《某选煤厂集控系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某选煤厂集控系统（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、w w w .c n 50h z .c o mX 选煤厂自动化集控系统一、概述 设计原则和依据X 选煤厂自动化集控系统一、概述 设计原则和依据某矿业集团公司下属新建选煤厂选煤厂为用户型炼焦选煤厂选煤厂，选煤工艺为重介-浮选联合流程。选煤厂选煤厂年处理原煤能力 200 万吨，日处理原煤 6666.67 吨,小时处理能力为 476.19 吨， 建设要求全厂自动化达到技术先进、自动化程度高、设备运行可靠，最终实现优质高效，生产管理科学化、现代化。1、设计原则1、设计原则系统性能可靠、技术成熟，能长期、稳定、连续运行。技术先进。设计选型具有兼容性及可扩展性。经济、实用性。2、设计依据2、设计依据煤炭工
2、业选煤厂设计规范选煤厂集控集控装置选择的技术规定煤炭工业调度信息化总体规划纲要“九五”期间煤炭工业电子信息发展规划纲要煤炭调度信息化装备汾西矿业集团公司贺西选煤厂设备流程图汾西矿业集团公司贺西选煤厂供配电系统图汾西矿业集团公司贺西选煤厂平面总图w w w .c n 50h z .c o m 选煤厂综合自动化系统结构配置根据招标方及工艺要求， 唐山华胜工控技术有限公司唐山华胜工控技术有限公司为某矿业集团公司某选煤厂 设计并施工的综合自动化系统主要由以下几部分组成：1、集中控制系统及主要生产环节自动控制子系统即单机过程控制系统。1、集中控制系统及主要生产环节自动控制子系统即单机过程控制系统。单机过
3、程控制系统包括： 重介工艺参数自动测控子系统（含煤泥重介） 浮选工艺参数自动测控子系统 水池液位控制子系统选煤厂选煤厂工艺系统设备的集中控制系统采用集散式网络结构， 包括5 个智能 I/O 分站。智能 I/O 分站为： 原煤准备系统 I/O 分站 重介系统 I/O 分站 浮选系统 I/O 分站 浓缩压滤车间 I/O 分站 产品运输 I/O 分站水池液位控制子系统不设独立分站， 就近融入 PLC 各智能I/O 分站； 重介工艺参数自动测控子系统和浮选工艺参数自动测控子系统分别作为独立子系统，与 5 个智能 I/O 分站共同组成车间控制级网络，可实现各生产系统设备的控制、 检测和对重要生产工艺参数
4、的实时检测和调节。PLC 主站、分站通过工业现场网络进行数据通讯。2、基于PLC 控制网络的上位计算机监控系统，可实时监视各控w w w .c n 50h z .c o m制系统画面， 向上发送有关数据并接收有关指令， 向下发送控制指令 。3、全厂物流的计质计量系统。4、工业电视监视系统5、生产通讯调度系统二、方案说明 选煤厂集中控制系统1、系统配置二、方案说明 选煤厂集中控制系统1、系统配置该厂为新建工程， 根据某矿业集团公司某选煤厂系统特点合理布局， 计算机集中控制系统采用高可靠性的可编程序控制器 （简称PLC）为控制主机的分布式网络系统结构，这种系统网络距离可达到数千米。将各自独立的 I
5、/O 分站安装在受控设备的低压配电室内，可节省大量的控制电缆、缩短电缆路径、减少施工量、降低工程成本。该子系统由 5 个智能I/O 分站和若干检测仪表及传感器组成。PLC 监控主机是整个生产控制系统的控制中心， 除了对整个生产系统进行程序控制外， 采用网络电缆或光缆将各智能 I/O 分站和2 个独立的单机过程控制子系统分站与监控主机相连，构成PLC 特有的工业网，以网络数据传输的方式实现对各级的控制和信息交换。2、设备选型2、设备选型为保证系统的先进性、可靠性，根据招标书的要求控制系统的设备选型采用国外先进知名品牌。美国 GE 公司生产的 90-70 系列 PLC及 90-30 系列 PLC，
6、施耐德公司生产的 MODICON140 系列 PLC，A-B 公司的 PLC-5 系列及 Contrologix 系统，西门子公司的 TIA 全集成自动化系统都具有可靠性高、技术先进、系统组态灵活、功能强大、性w w w .c n 50h z .c o m能价格比高等特点，在我国大、中型选煤厂控制系统中多有采用。通过深入、细致的调研、对比、论证，本次建设工程我们推荐使用西门子公司的 TIA 全集成自动化系统解决方案。随着工业自动化过程控制理论和计算机技术的迅猛发展， 以及对工业自动化过程控制系统的可靠性、复杂性、功能的完善性、系统的可维护性、人机界面的友好性、数据的可分析、可管理性等各个方面都
7、提出了愈来愈高的要求， 单纯的 PLCPLC系统或DCSDCS系统已不能满足当今自动化过程控制系统的设计标准和要求，为此，德国SIEMENS 公司开发了解决自动化问题的革新方法-全集成自动化（TotallyIntegrated Automation）。全集成自动化（TIA）就是将所有自动化产品（包括工业控制器、分布式 I/O、工控机、工业控制软件、人机界面、工业通讯网络等）进行整体统一的设计，建立在一个共同的 SIMATIC集成系统平台上。SIMATIC 全集成自动化（TIA）意味着用全集成系统就可完成所有的自动化任务，就可以组建一个能满足当今工业自动化领域各种要求的、全集成的、结构完整、功能
8、完善、面向整个生产过程的新一代过程控制系统。SIMATIC 全集成自动化系统主要包含了以下几个部分SIMATIC 全集成自动化系统主要包含了以下几个部分：SIMATIC SOFTWARE 工业控制软件SIMATIC HMI 人机接口SIMATIC NET 工业通讯网络SIMATIC S7 系列工业控制器SIMATIC ET200M 全热插拔式 I/Ow w w .c n 50h z .c o mSIMATIC 全集成自动化（TIA）具有以下几个方面的优点SIMATIC 全集成自动化（TIA）具有以下几个方面的优点：所有组件最优组合，保证了系统可靠性，缩短了安装、调试时间利用高效方便的诊断工具，
9、缩短了故障处理时间在全厂范围内使用统一共享的关系型数据库平台具有灵活的扩展性能，使扩展和改进更快、更廉价统一的组态编程工具，使工程变得简单，培训费用与时间大大减少统一的诊断和监控、很好的稳定性和技术容错功能，减少了事故和停机时间，提高了生产效率通过标准接口的开放性硬件和软件，可方便地和第三方产品同时使用，并减少了不同厂家产品之间的通讯和接口的硬件费用SIEMENSTIA 系统的推出遵循了整体性、先进性、可靠性、经济性、 实用性、 易用性等设计原则。 该系统是一个面向整个生产过程 、整体协调统一、生产控制和信息管理一体化的全厂大系统；是一个高w w w .c n 50h z .c o m可靠性、
10、技术先进、性能优秀、标准开放、组态灵活、造价合理的全集成自动化控制系统；是一个简单易用、高效实用、确实能降低生产成本、提高生产效率和产品质量、提高企业生产管理水平的新一代过程控制系统。SIEMENS 公司的 SIMATIC 全集成自动化（TIA）系统就是用一种系统或一个自动化平台完成原来由多种系统塔配起来才能完成的所有功能， 可大大简化系统结构、 提高整体协调性、 降低系统整体费用 ，它是自动化过程控制系统的新一代解决方案。SIMATIC 全集成自动化（TIA）系统已广泛应用于众多领域，如化工、钢铁、建材、发电、制药、饮料、环保等，经过多年的实践证明，它是一个成熟的、性能优良的、安全可靠的自动
11、化控制系统。现场控制层采用了唯一作为中国国家标准的 PROFIBUS 现场总线，通讯速率最高可达到 12MB/s。通过附加的设备，现场控制层可以与各种标准的现场总线（Modbus、FF 等）相连接。现场控制站通过配置现场总线模块，可以与远程 I/O 及 DP 标准智能仪表连接，通过 DP/PA 耦合器与 PA 标准仪表连接。在本系统中，所有远程站都是通过 PROFIBUS-DP 现场总线与现场控制站向连接的。管理控制层采用了环形光纤工业以太网，通讯速率为 100M，最远通讯距离达到 1000Km，系统具有很高的扩展能力，最大可以扩展到 1000 个负载站（包括现场站和操作站）。环网所使用的交换
12、机使用的 SIEMENS 公司生产的 OSM 工业交换机。企业管理层采用了标准光纤以太网，通讯速率为 100M，通过TCP/IP 协议，可以与厂级网络（ERP、MIS）甚至Internet等通讯。w w w .c n 50h z .c o m并实现远程通讯、远程维护和管理系统。本控制系统所有现场控制站和远程控制站都采用了德国SIEMENS公司的 S7-400 系列自动化产品，具有很高的处理能力。系统所采用的电源、CPU、工业通讯网卡、各种功能模块都是相同的安装尺寸。系统结构简单，清晰。选煤厂 TIA 系统配置示意图如下3、集控系统功能3、集控系统功能 系统控制方式为集中联锁和就地解锁。对汾西矿
13、业集团公司贺西选煤厂工艺系统的所有机电设备全部纳入集控， 对煤流线上的参控设备进行集中联锁控制， 对不参控设备进行远程控制或就地解锁控制。w w w .c n 50h z .c o m地址： 唐山市高新技术开发区西昌路创业大楼 4 层网址 http:/http:/http:/http:/电话： （0315）778631877863207786321传真： （0315）7786318邮箱:tshsgk26:tshsgk26:tshsgk26: 控制方式由集控调度室操作人员在多功能操作台上进行选择。 系统选择功能。 试车功能。 具有予告和设备禁启功能。参控设备逆煤流启，顺煤流停。备用设备可实现在线
14、启、停，所有设备均具有现场紧急停车功能。集中运行时，岗位司机只能就地停车，不能启车。 事故处理功能，包括预告故障、启、停车故障，运行故障以及检测信号等故障的处理和声光报警。 故障诊断功能，借助 PLC 本身所具有的诊断功能，开发对系统主机、功能模块、通讯线路等故障的诊断，并有声、光报警和历史记录。 设备保护功能，对关键设备实现一级报警、二级停车功能，以保护设备、降低事故损失。 上位机监控系统 上位机监控系统1、配置监控系统的功能由上位监控计算机完成。上位监控计算机设三台。 两台为互为备用的操作计算机， 用于生产监控子系统的控制操作 ，取代了传统的多功能操作台。另一台可作为工程师站，用于编程、修
15、改参数、改变画面等操作。三台操作站选用 21 英寸大屏幕彩色显示器，取代传统的大型模拟屏。上位监控计算机安装在主厂房集控室。集控室室内设置上位监控计算机系统，工业电视墙及主机，通讯调度w w w .c n 50h z .c o m系统主机。集控室内要求光线柔和，安装柜式空调，铺设防火防静电活动地板，设专用可靠接地极一套。2、计算机监控系统的功能 操作、控制功能2、计算机监控系统的功能 操作、控制功能工程师站作为 PLC 的编程终端， 对计算机生产监控子系统程序进行多种语言的实时编制及修改，该计算机并兼做 WEB 服务器；操作员站作为指令操作终端，所有控制指令的下达，如集中控制预告，系统启停，控
16、制方式转换，系统的选择，单台设备的远方控制等均通过键盘或鼠标完成；并把各分站处理的各类生产数据，开关量（设备的运行、停止、故障信号、胶带输送机的保护信号等），模拟量（煤量、灰分、料位、液位等）集中管理，建立数据库，做为生产管理的数据来源。 图形显示功能 图形显示功能在大屏幕彩色显示器上对选煤厂的工艺流程，全厂设备运行状态，入洗原煤量，精煤产率，液位，原煤准备、重介、浮选、浓缩压滤等主要系统画面；生产环节的实时数据和最终数据，故障信号等以填充、趋势曲线、旋转、闪烁、变色等多种形式进行实时动态显示。动态图形画面设置： 全厂设备运行总画面；w w w .c n 50h z .c o m 系统选择画面
17、； 原煤主洗系统画 各车间设备状态数据画面w w w .c n 50h z .c o m浮选系统画面； 产量曲线画面； 各煤仓，煤位，液位系统画面；w w w .c n 50h z .c o m 起停车顺序 液位远程监控数据报表系统等；w w w .c n 50h z .c o m3、与计算机管理网络通讯功能3、与计算机管理网络通讯功能上位监控计算机将生产系统中的工艺参数、生产数据、设备运行状况等生产信息进行加工处理和筛选， 将重要信息送到计算机管理网络上，以实现生产信息全厂共享。通过WEB 服务器管理网络上的各工作站可实时地浏览生产系统的各画面。选煤厂主要生产环节自动控制子系统 重介工艺参数
18、自动测控子系统 重介工艺参数自动测控子系统为实现在线检测、监视及稳定控制重介质选煤过程中的工艺参数，保证重介质选煤过程的分选效果和提高生产管理水平，根据汾西矿业集团公司贺西选煤厂工艺流程特点和要求，我们设计、选用了DMAC-型重介工艺参数自动测控系统DMAC-型重介工艺参数自动测控系统。DMAC-型重介工艺参数自动测控系统是针对选煤厂大型无压给料三产品重介质旋流器不脱泥、不分级选煤工艺而开发的。到目前为止已经在近五十家选煤厂应用，效果显著，是一项很成熟的技术。1、系统的基本工作原理 合格介质密度的控制1、系统的基本工作原理 合格介质密度的控制由于介质密度直接影响产品质量及产率，所以在选煤过程中
19、，必须控制介质密度并使其稳定在某一给定值上， 以保证选煤产品质量及产率。介质密度高于给定值，会导致精煤产品灰分高而不合格；介质密度低于给定值，会导致精煤产品灰分低而产率低、损失精煤；唯有使介质密度等于并稳定在给定值上（由原煤煤质决定），才能保证分选效果，产品质量合格且产率高，经济效益最好。w w w .c n 50h z .c o m 分流量的控制 分流量的控制由本厂不分级、 不脱泥入选的重介选煤工艺决定着在正常生产过程中合格介质中的煤泥含量是呈逐渐上升趋势的。 重介质选煤工艺要求合格介质中的煤泥含量在一个适当的范围内，煤泥含量太低，不利于合格介质的稳定；煤泥含量太高，则会影响分选效果，增大介
20、耗。所以本系统中设有自动分流箱，当煤泥含量超过允许的范围时，自动多分流一部分回流介质去磁选机进行脱泥处理，以降低煤泥含量。 合格介质桶液位的在线检测 合格介质桶液位的在线检测合格介质桶的液位是生产过程中的重要参数。液位过高（一般由加水加介引起），密度调节滞后，且当停止生产时由于管道和旋流器中的介质回流，会引起介质桶溢流，造成介质损失；而液位过低，则旋流器压力难以保证，影响正常生产。在正常生产过程中，合格介质桶的液位应是比较平稳的、缓慢的逐渐下降过程。 旋流器介质入口压力的在线检测 旋流器介质入口压力的在线检测旋流器介质入口压力是一个重要的工艺参数。 在本系统中旋流器入口压力由在线压力传感器在线
21、测量。在工艺环节调节正常以后， 旋流器的入口压力稳定在一定值上（依旋流器的参数、原煤性质而选取），对保证产品质量有重要意义。2、集控系统集控系统功能及技术指标功能及技术指标：该系统的主要功能包括： 实现原煤合格介质悬浮液密度自动测量及控制，密度控制精度为：设定值0.005g/cm3； 实现合格介质悬浮液磁性物含量的在线检测与煤泥含量的稳w w w .c n 50h z .c o m定控制，测控范围满足工艺生产要求； 实现合格介质桶液位的自动检测和超限报警； 实现原煤重介质旋流器入口压力自动测量及超限报警； 计算机系统实现重介质选煤工艺各种工艺参数的实时采集、监视、记录；煤泥含量及其控制算法的计
22、算、历史生产数据查询、打印报表、以及与上位机通讯等功能； 系统具有手动/自动两种控制方式；浮选工艺参数自动测控子系统浮选工艺参数自动测控子系统浮选过程是一个复杂的物理化学过程， 有许多相关的工艺参数需要配合才能得到高质量的产品。 浮选自动化的最终目标就是检测出各种相关的工艺参数，按照特定的算法对工艺参数进行优化控制，以达到稳定产品质量及减轻劳动强度的目的。 本方案的提出将吸取国内外先进测控装置的优点， 同时考虑贺西选煤厂工艺条件及对浮选测控装置建设的要求进行。 本方案将浮选测控系统作为全厂综合自动化系统的一个分站，本地人机接口采用就地操作站，进行过程参数的设定及显示，其显示方式为数字、动态图形
23、、趋势曲线等。该子系统选用国内最新研制的FX-FX-FX-FX-型浮选工艺参数自动测控系统。型浮选工艺参数自动测控系统。在线检测的主要工艺参数有以下：A.入浮煤浆量入浮煤浆量： 在集料池底流泵出口到矿浆预处理器的管道上设置一台电磁流量计，用来计量煤浆入料量。B.入料煤浆浓度入料煤浆浓度：在煤浆入料管道上设置一台同位素浓度计，用于检测入料浓度。C.入浮干煤泥量入浮干煤泥量：通过入料流量及入料浓度，由计算机自动计算w w w .c n 50h z .c o m出入浮的干煤泥量。D.浮选剂添加量浮选剂添加量： 捕收剂和起泡剂各由一套微小流量测量装置来分别在线测量实际添加量。技术指标及特点：1.实现原
24、矿浆流量及浓度的测量及显示2.浮选剂流量的测量及显示3.浮选剂量实现多点按比例自动跟踪加药4.浮选剂测量误差1%5.浓度计检测误差5g/L6.浮选剂测量范围0-2000g（可调）7.浮选剂添加量的自动/手动控制 选煤厂的计量系统 选煤厂的计量系统现代化的选煤厂要求对全厂的物流进行全面的数、质量检测，从入厂原煤、生产过程中各种中间物、各种生产工艺参数直到各规格出厂产品通过各种传感器或仪表自动检测，并通过 PLC控制网络采集、上传给管理网络，形成各种形式的报表，供选煤厂领导和管理人员分析、判断、决策使用。汾西矿业集团公司贺西选煤厂计量系统根据工艺要求主要包括以下内容：电子皮带秤：5 台。分别安装在
25、入洗原煤皮带、精煤皮带、中煤皮带上。雷达料位计：4台，分别安装在精煤仓、中煤仓和矸石上。超声波液位计 7 台，分别安装在精煤泥桶、尾煤泥桶、浮选入料w w w .c n 50h z .c o m缓冲池等。该系统不设单独的主机或分站， 而是将其就近连到 PLC 控制网络的各分站或单机控制系统中，各检测数据通过网络汇集到管理上位机。 工业电视监视系统工业电视监视系统选煤厂工业电视系统设计为多媒体工业电视系统。 控制核心设在选煤厂集控调度室。控制中心包括微机控制系统，硬盘录像系统，主机和电视墙。视频监视系统采用 64*16 监控主机（考虑扩容），可接64 台摄象机，16 台监视器，本设计选用 16
26、台进口彩色摄象机，12台 21 英寸监视器，摄象点位置根据现场具体情况待定。该系统具有联网功能。w w w .c n 50h z .c o m 生产调度通讯系统通过几个方案对比拟采用申瓯 JSY2000-06 系列数字程控调度机系统，本系统功能完全能满足现场对通信系统的要求，结构紧凑，性能价格比高， 兼容性和扩展性较好。 系统可提供最大 300 门有线电话 ，任意一部有线电话均可指定为调度电话，满足现场生产的要求；在噪声较大的车间采用抗噪扩音电话。小结小结该选煤集控系统于 2005 年投产运行以来，系统运行稳定，比较同生产能力选煤企业，管理效率提高 70%左右，一线人工成本降低约120 万，起停车设备空运时间缩短300%，日节电约 1200kwh，因调度部门对生产一线可以多种渠道、多个方位直观细节的监控，降低了设备损坏率，延长了设备使用寿命。w w w .c n 50h z .c o m附：现场图片PLC控制柜PLC控制柜w w w .c n 50h z .c o m调度室调度室调度室操作台调度室操作台w w w .c n 50h z .c o mw w w .c n 50h z .c o m
