8 面 PLC 控制柜 ? 浮选系统 PLC 站 浮选系统 PLC 站设在 3RS1 配电室，负责对 3RS1 所辖的参控设备的监控及相关信号的监测PLC 主机选用 S7-300 系列的 CPU 315-2DP。
本 PLC 站配置 4 面 PLC 控制柜 ? 压滤（含事故沉淀池、清水泵房、油库）系统 PLC 站 压滤系统 PLC 主机（CPU）站设在 5RS 配电室，负责对压滤、浓缩、事故沉淀池、清水泵房及油库系统参控设备的监控及相关信号的监测，在各相关系统配电室设置 I/O 控制柜PLC 主机选用 S7-300 系列的 CPU 315-2DP压滤系统 PLC 站共配置 7 面 PLC 控制柜 ? 精、中煤仓（含矸石仓、装车站）系统 PLC 站 本站的 PLC 主机（CPU）站设在 78RS 配电室，负责对精中煤仓、矸石仓及装车站系统参控设备的监控及相关信号的监测，在各相关系统配电室设置 I/O 控制柜PLC 主机选用 S7-300 系列的 CPU 315-2DP本 PLC 站配置 5 面 PLC 控制柜 密度自动控制系统密度自动控制系统 原密度自动控制系统自成一个独立的子系统（S7-400 系列，其 PLC 主机配置一块以太网通讯模块），该子系统接入控制层环网 浮选药剂自控系统浮选药剂自控系统 浮选系统采用西门子 S7400PLC 构成药剂自控系统，本工程提供一块 S7400 以太网通讯模块、一台以太网交换机，将药剂自控系统作为子系统接入控制层环网。
联网后，可通过集控室的上位机对浮选药剂自控系统进行参量设定和系统控制 检测对象和控制对象检测对象和控制对象 包括过滤机液位；精、中矿箱液位；主轴转速（变频器输出）；给料阀门的开度；过滤机真空度等和过滤机给料阀门开度；过滤机电机（变频器）速度等 压滤机单机自控系统压滤机单机自控系统 新增的 4 台压滤机系统实行单机自控，系统的 3 台压滤机单机自控，其运行状况接入压滤系统PLC 站，实现对压滤机的监控 检测检测/计量设备计量设备 液位计：连续测量液位计选用西门子公司的 The Probe，2W，NIS 型一体化超声波液位计，测量范围 0～5 米，共配置 14 台 高低液位测量选用西门子公司的 ULS200，24V 超声波液位开关，可输出 2 个继电器接点指示高低液位，动作调节范围 0～5 米，共配置 20 台 仓位计：仓位测量选用西门子公司的 AiRanger 系列超声波料位计，具体配置如下：精煤仓、中煤仓各配置 2 点仪表 AiRanger DPL Plus 一台、XPS30P 探头 2 只（每个煤仓 1 只），最大量程为 30米；矸石仓配置单点仪表 AiRanger SPL Plus 一台，最大量程为 30 米。
油流量计：油流量计选用西门子公司 7ME3001-1ED03 型超声波管道流量计，共配置 2 台 其它：皮带秤、测灰仪、拉绳开关、皮带欠速开关、 跑偏开关、堵塞开关、压滤机负压传感器、电流变换器 、速度变换器、电量变送器等、电机综合保护器、温度传感器等 采用西门子自动化系统所带来的好处：采用西门子自动化系统所带来的好处： 该系统通过 PLC 及通讯网络不仅可方便地采集现场设备的开/停、故障状态、变频器输出频率、电机电流、煤仓煤位、液位、流量、介质密度等实时数据，统计主要设备运行时间和故障状态，同时显示在工控机大屏幕上，还可以利用这些实时数据参与系统控制，通过网络将这些数据发往更高级管理层作为安排设备检修以及有关生产任务的参考 由于全部采用西门子公司的控制系统部件及统一的编程组态软件，块煤重介质密度自动调节系统及旋流器密度自动控制系统纳入全厂集控网络后，不但可在集控室实现对该子系统的监视，还可使用同一套软件实现对该子系统的编程、调试和控制任务，不但降低了购买备品备件的费用，而且在人员培训、工程调试、设备运行和维护上大大降低了相关费用。